Вскрытие месторождения заключается в частичном удалении вскрышных пород и проведении системы капитальных горных выработок (траншей) для обеспечения доступа к полезной толще камня и транспортной связи между рабочими площадками карьера и техническими сооружениями на поверхности (отвалами пустых пород, складами, камнеобрабатывающими цехами и др.). На объем вскрышных пород существенное влияние оказывает характер залегания месторождения и величина коэффициента вскрыши, под которым обычно понимают отношение объема вскрышных пород (в конечных контурах карьера) к объему полезного ископаемого. Для большинства разрабатываемых месторождений облицовочного камня значения этого показателя не превышают 1 м3/м3.
При производстве вскрышных работ рыхлая вскрыша удаляется механическим рыхлением с использованием навесных тракторных рыхлителей. Разработка скальной вскрыши производится главным образом буровзрывным способом с оставлением предохранительного слоя породы мощностью 1—3 м, который затем разрабатывается по схеме добычных работ данного карьера. Погрузка и удаление вскрышных пород осуществляется экскаватором и авто- самосвалами.
Подготовительные работы осуществляются -с целью подготовки к эксплуатации каждого рабочего уступа (вскрытие уступа) и сводятся к проходке специальных траншей, которые по своему назначению подразделяются на пионерные (продольные), фланговые (заходные и выходные) и разрезные. На косогорных месторождениях проходят полутраншеи (траншеи неполного профиля). Места заложения и размеры траншей выбираются в зависимости от геологических особенностей месторождения, физико-механических свойств горных пород и используемого оборудования. Обычно для проходки траншей применяются те же методы и средства, что и при добычных работах, описанных подробно в § 16. Иногда проходку траншей осуществляют с попутной добычей блоков.
Собственно добычные работы проводятся для получения блочного камня и включают следующие основные производственные процессы: подготовку пород к выемке (отделение монолитов или блоков от массива), выемочно-погрузочные работы, транспортирование блоков, складирование (отвалообразование) пустых пород, разгрузку или складирование блоков. Среди перечисленных процессов основная доля трудозатрат приходится на процесс подготовки к выемке, которому и будет отведено главное место при описании технологии добычных работ.
Рис. 24. Система разработки месторождений облицовочного камня:
а – горизонтальными слоями; б – крутыми слоями; в – наклонными слоями; I, II, III – панели; 1, 2, 3 – отделяемые блоки панели или заходки; Ф – направление фронта работ; 3 – то же, продвижения забоя
Рис. 25. Типы заходок при разработке месторождений облицовочного камня
а – продольные; б – поперечные; в – диагональные; I, II, III – панели; 1, 2, 3 – отделяемые блоки панели или заходки; Ф – направление фронта работ; 3 – направление продвижения забоя
На месторождениях горных пород средней и низкой прочности подготовку пород к выемке в подавляющем большинстве случаев осуществляют методами механического резания (пиления) с использованием разнообразного камнерезного оборудования (камнерезных машин с дисковыми и кольцевыми пилами-фрезами или баровыми пилами, установок канатного пиления и др.). Для подготовки к выемке пород высокой прочности применяют буровзрывные, буроклиновые и термические методы с использованием соответствующего оборудования (буровых станков, установок строчечного бурения, гидроклиновых установок, терморезаков и др.).
Выемочно-погрузочные работы производятся с использованием подъемных кранов различных конструкций (автокранов, стреловых кранов на гусеничном и автомобильном ходу, деррик-кранов и др.), погрузчиков, подъемных механизмов (лебедок, домкратов, штыбоуборщиков и т. п.).
Транспортирование блоков осуществляют преимущественно автомашинами или тягачами с грузовыми платформами. Для складирования (отвалообразования) пустых пород и отходов используют автотранспорт, мехлопаты, краны, погрузчики, бульдозеры. Разгрузку (складирование) блоков осуществляют с помощью кранов (преимущественно портально-козловых).
Выемка полезного ископаемого в процессе разработки месторождений облицовочного камня производится послойно, причем на пространственную ориентацию и направление выемки значительное влияние оказывают характер рельефа местности и особенности залегания полезной толщи. В зависимости от направления выемки системы разработки месторождений облицовочного камня классифицируются на три группы (рис. 24): горизонтальными слоями, наклонными слоями и крутыми слоями.
Часть слоя горных пород (на высоту рабочего уступа или подступа), выемка которой производится за один проход добычной машины, называется заходкой. В зависимости от расположения относительно фронта работ выделяют три основных типа заходок: продольные, поперечные, диагональные (рис. 25).