Файл: Хныкин В.Ф. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 02.07.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

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

Во время испытания фрезерного разрыхлителя было проверено

четыре режима работы землесосного снаряда 500-60:

 

 

первый — с обычным

фрезерным

разрыхлителем

(фреза откры­

того

т и п а ) ;

 

 

 

 

 

 

 

,

 

второй — с фрезерным

разрыхлителем

и подводным

гидромони­

тором

с насадкой

диаметром 100 мм, установленным

на раме рых­

лителя

над фрезой;

 

 

 

 

 

 

 

третий — с фрезерно-гидравлическим

разрыхлителем

конструк­

ции В Н И И Н е р у д а

с лобовой насадкой диаметром 90 мм и гидромо­

нитором,

установленным

на

 

 

 

 

 

раме

 

рыхлителя;

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 9

четвертый — с

фрезерно-

 

 

 

 

 

гидравлическим

 

разрыхлите­

 

 

Произво­

У д е л ь н ы ft

лем

с

лобовой

насадкой

диа­

 

 

д и т е л ь ­

расход э л е к т ­

Р е ж и м

ность

зем­

метром

90 мм

и

пятью

насад­

роэнергии,

 

 

с н а р я д а ,

 

 

к в т - ч / м *

ками

 

диаметром

по

20

мм

 

 

м'/ч

 

 

 

 

 

 

 

к а ж д а я , расположенными по

 

 

 

 

 

тыльной

стороне фрезы.

 

 

Первый

325

15,7

Результаты

испытаний

зем­

Второй

394

13

снаряда

при указанных

режи­

Третий

504

10,2

Четвертый

650

8,4

мах

рыхления

[7] приведены

 

 

 

 

 

в табл.

9.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наиболее эффективным оказался четвертый режим рыхления

горных пород. При работе землесосного снаряда

500-60 с фрезерно-

гидравлическим рыхлителем, оснащенным одной центральной на­ садкой и пятью периферийными, производительность повысилась со 150 до 254 м3 /ч в среднем за год.

По мере углубления разрезной траншеи изменялась характери ­ стика разрабатываемых пород и ухудшались условия работы зем ­ снаряда . Так, при разработке красно-бурых глин применение фре- зерно-гидравлического разрыхлителя на всасывающем устройстве землесосного снаряда оказалось неэффективным (производитель­

ность снизилась

до 115 м 3 / ч ) . Использование

разрыхлителей дру­

гой конструкции

(например, ложковой фрезы)

не привело к замет ­

ному увеличению производительности земснаряда . В этих условиях была применена технологическая схема гидровскрышных работ земснарядом с предварительным рыхлением глинистых пород буро­ взрывным методом, при которой производительность земснаряда возросла до 230 м 3 /ч . Однако из-за частого оплывания скважин и их обводнения буровзрывные работы оказались малоэффективными .

§4. ГИДРОВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ С РАЗМЫВОМ ГОРНЫХ ПОРОД В МАССИВЕ

Гидромониторная разработка пород без предварительного рых­ ления (непосредственно в массиве) долгое время была наиболее распространенной технологической схемой гидромеханизации на открытых горных работах.


Способ разрушения пород гидромониторной струей с нижней площадки уступа применяется наиболее часто для размыва трудноразмываемых пород. В этом случае струя гидромонитора направ ­ ляется перпендикулярно забою, а обрушение уступа и транспор­ тирование отбитых пород из забоя происходят навстречу струе гид­ ромонитора. По условиям безопасного ведения работ гидромонитор при гидравлической системе разработки с встречным забоем дол­ жен находиться от забоя на определенном расстоянии, которое в

зависимости от физико-механиче­ ских свойств пород принимается равным 0,8—1,2 высоты уступа.

Рис.

