книги / Открытая разработка месторождений
..pdfпроведения траншей с верхней погрузкой породы применяется редко из-за сложностей с верхней разгрузкой, о которых говорилось в п. 3.2.1.
4.2. Проведение траншей по бестранспортной схеме.
Суть бестранспортной схемы проведения траншей заключается в том, что добытая при проведении траншеи порода не вывозится транспортными средствами, а складируется в отвал на одном или обоих бортах траншеи. Естественно, что бестранспортная схема при менима только при проходке траншеи по пустым породам. Наиболее широко для проведе ния траншей по бестранспортной схеме используются драглайны и обратные механические лопаты. Реже для этих целей применяются многоковшовые цепные и роторные экскавато ры в комплексе с консольными отвалообразователями. Прямые механические лопаты при меняются для проходки траншей по бестранспортной схеме лишь для неглубоких траншей небольшой ширины. При проходке траншей сравнительно небольшой длины используются бульдозеры.
На рис. 4.4.а показана схема проведения горизонтальной траншеи с использовани ем драглайна при расположении отвала на одном борту траншеи. Технология проходки та кой траншеи достаточно ясна из рисунка и не требует разъяснений. Совершенно аналогич на и схема проходки траншеи обратной механической лопатой. На рис. 4.4.6 приведена
Рис. 4.4. Бестранспортные схемы проведения горизонтальных траншей.
схема проходки траншеи по бестранспортной схеме с применением роторного многочерпакового экскаватора в комплексе с консольным ленточным отвалообразователем. При такой механизации проходческих работ и экскаватор, и отвалообразователь размещаются на поч ве траншеи, что требует ее достаточной ширины. Перегрузка породы с разгрузочного лен точного конвейера экскаватора на приемный ленточный конвейер отвалообразователя про изводится через бункер.
Проведение сравнительно не длинных траншей бульдозером возможно по трем схемам: с одним торцевым отвалом (рис. 4.5.а), с двумя торцевыми отвалами (рис.4.5) и с боковым отвалом (рис. 4.5.в). Схема с одним торцевым отвалом предусматривает переме щение породы ножом бульдозера при движении только в сторону отвала. В обратном на правлении бульдозер движется задним ходом. При двух торцевых отвалах бульдозер пере мещает породу в обоих направлениях, для чего, дойдя до конца траншеи, бульдозер разво рачивается для движения в обратном направлении. При боковом отвале отвал располагает ся примерно посередине траншеи. Бульдозер с двух сторон нагребает породный вал против отвала, а затем этот же или второй бульдозер перемещают породу в отвал.
ДT V ' 111Ч 111.111Ч Ч Ч '_L1И
1
б) |
кс : |
■.1,11111.1.1.111,1 .тг 1. m .11 in т1 .тпт |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1ГПТ 1Ч Ч Ч Ч Ч 1П 3Ч Ч Ч Ч Ч Ч Ч |Т ГТ ГТТТГ |
|
|
||
|
|
' 1 |
|
|
|
|
|
|
ЖЖЛш |
п |
г |
|
|
М 1 |
Г |
Г i m i i i M . i . i . i i i . ' I r r T i n i i |
f f i |
■11111 i l l |
1 J | |
’ Г Г / |
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 4.5. Схемы проведения горизонтальных траншей бульдозером.
Кроме рассмотренных схем проходки бульдозеры широко применяются при рас положении траншеи на косогоре. При этом порода от проходки траншеи перемещается бульдозером вниз по склону местности или служит для заполнения ложков, болот и т.п.
Рассмотренные выше схемы бестранспортного проведения горизонтальных тран шей в полной мере справедливы и для наклонных траншей.
4.3. Проведение траншей по комбинированной схеме.
Комбинированная схема проведения траншей применяется при слоевой проходке. Суть ее заключается в том, что первый слой траншеи проводится по бестранспортной схе ме, а последующие слои - по транспортной.
4.4. Проведение траншей при гидромеханизации.
На карьерах с гидромеханизацией траншеи проводятся с размывкой пород гидромонито ром. Возможно предварительное рыхление пород в контуре траншеи взрывными работами. Размытая порода вместе с водой транспортируется по канавкам или по желобам к спе циально подготовленным пульпоприемникам. Расстояние между пульпоприемниками оп ределяется углом наклона траншеи и характера движения пульпы. Из пульпоприемников пульпа грязевыми насосами перекачивается в гидроотвал.
