Височина и стабилност на первази
Первазът е един от най-важните елементи на открития добив. Рационална е такава височина на перваза, при която при определени условия се осигуряват: безопасност на минните работи, висока производителност на оборудването, минимален обем на спомагателната работа, установени годишни обеми на минни и разкопъчни операции и минимални разходи за тях.
Височината на перваза пряко влияе върху редица общи показатели за кариерата: качеството на извлечения минерал; норма на преден аванс; степента на задълбочаване на минните дейности и следователно производствения капацитет на кариерата; период на изграждане на кариерата; обем на минно-капиталните работи; общата дължина на работния фронт, вътрешнокариерните пътеки и пътища; ъгъл на наклона на работните и неработните страни.
Рационалната височина на первазите не може да се определи от нито един фактор; трябва да се избира въз основа на определяне на кумулативния ефект на всички изброени по-горе фактори в конкретни природни условия и със задължителното отчитане на възможностите за отваряне на работни хоризонти. Аналитичните методи за определяне на височината на перваза не могат да вземат предвид съвкупността от тези фактори. Безопасността при добив е основно изискване.
При копаене на хоризонтални и плоски находища,дебелината на находищата и откривката обикновено диктува височината и броя на пейките. При редуване на хоризонтални и леки слоеве височината на перваза се определя в зависимост от дебелината на отделните слоеве и слоевете от отпадъчни скали, разположени между тях, като се вземе предвид осигуряването на необходимото качество на минерала.
Стабилността на склона в мека скала е критична. В такива скали, съгласно правилата за безопасност, височината на перваза не трябва да надвишава максималната височина на копаене на багера; иначе на върхачасти от перваза остават "козирки", "висят" и е възможно срутване на скали.
При разработване на наклонени и стръмни находища,представени главно от скалисти и полускални скали, височината на перваза се определя главно от показателите на технологичните процеси, загубите и обедняването на полезни изкопаеми, необходимия производствен капацитет на кариерата и условията за разкриване на работни хоризонти. Разходите за подготовка на скалата за изкопаване и транспортиране на взривени скали намаляват с увеличаване на височината на стената. Минималните разходи за изкопаване на взривени скали съответстват на височина на перваза 15–20 m.
В случаите, когато изкопните работи се извършват с багери с разширено работно оборудване с горно натоварване, височината на пейката трябва да съответства на параметрите на тунелното оборудване (Таблица 7).
При разработването на сложни находища загубата и разреждането на минерали са почти правопропорционални на височината на минния перваз. Ето защо е целесъобразно, според икономическите условия, за отделно извличане на полезни изкопаеми, особено с плоски находища, да се вземе височината на минните первази не повече от 10-12 m и да се използват открити багери с капацитет на кофата 3-5 m 3.
Скоростта на изкопаване е приблизително обратно пропорционална на височината на перваза. Скоростта на задълбочаване на минните операции зависи от тази скорост. Колкото по-голяма е височината на перваза, толкова по-малък е възможният производствен капацитет на кариерата за минерала. Тази разпоредба е особено важна в първия период на кариерата.
Максимална височина на издатините в твърди и полутвърди скали при изкопаване с кариерна лопата
| Багер | Максимална височина на копаене на багера, m | Максимална височина на перваза |
| ЕКГ-2 | 8.5 | 12.5 |
| ЕКГ-3.2 | 14.5 | |
| ЕКГ-5 | 16.5 | |
| ЕКГ-8 | 12.5 | |
| ЕКГ-12,5 | 15.6 | 23.5 |
| ЕКГ-20 |
Максимална височина на скосяване при изкопни работи с инструменти с дълга лопата с горно зареждане
| Багер | Височина на скалите (m) в скалите | |
| меко * | полускалист ** | рок *** |
| ЕКГ-2у | ||
| ЕКГ-3.2u | 5.5 | |
| ЕКГ-4u | ||
| ЕКГ-3.6u |
* - ъгъл на стабилност на наклона 34 0
В същото време необходимите обеми на откривката намаляват с увеличаване на височината на перваза в резултат на намаляване на броя на работните пейки и увеличаване на ъгъла на наклона на работната стена на открития рудник. В същото време се намаляват и необходимата скорост на придвижване и дължината на производствения фронт. Следователно, когато се разработват находища с проста структура в средната зона на кариера (в дълбочина), понякога е препоръчително да се увеличи височината на перваза.
