книги / Открытая разработка месторождений

ходки погрузка взорванной породы производится двумя экскаваторами, работающими па­ раллельно (рис. 5.4.6). Эта схема аналогична схеме, показанной на рис. 5.3.д.

Для указанных выше технологических схем отработки уступов прямой механиче­ ской лопатой с предварительным рыхлением пород взрывными работами и погрузкой в же­ лезнодорожные вагоны присущи все достоинства и недостатки аналогичных технологиче­ ских схем без предварительного рыхления. Но при этом высота развала взорванных пород не должна превышать максимальную высоту черпания экскаватора по технической харак­

теристике, а высота уступа не должна превышать полуторной максимальной высоты чер­

пания экскаватора. Кроме того, рельсовые пути укладываются на нижней площадке отраба­

тываемого уступа на расстоянии от 1.5 до 2.5 м от оси пути до границы предполагаемого развала взорванной породы.

При автомобильном карьерном транспорте прямая механическая лопата работает с нижней погрузкой. Техноло­ гические схемы при работе экскаватора без предварительного рыхления пород показаны на рис. 5.5. Рисунок 5.5.а ха­ рактеризует технологическую схему с

всю длину уступа. Схема не меняется и при работе двух экскаваторов по «догоняющей» схеме, только монтируется более мощный конвейер, обеспечивающий работу двух экскава­ торов. При отработке широкой полосы двумя экскаваторами (рис. 5.6.6) до начала работ монтируется магистральный конвейер на всю длину уступа, а для второго экскаватора мон­ тируются легкие промежуточные ленточные конвейеры, которые периодически переносят­ ся по мере отработки уступа.

Погрузка породы на ленточный конвейер с целью снижения повреждения ленты падающими кусками породы осуществляется через бункер. После отработки полосы на всю длину ленточный конвейер демонтируется и переносится для отработки новой полосы на уступе. Работа эта весьма трудоемкая и требует значительных затрат времени.

5.3. Транспортные технологические схемы с применением драглайна.

Драглайны применяются наиболее широко при отработке вскрышных уступов и реже при отработке уступов добычных. Работа драглайна эффективна при рыхлых или хо­

рошо разрыхленных горных породах. Драглайн

а)

устанавливается на верхней площадке разраба­ тываемого уступа и работает с верхним черпа­ нием как с верхней, так и с нижней погрузкой в железнодорожные вагоны или в автотранспорт. Ковш драглайна подвешен на гибком канате, поэтому точная разгрузка ковша в транспорт­ ные средства крайне затруднительна, что при­ водит к большому объему просыпи. С целью уменьшения просыпи при погрузке необходимо увеличивать размеры транспортных средств. Считается, что транспортные средства должны не менее, чем в 5 раз превышать объем ковша драглайна.

На рис. 5.7.а приведена технологиче­ ская схема отработки уступа драглайном с верхней погрузкой в железнодорожные вагоны. Рельсовые пути при этой схеме могут быть как

тупиковыми, так и кольцевыми. В первом случае имеют место значительные простои экс­ каватора во время обмена составов вагонов. Кольцевая схема сокращает простои экскава­ тора, но требуют развитого путевого хозяйства карьера. Рельсовый путь настилается на всю длину уступа до начала работ по выемке породы. Расстояние от оси рельсового пути до верхней бровки отрабатываемого уступа должно быть не менее 3 м.

Схема отработки уступа драглай­ ном с нижней погрузкой в железнодорож­ ные вагоны показана на рис. 5.7.6. И в этом случае рельсовый путь может быть тупиковым или кольцевым. Расстояние от оси рельсового пути до нижней бровки от­ рабатываемого уступа должно находиться в пределах 1.5 - 2.5 м, а расстояние от оси пути до верхней бровки нижнего уступа должно составлять не менее 3 м.