Иногда, если позволяют условия, при проведении наклонных траншей при гидро механизации пульпоприемники не делают, а в нижнем конце траншеи создают местный гидроотвал.
4.5. Проведение траншей взрывом «на выброс».
Этот способ применяется при проведении траншей малого поперечного сечения. Он позволяет получить готовую траншею взрывными работами. Суть метода заключается в том, что по контуру траншеи бурятся скважины, заряжаемые россыпным взрывчатым мате риалом. По сравнению с просто рыхлением пород заряд скважин более мощный. Взрыва ние зарядов производится с помощью детонирующего шнура. При малой ширине траншеи скважины бурятся по ее оси. В этом случае при взрыве образуются два примерно равных отвала по обоим сторонам траншеи. При небольших размерах траншеи возможно бурение скважин у одного из бортов траншеи под углом 40 - 60 °. При таком расположении сква жин на противоположном борту траншеи образуется отвал, содержащий 70 - 80 % взо рванной породы, а остальные 20 - 30 % породы образуют отвал на том борту, вдоль кото рого бурились скважины.
При большей ширине траншеи вдоль одного из бортов бурятся основные скважи ны под углом 45 - 60 °, а по линии, поперечной траншее, бурятся вспомогательные («подкольные») скважины, направленные в сторону основных скважин. Диаметр вспомогатель ных скважин примерно в 2 раза меньше основных. Их назначение разрушить породу и об легчить работу основных скважин. Основные скважины заряжаются рассыпным, а допол нительные - патронированным взрывчатым материалом. Заряд основных скважин более мощный. Взрывание зарядов детонирующим шнуром. Причем взрывная цепь из детони рующего шнура монтируется таким образом, чтобы в первую очередь взрывались вспомо гательные скважины, а затем - основные.
Взрывы «на выброс» отрицательно сказываются на экологической обстановке в районе карьера, поэтому на их проведение надо получить специальное разрешение.
4.6. Проведение канав.
Канава в общем случае представляет траншею небольшой глубины и небольшого поперечного сечения. Для проведения канав широко используются обратные механические лопаты и канавокопатели. Последние представляют собой многоковшовую бесконечную цепь, навешиваемую на тракторы. Ковши канавокопателя разгружаются на борт канавы. Значительно реже для проходки канав используют прямые механические лопаты и драг лайны. Возможно также проходка канав взрывом «на выброс».
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ РАБОТ НА УСТУПАХ
На рабочих уступах карьеров производится выемка пород, покрывающих полез ное ископаемое (вскрышные уступы), и выемка полезного ископаемого (добычные уступы). В настоящее время на карьерах применяют, главным образом, технологические схемы с экскаваторной выемкой и погрузкой вскрышных пород и полезного ископаемого. Причем наиболее широкое распространение получили технологические схемы с применением пря мых механических лопат и драглайнов как на вскрышных, так и на добычных уступах. Кроме того, на вскрышных уступах применяются многочерпаковые экскаваторы непрерыв ного действия. Уступы отрабатывается полосами, параллельными откосу. Торец такой по лосы называется забоем уступа. Часть ширины полосы, разрабатываемая экскаватором без его перестановки, называется экскаваторной заходкой. Возможны две схемы экскаваторных забоев, показанные на рис. 5.1. Боковой забой (рис. 5.1.а) применяется широко в практи ке открытых работ, и то время, как фронтальный забой (рис. 5.1.6) практически не приме няется, что связано с необходимостью частой перестановки экскаватора и, соот ветственно, с большими потерями време ни.
На вскрышных уступах техноло гические схемы с применением экскава торов могут быть транспортными и бес транспортными. Естественно, что на до бычных уступах применимы только транспортные технологические схемы.
Кроме экскаваторных работ на вскрышных и добычных уступах приме няются технологические схемы с гидро
механизацией, а также некоторые специальные схемы, например, при добыче строительно го и облицовочного камня. Возможно также применение комбинированных технологиче ских схем, представляющих собой комбинацию из перечисленных выше схем.
5.1. Бестранспортные технологические схемы на вскрышных уступах.
