Файл: Воробьев Б.М. Основы технологии горного производства. Введение в специальность учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 95

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

з а х о д ки делят на блоки, разрабатываемые самостоятельными сред­

ствами выемки и транспорта .

Д л и н а заходки

определяет фронт

ра­

бот

уступа .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Работы по удалению породы, которые ведут на рабочих

уступах

по

породе, называются

вскрышными

работами,

а

вынимаемые

по­

роды — вскрышей.

Породы в с к р ы ш и размещают в

о т в а л а х

за

преде­

лами к а р ь е р а (внешние

отвалы)

и л и

в самом

к а р ь е р е ,

точнее, в

выра­

ботанном

пространстве

(внутренние

отвалы).

 

 

 

 

 

 

 

У с т у п ы разрабатывают верхним

черпанием,

 

когда

забой

располо ­

ж е н

выше

у р о в н я

стоянки экскаватора (механической

лопатой,

ро ­

торным экскаватором),

нижним

черпанием,

когда забой

расположен

ниже у р о в н я стоянки экскаватора (драглайном), и

комбинированным

черпанием — верхним и н и ж н и м . Последний способ возможен п р и ра­

боте д р а г л а й н а , цепных многочерпаковых и роторных

экскаваторов .

Вскрытие и подготовка. Вскрытие месторождения д л я разработки открытым способом осуществляют к а п и т а л ь н ы м и т р а н ш е я м и (иногда штольнями и другими горными выработками) . Обычно к а п и т а л ь н ы е траншеи проводят по нерабочему (неперемещающемуся) борту к а р ь ­ ера за пределами его контура (внешняя траншея) или в пределах кон­

тура карьера

(внутренняя траншея) . Вскрытие можно осуществлять

проведением

самостоятельных д л я

к а ж д о г о

транспортного

гори ­

зонта траншей, общими т р а н ш е я м и ,

когда т р а н с п о р т н а я с в я з ь

всех

рабочих

горизонтов с

поверхностью

к а р ь е р а

осуществляется че­

рез одну

траншею

(рис. 167); групповыми

т р а н ш е я м и

одна

траншея

обслуживает

несколько горизонтов . Последние два

способа

применяют обычно при значительных г л у б и н а х к а р ь е р о в , чтобы сокра ­

тить

объем горно - капитальных

работ. П р и этом траншеи распола ­

гают

в пределах к а р ь е р а (внутренние траншеи) . Т р а н ш е и могут

быть

одинарными и парными —

одна

т р а н ш е я д л я п о р о ж н я к о в о г о и

одна

д л я

грузового транспорта .

К р о м е траншейных схем в с к р ы т и я

при -

274


м е н я е т ся бестраншейное

вскрытие, когда вскрышные работы

ведут

по бестранспортной

схеме

или транспортно-отвальной. В этих

слу­

ч а я х породу транспортируют

в

выработанное пространство и тран ­

шеи д л я породных горизонтов

отсутствуют. Т р а н ш е и в этих

с л у ч а я х

проводят

д л я

в с к р ы т и я

только

добычных горизонтов.

 

 

П р и

 

проведении

траншей

в

 

 

 

 

качестве

проходческого

обору­

 

0,0

I

 

дования

применяют

экскава ­

iL' LU Li' i l l . i l

r

 

торы — д р а г л а й н ы

и

механиче­

.

 

 

 

 

 

ские лопаты . К а п и т а л ь н ы е

т р а н ­

 

 

 

 

шеи

проводят

одним

из

трех

 

 

 

 

способов:

 

бестранспортным

A TT, Triff .TT m TT .TT гл ,тп пт гтт ,T,-t3

L

 

(рис.

 

 

168),

 

транспортным

гттітг,т7(7ігті глгп mm тп гп гп^

(рис.

 

169)

и л и

комбинирован ­

 

А-А

 

 

ным .

 

П р и

бестранспортном

 

 

 

 

 

 

•h,

0,0

способе

экскаватор

укладывает

 

 

 

 

 

 

породу

от

проходки

на

 

одном

 

 

 

 

или обоих бортах траншеи .

П р и

 

 

 

 

транспортном

способе

породу

 

 

 

 

от проходки

г р у з я т экскавато ­

 

 

 

 

ром

в железнодорожные

вагоны

 

 

 

 

и л и

 

на

автосамосвалы

или

 

 

 

 

транспортируют колесным

скре ­

 

 

 

 

пером в отвал за пределы

гра ­

 

 

 

 

ниц

к а р ь е р а .