При открития добив на минерални находища е много важно да се осигури стабилност на первазите и да се предотврати деформацията им през целия период на изграждане и експлоатация на кариерата.
От многото фактори, от които зависи устойчивостта на склоновете,групата геоложки фактори(състав, състояние, структура и свойства на скалите) е определяща. Те определят условията за деформация на масива и избора на проектни схеми за устойчивост на откоси, характера на противодеформационните мерки и величината на проектните показатели.
Отгрупата хидрогеоложки факториосновният е влиянието на подпочвените води, които променят свойствата на масива (поради излугване на напукани карбонатни скали, набъбване на глинести скали и др.) и неговото напрегнато състояние;под действието на хидростатични и хидродинамични сили може да възникне филтрационно разрушаване на склонове (наводнение и суфозия). Напояването на контактните зони и структурните нарушения води до деформации на откосите (в резултат на намаляване на якостта на скалите в контактите) и внезапен пробив на вода.
Третата група се състои от технологични фактори.
Трябва да се има предвид, че параметрите на отварящите се изработки, тяхното положение спрямо контура на кариерата и експлоатационният живот определят интензивността на развитието на реологичните процеси в масива и изветрянето на скалите, развитието на деформационните процеси в масива (подрязване на пластовите контакти или смущения и др.). При висока скорост на напредване на минния фронт, деформационните и реологичните процеси нямат време да се развият в масива, което позволява да се дадат на склоновете на работните первази по-стръмни ъгли на наклон. Поставянето на насипи в минното пространство повишава устойчивостта на срязващите сили на крайния скален масив.
Страните на откритите ями могат да имат участъци с вдлъбната, изпъкнала и праволинейна форма в план. Установено е, че при равни други условия склоновете с вдлъбната форма в план са по-стабилни от плоските.
Експлозивните операции причиняват сеизмичен ефект, образуването и развитието на пукнатини и зони с намалена якост в масива на перваза в близост до склона, както и нестабилната повърхност на самия склон на перваза. За намаляване на вредните въздействия от експлозиите при поставянето на стендовете в крайното им положение е необходимо: да се променят параметрите на пробивно-взривните работи; прилага (като се вземе предвид конкретната ситуация) кратковременно взривяване на сондажни заряди с необходимия диаметър и контурно взривяване, заряди с инертни сърцевини; подредете редове от кладенци под ъгъл 60-90 ° спрямо контура на стената; нанесете екраниращи разрези;използвайте изкуствено укрепване на первази; въведете повишен коефициент на стабилност в изчисленията.
Разграничете краткосрочната и дългосрочната стабилност на склоновете, които трябва да имат съответно работни и неработещи первази. Коефициентът на устойчивост на работните первази ηу=1,15-1,2, а на неработещите в глинести и напукани скалисти и полускални скали ηу=1,5-2.
При предварителен избор на ъглите на наклона на работни и неработещи первази е препоръчително да използвате данните, дадени в табл. 8. За да се изяснят стойностите на ъглите, особено при нестабилни скали или неблагоприятна поява на отслабващи повърхности, е необходимо да се извършат пълномащабни проучвания и изчисления на стабилността на склона.
Ширината на призмата (m) на възможното срутване на перваза при липса на отслабващи повърхности може да се определи в зависимост от ъгъла на наклона и здравината на скалите по формулата
където a е ъгълът на наклона на перваза, градуси; ρ е ъгълът на вътрешно триене.