Рабочие площадки на карьерах нерудных материалов. Расчет и особенности.

Автор: Тимергазин Дмитрий Вадимович,

Генеральный директор ООО «ДОРГЕОПРОЕКТ»

https://www.dorgeoproekt.ru/

Тел. +7 (499) 393-38-36

e-mail: info@dorgeoproekt.ru

Рабочая площадка важный элемент ведения горных работ, от соблюдения ширины которой зависит не только безопасность ведения горных работ, технология разработки, но также и достоверный маркшейдерский учет при разработке месторождения. Часто это происходит, когда на карьерах нерудных материалов при разработке не выдерживается ширина рабочей площадки нижележащего уступа, в результате чего образуется сдвоенный уступ. А если вскрышной уступ сдваивается с добычным, то маркшейдеру определить достоверный объем становится еще тяжелее. Кроме того, это приводит к нарушению обеспеченности карьера готовыми к выемке запасами сырья, что является нарушением нормативных требований и ведет к снижению производительности карьера.

Не менее важно учесть ширину рабочих площадок при проектировании поуступных календарных планов ведения горных работ. Так как при невыполнении этого условия происходит занижение площади разрабатываемого блока и извлекаемых объёмов, что в дальнейшем при эксплуатации карьера приведет к невозможности соблюдения календарных планов и корректировке проекта.

Рис. 1. Фрагмент плана карьера с проектным расположением рабочих площадок уступов

Рис. 2. Фрагмент геолого-литологического разреза с нанесенным календарным распределением горных работ и рабочим площадками.

Какие нормативные требования к ширине рабочих площадок?

Пунктом 977 Приказа Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору от 8 декабря 2020 г. N 505 “Об утверждении Федеральных норм и правил в области промышленной безопасности "Правила безопасности при ведении горных работ и переработке твердых полезных ископаемых" установлено что:

«Ширина рабочих площадок объекта открытых горных работ с учетом их назначения, а также расположения на них горного и транспортного оборудования, транспортных коммуникаций, линий электроснабжения и связи определяется проектом.

Требованиями пункта 2.3.4.1 и табл. 2.7 ОНТП 18-85 «Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий нерудных строительных материалов» установлена рекомендуемая ширина рабочих площадок при производстве горных работ с применением экскаваторов с ковшом емкостью 5 м3 и автосамосвалов грузоподъемностью 27-40 т при высоте уступов 10-15 м

Методика расчета

Методика расчета ширины рабочей площадки приведена в приложении II НТП-77 «Нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов». Следует учесть, что в настоящее время НТП-77 недействующие и применяются только как информационный и справочный материал в части, не противоречащей действующим нормативным требованиям. Например, требования НТП-77, устанавливающие ширину проезжей части карьерных дорог, были актуализированы в СП 37.13330.2012 «Промышленный транспорт».

Рабочая площадка, как правило рассчитывается на максимальную (или среднюю) высоту уступа с учетом максимальных параметров применяемой техники.

Ширина рабочих площадок при автомобильном транспорте

а) Ширина рабочей площадки при разработке рыхлых и мягких пород экскаваторами:

Шр = А + Пт + Пб

где А- ширина экскаваторной заходки по целику, м, м (принимается в зависимости от типа экскаватора. В соответствии с п 5.1.2 НТП-77, максимальная ширина заходки экскаватора типа механической прямой лопаты принимается равной для рыхлых и мягких пород-1,5 радиуса черпания экскаватора на уровне стояния (Rч.у)

Пт – ширина транспортной полосы, м:

Пт = По + Пп + П/о

где Пo- ширина обочины с нагорной стороны- со стороны вышележащего уступа, м, Пo = 1,5 [принимается по табл. 7.9 СП 37.13330.2012 «Промышленный транспорт» и таблице II.2 НТП-77];

Пп – ширина проезжей части призабойных автодорог, м, [принимается в зависимости от ширины расчетного автосамосвала по табл. 7.9 СП 37.13330.2012 «Промышленный транспорт»];

П/о – ширина обочины с низовой стороны (со стороны нижележащего уступа) для рыхлых пород, м, П/о = 6,5 [принимается по табл. II.2 НТП-77].

Пб – ширина полосы (бермы) безопасности нижележащего уступа, м;

Пб=Н*(ctgφ + ctgа), м

где Н –высота разрабатываемого уступа, м;

φ, а – соответственно углы естественного (устойчивого) и рабочего откосов уступа, град.

б) Ширина рабочей площадки при разработке скальных пород с применением БВР:

Рис. 3. Схема к определению ширины рабочей площадки в скальных породах при использовании автотранспорта

Условные обозначения: 1-лоток (кювет); 2- ограждение (породный вал).