П о г р у з к а

породы

Рис. 167. Схема вскрытия месторождения об­

может быть н и ж н е й , если

тран ­

щими внешними траншеями

 

спорт

под

п о г р у з к у

подают

в

 

 

 

 

траншею,

и л и

верхней,

если

 

 

 

 

транспорт

подают

на

поверх ­

 

 

 

 

ность

земли.

П р и комбиниро­

 

 

 

 

ванном

способе

часть

породы

 

 

 

 

укладывают

на

бортах

 

тран ­

 

 

 

 

шеи,

а

часть

вывозят

из

тран ­

 

 

 

 

шеи

в

отвал.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 168. Схема бестранспортного проведе­ ния траншеи:

Ь — ш и р и н а о с н о в а н и я ; h — г л у б и н а т р а н ­ ш е и ; с — б е р м а б е з о п а с н о с т и ; а — у г о л н а ­

к л о н а б о р т а т р а н ш е и

Рис. 169. Схема проведения траншеи с же­ лезнодорожным транспортом при верх­ ней погрузке вынутой породы

18*

275


Н а уровне нижней площадки к а ж д о г о будущего

уступа от капи ­

т а л ь н о й

траншеи проводят разрезные

(обычно

горизонтальные)

т р а н ш е и , глубина которых равна высоте

уступа . Р а з р е з н ы е траншеи

создают

первоначальный фронт работ на

уступах . В

них размещают

горное и транспортное оборудование. От разрезных траншей, прой­ денных в породах, перекрывающих месторождение, открываются вскрышные работы с последовательным вводом уступов в работу,

Р и с .

170. Б е с т р а н с п о р т н а я

с и с т е м а

р а з р а б о т к и

 

пока не будет обнажено полезное ископаемое.

По полезному

ископа ­

емому д л я создания

первоначального

фронта

работ проводят

добыч­

ную трашею .

 

 

 

 

Системы разработки . Под системой разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом понимается порядок произ ­ водства горных работ, обеспечивающий экономичную и безопасную экс­ плуатацию месторождения с заданной мощностью при р а ц и о н а л ь н о м использовании запасов .

Бестранспортную систему применяют при разработке горизон ­ т а л ь н ы х и пологих пластообразных месторождений мощностью, не

превышающей 20—25 м. П р и

этой системе

вскрышной

экскаватор

перемещает породы в с к р ы ш и

во внутренний

отвал (рис.

170). П р и

большой мощности вскрыши вскрышной экскаватор перемещает породу во временный отвал, из которого часть этой породы перева­ ливается другим экскаватором во внутренний отвал. П р и этом осво­ бождается полоса в выработанном пространстве д л я размещения породы из последующей вскрышной заходки .

276


Мощность вскрыши при бестранспортных системах

разработки

ограничивается

рабочими

размерами экскаваторов, а в ряде случаев

допустимой по

условиям

безопасности высотой уступа

(50—60 м).

Н и з к а я себестоимость

работ пр и бестранспортных системах р а з р а ­

ботки позволяет эффективно разрабатывать открытым способом ме­

сторождения с высоким

коэффициентом вскрыши (10—25 м 3 /т) .

Т ранспортно-отвалъную

систему применяют дл я разработки

пластов мощностью до 40 м. П р и этой системе породы в с к р ы ш и транс­ портируют во внутренний отвал транспортно-отвальными мостами или ленточными отвалообразователями . Обычно мосты и отвало-

образователи применяются

в сочетании

с многоковшовыми

экска­

ваторами. П р и транспортно-отвальной системе

разработки,

так ж е

к а к и при бестранспортной, достигаются

высокие

технико-экономиче­

ские показатели .

 

 

 

 

Транспортные

системы

разработки.

П р и этих системах

р а з р а ­

ботки породы

вскрыши транспортируют

железнодорожным,

автомо­

бильным ил и конвейерным транспортом вдоль уступов, а затем во внутренний или внешний отвал. Наиболее экономичной я в л я е т с я система с внутренним отвалом, однако применение ее ограничивается месторождениями с горизонтальным и пологим залеганием пластов, отрабатываемых на полную мощность. Система с внешним отвалом менее экономична, чем система с внутренним отвалом. Однако си­ стему разработки с внешним отвалом можно применять практически при любых у с л о в и я х залегания (мощность, угол наклона и т. д.) полезного ископаемого.

Параметры транспортных систем разработки не находятся в та­ кой жесткой зависимости от рабочих параметров экскаваторов и тран ­ спортного оборудования, в к а к о й они находятся при бестранспортной

и транспортно - отвальной

системах.

 

 

 

 

 

Комбинированные

системы

разработки

представляют собой ком­

бинации различных

систем разработки .

