Файл: Совершенствование открытых разработок марганцевых руд УССР..pdf

8*

108

Рис. 24. Схема отработки верхнего уступа (размеры в м):

Г— роторный экскаватор; 2 — забойные конвейеры; 3 — отвалообразователь ОШ-4500/180; 4 — отвальный

Рис. 25. Схема отработки нижнего уступа (размеры в м):

I

Таблица. 18

Сравнение вариантов вскрытия Запорожского карьера

Применение приведенных прогрессивных способов под­ готовки карьеров к эксплуатации обеспечит сокращение сроков строительства карьеров и снижение вложений на горнокапитальные работы в бассейне.

РАЦИОНАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ*

В настоящее время на карьерах Никопольского мар­ ганцевого бассейна имеется много высокопроизводительно­ го отечественного оборудования. Как показывает опыт строительства и эксплуатации карьеров во многих случаях это оборудование используется недостаточно эффективно. Выбор рациональной технологической схемы, которая, учитывая условия карьерного поля, обеспечивала бы полу­ чение наилучших результатов при использовании того или иного оборудования является актуальной задачей, не тер­ пящей отлагательства. Выбор рациональной схемы для производства вскрышных работ зависит в основном от мощ­ ности покрывающих пород и установленной производи-

* Написано при участии инж. Ю. А. Чернегова.

ПО

тельности карьера по добыче марганцевой руды. В усло­ виях бассейна должны найти применение как бестранспорт­ ная, так транспортно-отвальная и комбинированная си­ стемы разработки вскрыши.

Бестранспортная система разработки в определенных пределах является наиболее экономичной, так как при ней полностью исключаются дорогостоящие операции по тран­ спорту вскрышных пород в отвалы и содержанию отваль­ ного хозяйства, а механизация работ осуществляется по принципу совмещения процессов с применением высокопро­ изводительных экскаваторов, выполняющих все операции по вскрыше. Область применения бестранспортных систем разработки ограничивается возможностью размещения вскрышных пород в выработанном пространстве и рабочими параметрами применяемых экскаваторов. При бестранспорт­ ной системе разработки, как показали исследования, про­ веденные под руководством Н. В. Мельникова, наиболее рациональной является разработка карьерного поля по схеме «экскаватор—карьер». Отличительными особенностями этой схемы являются отсутствие разделения карьера на обособленные вскрышные и добычные уступы с отдельными рабочими площадками и поочередное производство одним и тем же канатно-ковшовым экскаватором вскрышных и добычных работ. Весь объем вскрышных пород разме­ щается в выработанном пространстве, а руда через бункерпитатель грузится в средства транспорта, расположенные на поверхности. В условиях Никопольского марганцевого бассейна возможна разработка карьерных полей по схеме «экскаватор—карьер» различными канатно-ковшовыми эк­ скаваторами. Так, параметры экскаваторов ЭШ-4/40 позво­ ляют разрабатывать по схеме «экскаватор—карьер» участки с мощностью вскрыши 5—10 м, ЭШ-6/60—12—15 ж,

ЭШ-14/75—17—20 ж; ЭШ-15/90—22—25 ж и ЭШ-25/100—29— 32 ж. Схема «экскаватор—карьер» отличается простотой,

111

концентрацией работ и самой высокой экономичностью, причем с увеличением емкости ковша себестоимость разра­ ботки вскрыши снижается. По данным Н. В. Мельникова, себестоимость разработки 1 м3 вскрыши канатно-ковшовым экскаватором ЭШ-80/100 составит 5 коп. против 10,3— 11,5 коп. экскаватором ЭШ-15/90 и 8—9 коп. экскавато­ ром ЭШ-25/100.

Следующим по экономичности вариантом бестранспорт­ ной системы разработки является простая система, кото­ рая характеризуется отсутствием на вскрышных работах транспорта и переэкскавации. Весь комплекс вскрышных работ выполняется одним экскаватором, а для добычи полез­ ного ископаемого применяется другой экскаватор. Для вывозки добытого полезного ископаемого необходимо иметь внутрикарьерный транспорт. За счет этого при тех же са­ мых экскаваторах возможная для разработки мощность вскрыши уменьшается на 20—50% по сравнению с мощно­ стью вскрыши, разрабатываемой по схеме «экскаватор— карьер».

Наименее эффективным вариантом бестранспортной си­ стемы разработки является разработка вскрыши с переэкскавацией. При этом вскрышные работы производятся последовательно двумя или большим количеством экскава­ торов. Первый экскаватор производит экскавацию породы, последующие—переэкскавацию. Из-за резкого увеличения стоимости вскрышных работ от переэкскавации этот вариант обычно менее экономичен, чем транспортно-отвальная си­ стема разработки, а иногда и транспортная. Себестоимость разработки 1 м3 вскрыши при этом варианте в зависимости от коэффициента переэкскавации в два и более раза выше, чем при простой бестранспортной схеме.