На рис. 5.7. показаны рельсовые пути с одной колеей. С целью уменьшения простоев экскаватора при обмене составов возможно применение двухколейных тупи­ ковых путей. В связи с большим объемом просыпей перед передвижкой рельсовых путей должна производиться зачистка пло­

щадки бульдозером или ав­ тоскрепером. Обязательна зачистка верхней площадки добычного уступа, что по­ зволит уменьшить разубоживание полезного ископаемо­

го.

Рис. 5.8. Технологические схемы отработки уступа драглайнами при автомобильном транспорте. При верхней по­

грузке драглайном в автомо­ бильный транспорт возмож-

на подача автосамосвала по трем схемам: с петлевым разворотом (рис. 5.8.а), с тупико­ вым разворотом и сквозная (рис. 5.8.6). При нижней погрузке в автотранспорт применяют­ ся, главным образом, схема с тупиковым разворотом (рис. 5.8.в) и сквозная. Указанные схемы достаточно понятны из рисунка и не требуют пояснений. При этом надо иметь вви­ ду, что при погрузке в автотранспорт ковш драглайна не должен проходить над кабиной водителя.

5.4. Транспортные технологические схемы с применением многоковшовых экскаваторов.

Транспортные многоковшовые экскаваторы применяются только при отработке вскрышных уступов. На практике преимущественное распространение получили роторные экскаваторы с боковой разгрузкой на ленточный конвейер. Такая технологическая схема показана на рис. 5.9. Роторный экскаватор установлен на нижней площадке разрабатывае­ мого вскрышного уступа. На этой же площадке на всю длину уступа смонтирован ленточ­ ный конвейер. С ленточного конвейера, установленного на стреле экскаватора, добытая порода перегружается на боковой разгру­ зочный конвейер, а с него на уступный лен­ точный конвейер.

1 |1 |1|1|1|1|1|1|1|1|1|||||||1|1|1|1|1|1|1

Рис. 5.9. Технологическая схема от­ работки вскрышного уступа ротор­ ным экскаватором с ленточным кон­ вейером.

5.5. Технологические схемы с применением гидромеханизации.

Как уже говорилось в разделе 3, гидромеханизация на карьерах (разрушение по­ род в забое и транспортирование пульпы с использованием энергии воды) применяется в двух вариантах: с применением гидромониторов для разработки «сухих» пород, залегаю­ щих выше уровня грунтовых вод, и с применением земснарядов для добычи пород (песков, галечника и др.). залегающих ниже уровня грунтовых вод. Гидромеханизация применяется как для разработки вскрышных пород, так и для добычи полезного ископаемого.

При гидромониторном способе разработки площадки уступов имеют небольшой уклон (от 0.02 до 0.10). Отработка полосы ведется в направлении снизу вверх, что обеспе­ чивает сток пульпы. Вода к гидромонитору подается по трубам из источника (пруда, озера, реки и т.п.). Применяются два способа водоснабжения: прямоточный и оборотный. При первом способе вода после размыва грунта и транспортирования породы возвращается в тот же источник, откуда она и забиралась насосами. Этот способ применяется когда источ­ ник имеет достаточные объемы воды. Второй способ применяется, когда объемы воды в

источнике недостаточны. В этом случае к гидромонитору подается осветленная вода с гид­ роотвала и только недостающее количество воды пополняется из источника. Давление струи воды на выходе из гидромонитора составляет 0.4 - 2.0 МПа. Применяются две схемы

фы). Размытая гидромонитором порода смешиваясь с водой образует пульпу, которая са­ мотеком стекает в пульпоприемник. Пульпа из пульпоприемников вскрышных уступов от­ качивается насосами н по трубам транспортируется на гидроотвал. Пульпа с добычных ус­ тупов по трубам транспортируется либо на обогатительную фабрику, либо складируется в штабели для обезвоживания полезного ископаемого. Минимальное количество штабелей на карьере три. В одном из них идет приемка пульпы, в другом происходит осветление и удаление воды, в третьем штабеле идет отгрузка полезного ископаемого потребителю.