Ч а щ е

других

встречается

сочетание, когда верхнюю

часть в с к р ы ш н ы х

пород разрабатывают

с применением транспортной системы, а

нижние

уступы — по бес­

транспортной или транспортно -отвальной

системе.

 

Н а в с к р ы ш н ы х работах

используют одноковшовые

экскаваторы

типа механической лопаты, реже (когда позволяют

физико-механиче­

ские свойства п о р о д ) — д р а г л а й н ы и

многоковшовые

экскаваторы .

П р и добыче полезного ископаемого

в к а р ь е р а х

производят следу­

ющие основные работы: буровзрывные и погрузочные,

выемочно-по-

грузочные, транспорт

вскрыши и полезного ископаемого, отвальные

работы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Буровзрывные работы . Породы, которые невозможно или затруд­ нительно отделить от массива непосредственно ковшом экскаватора,

предварительно отбивают и дробят буровзрывным способом.

Н а к а р ь ­

ерах д л я отбойки и дробления породы в уступах из взрывных

методов

наибольшее

распространение имеет

метод с к в а ж и н н ы х

зарядов .

С к в а ж и н ы

закладывают на верхней

площадке уступа в один, два

и более рядов .

277


 

Д л я бурения

с к в а ж и н применяют

станки

ударно - канатного, ко ­

лонкового, шарошечного, вращательно - шнекового б у р е н и я ,

а т а к ж е

станки термического

 

бурения .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С к в а ж и н ы б у р я т

п е р п е н д и к у л я р н о

п л о щ а д к а м

уступа

ил и

п а р а л ­

лельно откосу уступа с некоторым перебуром

н и ж е у р о в н я

 

н и ж н е й

площадки с расчетом, чтобы отрыв

породы пр и

взрыве

п р о и з о ш е л

на

уровне

н и ж н е й

площадки .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д л я обеспечения бесперебойной работы

на

уступе

заходку (блок)

делят на участки

(рис. 171): в то время к а к на первом участке

произ ­

водят п о г р у з к у

породы

или перемещение

ее

во

внутренний

отвал,

 

 

 

 

I

 

 

 

— Блок

 

 

 

 

 

ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Погрузка

 

 

бурение

 

 

Резерв

 

 

 

 

 

1 1

Г

Г Lis! . ' . '

' '.'

! \

о

о

о

о

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\ Ѵ :

 

 

О О

О О О

 

1 1 1 1 1 1 1 1 1 ! 1 1 1 1

 

 

 

 

 

1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р и с .

171.

Схема

р а з д е л е н и я

б л о к а н а

участки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

отбитая

п о р о д а ;

2

— э к с к а в а т о р

 

 

 

 

на

втором

 

участке

б у р я т

с к в а ж и н ы ;

 

третий

участок

я в л я е т с я ре­

зервным .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д о п у с к а е м а я

ш и р и н а

и

высота

н а в а л а

взорванной

породы опре­

деляются

рабочими

параметрами

экскаватора

— радиусом

ч е р п а н и я

и

радиусом

р а з г р у з к и на

уровне

его

стояния .

Ш и р и н а

 

р а з в а л а

д о л ж н а быть такой, чтобы экскаватор мог убрать всю

в з о р в а н н у ю

породу за один

проход.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выемочно-погрузочные

р а б о т ы .

 

Выемка

породы

из

 

массива

и

п о г р у з к а

в транспортные средства

ил и

п о г р у з к а взорванной по­

роды п р и транспортных

системах

р а з р а б о т к и ,

выемка

из

 

массива

и

перемещение

во

внутренний

отвал

ил и

перемещение

в

отвал

взорванной породы пр и бестранспортной системе осуществляются

одноковшовыми экскаваторами

типа механической

лопаты

и л и

д р а г л а й н а м и .

 

 

 

 

 

П р и транспортно - отвальных

системах

дл я

выемки

породы

и з

массива и передачи ее на отвальный мост

ил и

консольный отвало-

образователь применяют многоковшовые, в частности роторные, экскаваторы .

Н а

рис

. 172

п о к а з а н экскаватор типа п р я м о й механической ло ­

паты .

Этот

тип

экскаваторов, н а р я д у с д р а г л а й н а м и , получил наи ­

большее распространение на открытых р а з р а б о т к а х . Рабочее обору­ дование состоит из ковша с откидным днищем, р у к о я т и и стрелы; ковш жестко соединен с р у к о я т ь ю , а р у к о я т ь со стрелой — п о д в и ж н о .

Основные технические данные наиболее распространенных экска ­ ваторов типа п р я м о й механической лопаты, выпускаемых в СССР:

емкость ковша 4, 6, 15 и 35 м 3 ; длина стрелы 10, 20, 30 и 65 м; макси-

278