Транспортно-отвальная система разработки по экономич­ ности может в ряде случаев конкурировать с бестранспорт­ ной. Существенным достоинством этой системы является

112

поточность процесса разработки вскрыши, обусловленная применением машин непрерывного действия. Поточность механизации разработки позволяет автоматизировать тех­ нологическую схему вскрышных работ и создает условия для перехода на полную автоматизацию карьеров. При транспортно-отвальной системе разработки применяются как консольные отвалообразователи, так и транспортно­ отвальные мосты. В настоящее время промышленность

СССР выпускает роторные экскаваторы и консольные от­ валообразователи производительностью 500, 1000 и 3000 м3/ч и создаются машины производительностью 8000 м3/ч. Возможная мощность вскрыши, разрабатываемой этими роторными экскаваторами, зависит от их рабочих параметров (табл. 19). Техническая характеристика кон­ сольных отвалообразователей приводится в табл. 20.

Поданным Днепропетровского горного института им. Ар­ тема стоимость разработки 1 м3 вскрыши при транспортно­ отвальной системе с использованием комплекса машин не­ прерывного действия в Никопольском марганцевом бас­ сейне составит: при производительности комплекса 1000 м3/ч — 4 коп. и при производительности 3000 м3/ч — 6 коп. По данным Института горного дела им. Скочинского, стоимость разработки 1 м3 вскрыши при транспортно­ отвальной системе с использованием комплекса машин не­ прерывного действия производительностью 8000 мв/ч со­ ставит 5—6 коп.

Транспортно-отвальные мосты широко применяются для разработки месторождений керченских железных руд и бу­ рых углей Украины. Украинским научно-исследователь­ ским институтом и УкрНИИпроектом для разработки основ­ ного уступа Шевченковского карьера принят транспортно­ отвальный мост. Технико-экономические показатели раз­ работки вскрыши мощностью 35 м транспортно-отвальным мостом несколько ниже, чем комплексом машин производи-

113

114

3

ѵ§

<3

Техническая характеристика отвалообразователей

115

тельностью 3000 м3/ч Ново-Краматорского завода. По дан­ ным ДГИ им. Артема при равных капитальных затратах на приобретение оборудования среднемесячная производи­ тельность труда одного рабочего с применением консоль­ ных отвалообразователей в 1,8 раза выше, а стоимость раз­ работки 1 м3 вскрыши, приблизительно, на 20% ниже по сравнению с применением транспортно-отвальных мо­ стов. Таким образом, при применении транспортно-отваль­ ной системы разработки предпочтение следует отдать кон­ сольным отвалообразователям.

В связи с тем, что мощность покрывающих пород на большинстве месторождений составляет 60—80 м, а имею­ щееся горно-транспортное оборудование позволяет отра­ батывать уступы при бестранспортной системе разработки высотой до 35—40 м и при транспортно-отвальной системе до 50 м, применение этих систем разработки в чистом виде для отработки большинства месторождений бассейна не пред­ ставляется возможным. Поэтому отработка верхней части толщи покрывающих пород должна производиться по дру­ гой системе. Наиболее целесообразной системой разработки для этой цели в условиях бассейна является транспортная система. Анализ технико-экономических показателей раз­ работки верхнего уступа с применением железнодорожного, автомобильного и конвейерного транспорта показал, что наиболее экономически эффективным является конвейер­ ный транспорт. По данным ИГД им. Скочинского, стои­ мость разработки 1 м3 вскрыши при транспортной системе комплексом машин (роторный экскаватор, ленточные кон­ вейеры, отвалообразователь) производительностью 8000 м3/ч составит 10 коп.

Исследования, проведенные в ИГД им. А. А. Скочин­ ского, показывают, что основным оборудованием для раз­ работки месторождений бассейна на перспективу 15—20 лет является комплекс машин производительностью

116

8000 м31ч. При этом ряд участков (Покровский, Сулицкий, Чертомлыкский), максимальная мощность вскрыши на ко­ торых не превышает 50 м, могут быть отработаны целиком по транспортно-отвальной системе. Длина фронта работ и его подвигание определяются природными горнотехни­ ческими условиями. На указанных участках производи­ тельность комплекта по вскрыше составит до 38 млн. м3/год, обеспечиваемая при этом производительность по руде — до 3,5 млн. тігод.

Мощность вскрыши на основных участках бассейна со­ ставляет 60—70 м и более. Имея в виду изготовление на Ново-Краматорском машиностроительном заводе ленточ­ ных конвейеров и отвалообразователей, комплектных к ро­ торному экскаватору производительностью 8000 м3/ч, ИГД им. Скочинского установил, что эффективное применение комбинированной системы разработки с использованием комплекса производительностью 8000 м3/ч ограничивается мощностью вскрыши порядка 90—100 м, при этом средняя мощность вскрыши 70—75 м. Применение в этих условиях комплексов производительностью 8000 м3/ч обеспечивает годовую производительность по руде 3,0—3,3 млн. т. Раци­ ональная длина фронта работ 1500—1750 м, подвигание фронта работ 500—600 мігод.

Область применения комплекса производительностью 3000 м3/ч целесообразно ограничить транспортно-отвальной системой разработки на относительно ограниченных уча­ стках (Алексеевский и др.), а также, в отдельных случаях, на передовом уступе по транспортной системе в тех карье­ рах, где на основном уступе установлен комплекс произво­ дительностью 8000 м3/ч. В последнем случае годовая добыча руды обеспечивает на уровне 2,0—2,5 млн. т. В случае применения машин производительностью 3000 м3/ч как на основном, так и на передовом уступе при комбинированной системе разработки рациональная длина фронта работ со­

117