При добыче полезного ископаемого под водой с применением плавучих земснаря­ дов пульпа транспортируется по плавучему пульпопроводу так же на штабеля. Земснаряд, представляющий собой понтон со смонтированным на нем оборудованием, перемещается посредством лебедки и стальных тросов, заякоренных на дне или на 6epeiy. Такая схема передвижения земснаряда позволяет упорядочить отработку запасов полезного ископаемо­ го, ограничивая ширину заходки.

5.6. Технологические схемы добычи штучного камня.

Добыча штучного камня производится для получения строительного камня, обли­ цовочных плит и для других целей. В общем случае получение строительного камня и об­ лицовочных плит выглядит следующим образом. На карьере добываются каменные блоки, размеры которых определяются свойствами горных пород, необходимыми размерами кам­ ней и плит, применяемой технологией добычи и грузоподъемностью подъемного и транс­ портного оборудования. Затем эти блоки в условиях стационарных цехов разделываются на

камни и плиты нужных размеров.

В части месторождений, примыкающей к земной поверхности, породы, как пра­ вило, выветрелые, ослабленные. Поэтому до глубины 10 м полезное ископаемое не исполь­ зуется для получения строительных камней или плит, а идет в отвал вместе со вскрышными

породами или используется для получения щебня, крошки и т.п.

Разработка месторождений камня осуществляется горизонтальными уступами, высота которых определяется высотой блоков, которые надо получить. Сегодня на карье­ рах применяют технологии добычи блоков с применением камнерезных машин, с примене­

нием буровзрывных работ и с ручной технологией.

Камнерезные машины применяются для получения штучного камня при слабых породах и породах средней крепости. При применении камнерезных машин высота уступа составляет 0.4 - 0.8 м. Принципиальная технология добычи камня камнерезными машина­

ми показана на рис. 5.11. Для подготовки уступа проводится на всю длину уступа про­ дольная траншея (1), а от нее - поперечные траншеи (2) небольшой длины. Поскольку вы­

сота уступов небольшая, то проходятся они прямоугольным сечением. Высота траншеи равна высоте уступа, а ее ширина определяется параметрами камнерезных машин. На почве продольной траншеи укладывается узкоколейный рельсовый путь по которому пере­ мещается камнерезная машина (3), прорезающая вертикальные поперечные щели (5). Ана­

зятся автокраном в автомобили. При выпиливании блоков по слабым породам камнерезная машина (3) оборудуется двумя вертикальными дисковыми пилами, а машина (4) - двумя горизонтальными и двумя вертикальными дисковыми пилами. При породах средней крепо­ сти количество дисковых пил на камнерезных машинах сокращается вдвое.

Буровзрывные работы для получения блоков применяются при весьма крепких породах. Метод ведения взрывных работ - шпуровой. Шпуры бурятся перфораторами по контуру добываемого блока. Для уменьшения трещинообразования шпуры заряжаются низкобризантным взрывчатым веществом. Конкретное расположение шпуров, величина за­ ряда шпура и средства инициирования определяются утвержденным паспортом буровзрыв­ ных работ.

Ручная добыча штучного камня осуществляется на карьерах с малой производст­ венной мощностью. Суть ее заключается в следующем: вдоль уступа проводится продоль­ ная траншея, а от нее поперечные траншеи на расстоянии друг от друга равном ширине блока. Затем в имеющиеся трещины, а при их отсутствии в специально проделанные бороз­ ды глубиной до 20 мм кувалдой забиваются клинья, которые и отрывают блок. При сравни­ тельно крепких породах по контуру отрыва блока бурят шпуры, в которые и забивают кли­ нья.

6. ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ И ПОДГОТОВКА УСТУПОВ

Вскрытие карьерного поля производится с целью создания транспортной связи между рабочими уступами карьера и земной поверхностью. При разработке горизонталь­ ных или слабо наклонных месторождений вскрытие карьерного поля производится в пери­ од строительства карьера. При этом вскрываются все уступы карьера, число которых оста­ ется неизменным в течение всего срока отработки карьера. При разработке наклонных и крутых месторождений в период строительства вскрываются только несколько верхних ус­ тупов карьера. В период же эксплуатации карьера число уступов увеличивается и, соответ­ ственно, требуется вскрытие новых уступов во время эксплуатации. Вскрытие карьера и отдельных уступов может осуществляться капитальными траншеями, без проведения траншей и подземными горными выработками. Возможно также комбинированное вскры­ тие, представляющее комбинацию из перечисленных выше.

После вскрытия уступа производится подготовка уступа к его отработке. Тем не менее рассмотрение начнем именно с подготовки уступа к работе, т.к. такая последова­ тельность позволит лучше уяснить вскрытие карьерного поля.

6.1. Подготовка уступа к работе.

Подготовка уступа к отработке заключается в проведении разрезной траншеи. При траншейном вскрытии уступа разрезная траншея является продолжением капитальной траншеи. Разрезная траншея горизонтальная открытая выработка, проводится на всю длину уступа. Ее высота равна высоте уступа, а ширина по почве определяется оборудова­ нием, которое будет размещаться на почве траншеи. Поперечное сечение разрезной тран­ шеи - трапециевидное, с углом наклона откосов, определяемым свойствами пород. Техно­ логия проходки траншей, в том числе и разрезных, рассмотрена в разделе 4. Для проведе­ ния разрезной траншеи необходимо, чтобы на вышележащем уступе была отработана дос­ таточная площадь.

Подготовка нового уступа проведением разрезной траншеи показана на рис. 6.1. На этом рисунке в работе находится верхний уступ (1). Когда на уступе (1) была отработана необходимая площадь, была начата подготовка нового уступа (2), для чего была пройдена разрезная траншея. Показанная на рис. 6.1 разрезная траншея пройдена у нерабочего борта карьера. Поэтому отработка подготавливаемого уступа будет производиться только в од­ ном направлении, указанном на рисунке стрелкой. Возможно также развитие работ на ус­ тупе в двух направлениях от разрезной траншеи, но в этом случае разрезная траншея долж­

на проходиться на достаточном расстоянии от бортов карьера, что требует большой отра­ ботанной площади на вышележащем уступе.

Рис. 6.1. Подготовка нового уступа проведением разрезной траншеи.

Как только начинается отработка нового уступа разрезная траншея прекращает свое существование. Таким образом, разрезная траншея является временной горной выра­ боткой.

6.2. Вскрытие карьерного поля капитальными траншеями.

Вскрытие карьерных полей наклонными капитальными траншеями является наи­ более широко распространенным. По расположению относительно контура карьера капи­ тальные траншеи делятся на траншеи внешнего заложения и траншеи внутреннего заложе­ ния. Траншеи внешнего заложения располагаются вне контура карьера, а внутреннего - внутри контура. Выбор места заложения капитальных траншей производится с учетом ус­ ловий залегания полезного ископаемого, рельефа местности, обводненности месторожде­ ния, привязки карьера к внешней сети железных дорог.

По числу уступов, вскрываемых капитальной траншеей, траншеи делятся на от­ дельные, групповые и общие. Отдельные траншеи предназначены для вскрытия только од­ ного уступа. Они применяются при разработке горизонтальных и пологих месторождений при небольшом числе уступов на карьере, но при большой производственной мощности карьера. Отдельные траншеи позволяют разделить транспортные потоки с разных уступов. Отдельные траншеи являются, как правило, траншеями внешнего заложения.

Групповыми траншеями вскрываются несколько (группа) уступов. Обычно одна группа уступов объединяет все вскрышные уступы, а вторая группа - добычные уступы. Такое вскрытие позволяет сделать независимым транспорт вскрышных пород и полезного