Шc=Б + Пт + Пб

где Б=А1+М- полная ширина развала разрыхленной взрывом породы, м (табл.II.1 НТП-77)

А1- ширина буровой заходки по целику, м, принимается в соответствии с параметрами буровзрывных работ/

А1=Пб/+Н*(ctg a - ctg ɣ) + (В*(n-1), м

где Пб/- ширина полосы безопасности между первым рядом скважин и бровкой уступа, Пб/=3м (Пб/ может быть уменьшена в зависимости от конструкции станка и при условии его расположения за пределами призмы обрушения);

Н- высота уступа

ɣ- угол наклона скважин, град.;

В- расстояние между рядами скважин, м;

n- количество рядов скважин, м;

М- неполная ширина развала разрыхленной взрывом породы, м (табл. II.1 НТП-77)

Пт – ширина транспортной полосы, м:

Пт = По + Пп + П/о

где Пo- ширина обочины с нагорной стороны, м, Пo = 1,5 [принимается по табл. 7.9 СП 37.13330.2012 «Промышленный транспорт» и таблицы II.2 НТП-77];

Пп – ширина проезжей части призабойных автодорог, м, [принимается по табл. 7.9 СП 37.13330.2012 «Промышленный транспорт»];

П/о – ширина обочины с низовой стороны для скальных пород, м, П/о = 4,5 [принимается по табл. II.2 НТП-77].

Пб – ширина полосы (бермы) безопасности нижележащего уступа, м;

Пб=Н*(ctgφ + ctgа), м

где Н –высота разрабатываемого уступа, м;

φ, а – соответственно углы естественного (устойчивого) и рабочего откосов уступа, град.

Ширина рабочих площадок при железнодорожном транспорте

а) Ширина рабочей площадки в рыхлых и мягких породах

Шр=А + С1 + С + С2 + Пд + Пб

Где Шр- ширина рабочей площадки, м;

А- ширина заходки экскаватора, м (принимается в зависимости от типа экскаватора. В соответствии с п 5.1.2 НТП-77, максимальная ширина заходки экскаватора типа механической прямой лопаты принимается равной для рыхлых и мягких пород-1,5 радиуса черпания экскаватора на уровне стояния (Rч.у);

С1- расстояние от оси железнодорожного пути до нижней бровки откоса уступа или развала взорванной породы, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

С- расстояние между осями железнодорожных путей (принимается по табл. II.2 НТП-77);

С2-половина ширины основания железнодорожного пути, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

Пд- ширина полосы дополнительного оборудования (ЛЭП, контактная сеть и др.) и проезда вспомогательного транспорта с учетом обочин, лотка и ограждения, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

Пб-ширина полосы безопасности, м

Пб=Н*(ctgφ + ctgа), м

где Н –высота разрабатываемого уступа, м;

φ, а – соответственно углы естественного (устойчивого) и рабочего откосов уступа, град.

б) Ширина рабочей площадки в скальных породах

Рис 4. Схема к определению ширины рабочей площадки в скальных породах при использовании железнодорожного транспорта

Условные обозначения: 1-лоток (кювет); 2- ограждение (породный вал); 3 – оси железнодорожных путей; 4- опора контактной сети.

Шс=Б + С1 + С + С2 + Пд + Пб

Где Б=А1+М- полная ширина развала разрыхленной взрывом породы, м (табл.II.1 НТП-77)

А1- ширина буровой заходки по целику, м, принимается в соответствии с параметрами буровзрывных работ/

А1=Пб/+Н*(ctg a - ctg ɣ) + (В*(n-1), м

где Пб/- ширина полосы безопасности между первым рядом скважин и бровкой уступа, Пб/=3м (Пб/ может быть уменьшена в зависимости от конструкции станка и при условии его расположения за пределами призмы обрушения);

Н- высота уступа

ɣ- угол наклона скважин, град.;

В- расстояние между рядами скважин, м;

n- количество рядов скважин, м;

М- неполная ширина развала разрыхленной взрывом породы, м (табл. II.1)

С1- расстояние от оси железнодорожного пути до нижней бровки откоса уступа или развала взорванной породы, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

С- расстояние между осями железнодорожных путей (принимается по табл. II.2 НТП-77);

С2-половина ширины основания железнодорожного пути, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

Пд- ширина полосы дополнительного оборудования (ЛЭП, контактная сеть и др.) и проезда вспомогательного транспорта с учетом обочин, лотка и ограждения, м (принимается по табл. II.2 НТП-77);

Пб-ширина полосы безопасности, м

Элементы транспортной полосы на рабочей площадке, м (Табл. II.2 НТП-77)

Распространенные схемы рабочих площадок в зависимости от типа применяемого экскаватора

Рис.5. Схема рабочей площадки при разработке пород экскаватором типа «прямая лопата»

Рис.6. Схема рабочей площадки при разработке пород экскаватором типа «обратная лопата» верхним черпанием с подошвы разрабатываемого уступа

Рис.7. Схема рабочей площадки при разработке пород экскаватором типа «обратная лопата» нижним черпанием с кровли разрабатываемого уступа

Рис.8. Схема рабочей площадки при разработке обводненных пород экскаватором типа «обратная лопата» нижним черпанием с кровли разрабатываемого уступа и складированием пород в временные отвалы (бурты)