5. Система

гидравличе­

Рис. 6. Система

гидравлической

ской

разработки

встречным

за­

разработки с попутно-встречным

 

боем:

 

(веерным)

забоем:

/ — р а б о ч и е г и д р о м о н и т о р ы ; 2 — ре­

/ — з е м л е с о с н а я у с т а н о в к а 2 — гидромо ­

з е р в н ы е г и д р о м о н и т о р ы ; 3 — з а б о й ­

н и т о р ы ; J — в о д о в о д

ный

в о д о в о д ; 4 — з а д в и ж к и ;

5 —

 

 

з е м л е с о с н а я у с т а н о в к а ; 6 — п у л ь п о ­

 

 

в о д ; 7 — м а г и с т р а л ь н ы й в о д о в о д

При разработке пород средней

крепости

и

при

необходимости

ведения работ с высоким уступом

применяют

системы разработки

с встречным (рис. 5) и попутно-встречным

забоем

(рис. 6). При

системе с попутно-встречным забоем, которая в золотодобывающей промышленности получила название веерной, уступ обрушается перпендикулярно направлению струи гидромонитора, что дает воз­ можность несколько уменьшить расстояние от гидромонитора до забоя и полнее использовать энергию струи, а т а к ж е в определен­ ные моменты совместить операции по размыву и подаче породы из забоя к зумпфу землесоса.

Л е б е д и н с к и й

к а р ь е р .

Систему

разработки с попутно-

встречным забоем на

вскрышных

работах

с использованием гидро-

монйторно-землесосных установок на карьерах КМА начали при­ меняться с 1957 г. В первый период при ведении гидровскрышных работ применялось малопроизводительное оборудование: гидромо­ ниторы ГМН-250 и землесосы 12Р-7, которые в дальнейшем были


заменены более высокопроизводительными (землесосы 20Р-11, гидромониторы КУГУ-350/200).

При строительстве I очереди Лебединского карьера гидромони­ торная разработка вскрышных пород верхнего уступа (см. рис. 1) выполнялась одновременно с применением землесосных снарядов. Четвертичные отложения верхнего уступа были в основном пред­

ставлены суглинками. По отчетным данным, на Лебединском

карье­

ре за семь лет эксплуатации

гидромониторно-землесосными

уста­

новками было

разработано 8,4 млн. м 3

пород, из них 70% состави­

ли породы I I I группы, 2 5 % — п о р о д ы

I V группы и

5 % — п е р е о т ­

ложенные мело-мергельные породы V группы. В этот период число

забойных гидроустановок в различные

годы изменялось от

1 до 9.

Забойная

гидроустановка

состояла

из землесоса

12Р-7 произ­

водительностью 1450 м3 /ч и напором 54 м вод. ст. и двух гидромо­ ниторов ГМН-250 с насадками диаметром 75 мм. Напор перед на ­

садками гидромониторов

в зависимости

от применяемой

схемы во­

доснабжения изменялся

от 7 до 9 кгс/см2 . Д л я водоснабжения

при­

менялись насосы 2 0 Н Д С .

 

 

 

 

 

К а ж д а я гидромониторно-землесосная

установка

имела

фронт

работ около 100 м. Высота

забоя изменялась от 5 до 20 м. Б о л ь ш а я

часть суглинистых пород отрабатывалась при высоте уступа

15 м

(80%), а мело-мергельные

трудноразмываемые породы

р а з р а б а т ы ­

вались при высоте около

7 м. Гидромониторные работы велись с

подрезкой уступа в нижней

части, при этом глубина

врубовой

щели

составляла 0,4—0,5 м. Ширина забоя была равна 20—25 м, а рас ­ стояние от гидромонитора до забоя изменялось от 15 до 50 м. Э ф ­ фективность гидравлического разрушения р а з р а б а т ы в а е м ы х пород определялась их физико-механическими свойствами. Удельный рас ­ ход напорной воды при разработке суглинков в среднем составлял 4 м 3 3 , а при разработке мела — 16 м 3 3 .