Бестранспортные технологические схемы работы применяются только на вскрышных уступах при внутренних отвалах. Наиболее широко в бестранспортных техно логических схемах используются драглайны (рис. 3.20). Ширина экскаваторной заходки при этом определяется технической характеристикой драглайна, а высота - максимальной высотой черпания. По мере обработки забоя полосы драглайн перемещается вдоль отраба тываемой полосы. Разгрузка ковша производится непосредственно на внутренний отвал. При этом ковш драглайна проходит над нижележащим уступом (а иногда и не одним). Ме жду забоем полосы и отвалом в радиусе действия драглайна запрещается установка какихлибо машин и механизмов, а также в этой зоне запрещается нахождение людей. Драглайн располагается на верхней площадке разрабатываемого уступа, минимальная ширина кото рой определяется радиусом поворота экскаватора, минимально допустимым расстоянием от верхней бровки разрабатываемого уступа до экскаватора (3 м) и минимально допусти мым расстоянием от экскаватора до нижней бровки вышележащего уступа (2.5 - 3.0 м).
Аналогична показанной на рис. 3.20 технологическая схема отработки вскрышно го уступа цепным многоковшовым экскаватором на гусеничном ходу или шагающим в комплексе с ленточным отвалообразователем. В этом случае экскаватор и отвалообразователь также располагаются на верхней площадке разрабатываемого уступа. Ширина пло щадки определяется габаритами экскаватора и перегружателя, расстоянием от верхней бровки разрабатываемого уступа до экскаватора и расстоянием от экскаватора до нижней бровки вышележащего уступа.
На рис. 5.2 представлена бестранспортная технологическая схема с использовани ем роторного экскаватора на гусеничном ходу или шагающего в комплексе с ленточным отвалообразователем. В отличие от выше рассмотренных технологических схем роторный экскаватор и отвалообразователь устанавливаются на нижней площадке разрабатываемого уступа. При этом ширина рабочей площадки впереди экскаватора составляет обычно 3 - 5 м, а позади экскаватора увеличивается на ширину экскаваторной заходки.
Многоковшовые экскаваторы на рельсовом ходу в бестранспортных технологиче ских схемах на практике применяются сравнительно редко, т.к. они требуют постоянного увеличения или наоборот сокращения длины рельсовых путей. Также редко применяются прямые механические лопаты из-за сравнительно небольшой длины стрелы и рукояти. При
большой длине уступов возможно разде ление их на блоки, с отработкой каждого блока своим экскаватором.
Из рассмотренных бестранс портных технологических схем наглядно видно, что имеется достаточно тесная за висимость разработки уступа по полезно му ископаемому и вскрышного уступа, обусловленная ограниченной длиной от валообразующих механизмов. Кроме то го, технологические схемы должны обес печивать двух недельную отработку до бычных уступов в случае аварии на вскрышном уступе.
Рис. 5.2. Бестранспортная технологиче ская схема отработки вскрышного усту па роторным экскаватором с ленточным отвалообразователем.
5.2. Транспортные технологические схемы с применением прямой механической лопаты.
Прямая механическая лопата - самый распространенный механизм отработки до бычных и вскрышных уступов по транспортной схеме. Экскаваторы этого типа могут отра батывать уступы по достаточно мягким породам без применения взрывного рыхления, а также уступы по твердым породам с предварительным рыхлением пород взрывными рабо тами. Прямая механическая лопата устанавливается на нижней площадке разрабатываемого уступа и работает, главным образом, с нижней погрузкой. В качестве транспортных средств при работе прямой механической лопаты используются железнодорожный, автомобильный транспорт или конвейерный.
На рис. 5.3 приведены технологические схемы отработки уступов прямой механи ческой лопатой без взрывного рыхления пород с погрузкой породы в железнодорожный транспорт. Рис 5.3.а характеризует технологическую схему о одним рельсовым тупиковым путем. Рельсовый путь настилается до начала отработки уступа. Расстояние от оси рельсо вого пути до нижней бровки отрабатываемого уступа должно находиться в пределах от 1.5 - 2.5 м. Расстояние от оси рельсового пути до верхней бровки нижележащего уступа долж но быть не менее 3 м. Таким образом ширина нижней площадки отрабатываемого уступа впереди экскаватора составляет 4.5 - 5.5. м. Ширина этой же площадки позади экскаватора
увеличивается на ширину экскаваторной заходки. Недостатком этой технологической схе
мы являются простои экскаватора во время обмена груженого и порожнякового составов вагонов. Этого недостатка лишена тех нологическая схема на рис. 5.3.6 с дву мя рельсовыми тупиковыми путями. Когда состав вагонов на одном пути за гружен и уходит на разгрузку, экскава тор без потерь времени переключается на загрузку порожнякового состава, на ходящегося на другом пути. Однако
I |
нетрудно заметить, что эта технологи- |
|
ческая схема требует большего объема |
||
г]1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 г|1 1 1 1 ч 1 1 ч 111j 111111 ч ч 11 ip|7| |
||
|
работ по монтажу и передвижке рельсо |
|
|
вых путей. Кроме того, эта схема требу |
|
|
ет большей ширины рабочей площадки, |
|
|
что не всегда возможно. |
|
~т1'|гччч|1|т ч |1'Г1'1'1Ч'1'Тч|1'1||1|1'1|1ч: |
На рис. 5.3.в приведена схема с |
|
|
одним кольцевым рельсовым путем, при |
ЦЦУИНШП1ИЦЦЦЦ11ЦК
миг....
