Уступ

УСТУП (а. bench, ledge, scarp; н. Strosse; ф. gradin, banc; и. escalon, banсо) — часть толщи горных пород в виде ступени, подготовленная для разработки самостоятельными выемочными и транспортными средствами.

При открытой разработке месторождений уступ — часть борта карьера. Уступы разделяются на рабочие, которыми производится отработка массива полезных ископаемых и вмещающих горных пород, включённых в контуры карьера, и нерабочие (погашенные), достигшие при разработке месторождения своего предельного положения. Элементы уступа: откос, площадки, бровки.

Откос — наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Угол его наклона зависит от физико-механических свойств породы, высоты и срока службы уступа. Угол откоса нерабочих уступ обычно выполаживают.

Площадки — поверхности, ограничивающие уступ по высоте. Площадки, на которых располагается буровое, выемочное или транспортное оборудование, называется рабочими. Ширина последних (до 40-70 м) зависит от величины развала взорванных горных пород, а также ширины заходки, транспортных коммуникаций и берм безопасности. Нерабочие уступы разделяют транспортными, предохранительными и площадками очистки. Транспортные (10-15 м) служат для обеспечения грузотранспортной связи между рабочими площадками в карьере и поверхностью; предохранительные (3-5 м) — для задержания осыпающейся с откосов породы (через 3-4 уступа их расширяют до 7-10 м, и они служат для периодической очистки борта карьера специальным оборудованием). От ширины площадок существенно зависят результирующий угол наклона борта карьера и объём выемки, поэтому обычно стремятся к их уменьшению.

Бровки — линии пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площадкой. Угол наклона линии, соединяющей верхнюю бровку верхнего и нижнего уступа, характеризует наклон борта карьера. Уступ может разделяться на два и больше подуступов, их разработка в этом случае осуществляется общим экскавационным оборудованием.

От свойств пород и высоты черпания выемочно-погрузочного оборудования (Нч) зависит высота уступа (Н). Обычно она ограничивается при разработке рыхлых пород условием ННч, при разработке развалов взорванных скальных пород — Н1,5Нч. Повышение эффективности горных работ связано с увеличением высоты уступа. Достигается это применением оборудования с удлинёнными рабочими органами, временным объединением нескольких уступов в один, отработкой высоких уступов с управляемым обрушением и понижением высоты развала до допустимой.

К высоким уступам относятся те из них, высота которых превышает как высоту вертикального обнажения пород, так и высоту черпания экскавационного оборудования более чем в 1,5 раза. При разработке таких уступов применяется обязательная заоткоска их верхней части механическими или взрывными способами. Рациональная высота уступа устанавливается на основе комплексной оценки совокупного влияния на технико-экономические показатели работы предприятия качества добываемого полезного ископаемого, скорости подвигания фронта и темпа углубки горных работ, производственной мощности карьера, протяжённости внутрикарьерных коммуникаций, допустимых углов откоса и безопасного производства горных работ.

Приоритет в разработке высоких уступов с управляемым обрушением принадлежит CCCP. С 50-х гг. началось применение высоких уступ (25-45 м) для отработки мягких вскрышных пород на карьерах ПО "Сера", "Александрияуголь", "Укрогнеупорнеруд". При разработке взорванных скальных пород высокие уступы применяются на карьерах цементного сырья и нерудных строительных материалов (20-25 м). Взрывание высоких уступов с последующим разделением развала на уступ обычной высоты широко применялось с 60-х гг. на карьерах Кривбасса. Тенденция к расширению области применения высоких уступов будет сохраняться в связи с необходимостью снижения металло- и энергоёмкости разработки.

При подземной разработке месторождений уступ — часть забоя, образованная двумя пересекающимися плоскостями. Уступы создаются при невозможности или нецелесообразности одновременной выемки полезных ископаемых по всей площади очистного забоя. Деление лавы на уступы осуществляется при разработке крутопадающих угольных пластов. Уступы отрабатывают с некоторым опережением один относительно другого, начиная с верхнего. Благодаря этому выемка угля в уступах может производиться одновременно по всей лаве, в безопасных для горнорабочих условиях. Опережение отдельных уступов выбирают кратным расстоянию между рядами рам крепи по простиранию. Нижний по падению уступ (т.н. магазинный) в случае необходимости используется для аккумулирования угля, поступающего с верхнего уступа. В связи со сложностью механизации работ в уступных забоях объёмы их применения уменьшаются. 

Выемка отдельными слоями, формируемыми в виде уступов, осуществляется при разработке пологих и наклонных рудных залежей мощностью обычно более 4-5 м. Забои разделяют на уступы иногда и при проведении горных выработок (тоннелей и т.п.) большого поперечного сечения.