Коэффициент использования рабочего времени гидромониторноземлесосных установок на Лебединском карьере был очень низок (табл. 10). Это объяснялось продолжительньши простоями, вызван­ ными неполадками и ремонтом землесосных (забойных и перекачных) установок и неудовлетворительной работой гидроотвалов. Сравнительно низкие технико-экономические показатели работы гидроустановок'за шестой год работы объясняются тем, что в этот период вскрышные работы производились пятью гидромониторноземлесосными установками на горизонте (см. р и с 1), который представлен трудноразмываемыми юрскими глинами, относящи­ мися к породам V группы.

М и х а й л о в с к и й к а р ь е р . Гидровскрышные работы на Ми - халовском карьере велись на одном из участков в 1965 и 1966 гг. Вскрышные породы были представлены лёссовидными пылеватыми

суглинками с незначительным содержанием мелкозернистого

песка.

Гранулометрический состав

р а з р а б а т ы в а е м ы х пород в среднем сле­

дующий: песчаные частицы

размером

0,05 мм составляют

около

10%, пылеватые частицы размером

0,05—0,005 мм — 56%

и гли-


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

Ю

 

 

 

 

 

 

 

 

Год работы

 

 

 

 

Показатели

 

 

О

О.

 

О

О

 

 

 

 

 

 

 

 

CJ

 

s

 

 

 

 

 

 

 

О

CU

о...

 

ь

 

 

 

 

 

 

п

н ~

с

CJ

 

 

 

 

 

 

 

я

Н

д. ^

3

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CJ

 

Календарное

время

нахождения

 

 

 

 

 

 

 

установок в забое,

ч

 

7598

42 270

10 248

5928

11 138

19 997

3144

Время чистой

работы

землесоса, ч .

3707

15 335

3 910 2274

4 226

9716

1225

Коэффициент

использования

рабоче-

0,49

0,36

0,38

0,40

0,38

0,49

0,39

 

 

 

 

 

 

Объем вскрышных

пород, тыс. м 3 .

1078,3 3227,3

711

553,6 1022,7 1303,2

510,2

Средняя

производительность

уста­

 

 

 

 

 

 

 

новки, м3

 

 

 

292

211

186

143

242

134

417

Удельный

расход

воды, м3 /'м3 . .

5

7,6

8,6

6,6

6,6

15

8

Удельный

расход

электроэнергии,

5,9

8,75

11

4,21

6,08

9,8

2,7

Стоимость

разработки

1 м3 вскрыш-

0,46

0,59

0,55

0,29

0,45

0,70

0,36

Производительность труда,

м3 /чел-

32,5

41,0

30,0

30,8

32

29

35

 

 

 

 

 

 

нистые

частицы

размером менее

0,005

мм — 34%. В работе

нахо­

дилась гидромониторно-землесосная установка, укомплектованная

забойным землесосом

2 0 Р - П с электродвигателем 1250 квт и ра­

бочим гидромонитором

КУГУ-350/200.

Участок гидровскрышных работ Михайловского карьера нахо­ дился от гидроотвала и источника водоснабжения на расстоянии

4,5—5 км. Геодезическая разность отметок подошвы

р а з р а б а т ы в а е ­

мого уступа вскрышных пород и поверхности отвала

была отрица­

тельной и составляла 8—10 м. Д л я преодоления сопротивлений в пульповоде на расстоянии 1,2 км от забойной землесосной установ­ ки на магистральном трубопроводе смонтирована дополнительная перекачная станция с землесосом 20Р-11.

Водоснабжение забойной гидроустановки было организовано по принципу водооборота. Поступающая на гидроотвал пульпа, прой­ дя по карте намыва путь длиной 0,5 км, осветлялась и из прудка по водосбросной трубе диаметром 800 мм поступала в аккумули ­

рующую емкость, где была установлена плавучая насосная станция

первого подъема,

оборудованная насосами 2 2 Н Д С . Н а расстоянии

3,5 км от насосной

станции первого подъема на магистральном во ­

доводе, имевшем диаметр 600 мм, последовательно была подключе­ на насосная станция второго подъема (насос 2 2 Н Д С ) . Неизбежные потери воды на испарение, фильтрацию и всевозможные утечки в процессе эксплуатации гидромониторио-землесосной установки по­ полнялись за счет подпитки из соседней реки. Пр и данной схеме водоснабжения давление воды перед насадкой гидромонитора из ­ менялось от 13 до 14 кгс/см2 .