R — 4 Z Z I =
1ч |н ч ч ч ч |1|1ч |1чм'1'1Ч|т ' 1Ч|1|т ;' j ч чч чч ч ч ч ч мч ч ч 'HL'i мчч чч ч ^
Рис. 5.3. Технологические схемы отработки уступов прямой механической лопатой с железнодорожным транспортом без рыхления пород взрывными работами.
которой движение груженых и порожняковых составов осуществляется в одном направле нии. Эта схема не требует большой ширины рабочей площадки, позволяет до минимума сократить простои экскаватора при обмене составов. Однако эта схема предполагает значи тельное развитие путевого хозяйства карьера.
Рис. 5.3.г характеризует технологическую схему с отработкой уступа двумя пря мыми механическими лопатами, работающими по «догоняющей» схеме. Расстояние между экскаваторами определяется длиной состава вагонеток и, как правило, составляет порядка 500 м. Применение такой схемы позволяет увеличить нагрузку на уступ, но характеризует ся сложной организацией железнодорожного транспорта. Иногда для упрощения транспор та делают временные переносные разъезды.
Наконец технологическая схема на рис. 5.3.д, которая применима при большой ширине отрабатываемой полосы, отрабатываемой двумя прямыми механическими лопата ми, работающими параллельно. Основной рельсовый путь прокладывается на нижней пло щадке разрабатываемого уступа до начала отработки уступа. Но для работы второго экска ватора приходится систематически монтировать тупиковый съезд, что увеличивает затраты на добычу.
Кроме рассмотренных выше технологических схем работы прямой механической лопаты на вскрышных и добычных уступах без рыхления пород взрывными работами с по грузкой породы в железнодорожные вагоны, возможны и другие схемы. Высота уступа при работе без предварительного рыхления пород взрывом не должна превышать максималь ной высоты черпания по технической характеристике экскаватора. При этом высота уступа должна быть такой, чтобы полное заполнение ковша происходило одним черпанием. Если высота уступа не большая (менее 2.5 - 3.5 м) и заполнение ковша одним черпанием невоз можно, то прямая механическая лопата работает совместно с бульдозером, который нагре бает на площадке бурт высотой более 3.5 м, а экскаватор производит черпание породы из этого бурта и грузит в железнодорожные вагоны.
При любой технологической схеме после отработки полосы требуется передвижка рельсовых путей для отработки новой полосы. Передвижка осуществляется железнодорож ными или автомобильными кранами (с разборкой пути на звенья) или специальными путепередвигателями (без разборки пути). Как правило, перед передвижкой пути требуется за чистка площадки уступа, которая выполняется бульдозерами или автостругами. С целью уменьшения разубоживания полезного ископаемого осуществляется и зачистка верхней
площадки добычного уступа от вскрышных пород. При экскаваторной погрузке в железно дорожные вагоны возможно попадание кусков породы на рельсовые пути, что также требу ет периодической их очистки.
На рис. 5.4 показаны технологические схемы отработки вскрышных или добыч ных уступов прямой механической лопатой с предварительным рыхлением пород взрыв ными работами с погрузкой в железнодорожные вагоны. При ширине развала не превы шающей ширину экскаваторной заходки погрузка взорванной породы производится одним экскаватором по схеме с одним рельсовым тупиковым путем (рис. 5.4.а) аналогично схеме, рассмотренной на рис. 5.3.а, с двумя тупиковыми рельсовыми путями аналогично схеме на рис. 5.3.6, с кольцевым рельсовым путем аналогично схеме на рис. 5.3.в. При большой дли не взорванного развала возможна погрузка породы двумя экскаваторами по «догоняющей» схеме аналогично рис 5.3.в. При ширине развала превышающей ширину экскаваторной за-
а)
Рис. 5.4. Технологические схемы отработки уступов прямой механической лопатой с железнодорожным транспортом с рыхлением пород взрывными работами.