Двухлетний опыт работы гидромониторно-землесосной установ-


ки на Михайловском карьере показал, что лёссовидные породы лег­ ко разрабатывались гидромониторной струей. Средняя производи­

тельность

гидроустановки при

разработке

этих

пород

составила

450—550

м3 /ч при удельном расходе напорной воды 6—6,2

м 3 / м 3 .

В редких случаях в забое встречались прослойки

трудноразмывае -

мых пород, представленных моренными глинами.

В этих

условиях

производительность

гидроустановки уменьшалась

и едва

достигала

200 — 220 м3 /ч при удельном расходе воды

18—18,5

м 3 / м 3 .

 

 

С о к о л о в с к и й

к а р ь е р .

В 1965—1966 гг.

в южной

части

Соколовского карьера некоторый объем вскрышных работ был вы­ полнен с применением гидромониторно-землесосной установки. Гид­

равлические

разработки велись

в карьере на

глубине

70—75 м.

Вскрышные

породы

были представлены кварцево-глауконитовыми

песками, мощность

которых

достигала 40 м. Отличительной

особен­

ностью

разрабатывавшихся

песков было то, что при сравнительно

высоком

содержании мелкой

фракции (0,1—0,25 м м ) , которая сос­

т а в л я л а

более 50%, и их невысокой

прочности

( I I I группа

по клас­

сификации

С Н и П а )

они с о д е р ж а л и

крупные

включения

песчани­

к а — размером до 500 мм (1,5—2%). Это в значительной

степени

осложняло

гидровскрышные

работы — землесос часто

останавли ­

вался из-за

засорения рабочего

колеса.

 

 

 

З а б о й н а я землесосная установка 20Р-11 была смонтирована на санях и перемещалась с помощью бульдозеров. Пульпа транспорти­ ровалась в отвал по пульповоду диаметром 600—700 мм и длиной около 3 км. Из - за большой высоты подачи пульпы на этом пульпо­ воде были смонтированы еще две перекачные станции с землесос­ ными установками 20Р-11. В качестве приводов землесосов исполь­ зовались электродвигатели АКН-16-54-12 мощностью 1600 квт к а ж ­ дый. Показатели работы гидромониторно-землесосной установки на Соколовском карьере следующие: объем вскрышных пород в пер­ вый год работы установки составил 413, во второй год — 355 тыс м 3 , время чистой работы установки — соответственно 833 и 822 ч, сред­ няя производительность — 500 и 432 м3 /ч, коэффициент использо­ вания рабочего в р е м е н и — 0,38 и 0,40.

Ю ж н о-Л е б е д и н с к и й

к а р ь е р .

Гидравлический

способ

разработки вскрышных пород в массиве при строительстве

Ю ж н о -

Лебединского карьера начали

применять

с 1964 г. Верхний

пласт

вскрышных пород Южно - Лебединского карьера был представлен

глинистыми

суглинками,

ниже

которых

залегали мело-мергельные

породы различной крепости. Н а контакте с суглинками

мело-мер­

гельные породы имели сильную трещиноватость.

 

 

П е р в а я

гидромониторно-землесосная

установка, н а ч а в ш а я ра­

ботать на Южно - Лебединском

карьере в

1964 г., была

установлена

в забое высотой около 25 м, представленном глинистыми

суглинка­

ми и мело-мергельными

трещиноватыми породами. Установка была

оснащена

землесосом

16Р-9

производительностью

по пульпе

2000—2200

м 3 /ч и двумя

гидромониторами ГМДУЭГ - 250 . Эти гид­

ромониторы

с электрогидравлической системой дистанционного уп-