Файл: Лобанов, Д. П. Гидромеханизация геологоразведочных и горных работ учеб. пособие.pdf

системы. Пропускаемый в траншею водяной поток увлекает делювий, разрушает рыхлый покров до вскрытия коренных пород.

i- Л р и в е д е н и и в с к р ы ш н ы х р а б о т н а р а з р е ­ з а х отличительной особенностью технологии с гидромеханизацией является значительный масштаб производства. Разрабатываются в забоях и перемещаются гидравлическим транспортом в объемы породы от 1 до 10 млн. м3 и более в год.

В зависимости от горно-геологических условий эксплуатации месторождения (особенно степени обводненности, физико-механи­ ческих свойств пород) гидромеханизацию на вскрышных работах применяют по следующим технологическим схемам:

1) при разработке несвязных и малосвязных пород — гидрораз­ мыв в сочетании с гидротранспортом;

2) при разработке связных пород — гидроразмыв в сочетании с предварительным рыхлением целика (ВВ или экскаватором) и гидро­ транспортом; вариант этой схемы — гидротранспорт вскрыши от экскаватора;

3) при разработке пород в обводненных карьерах с затоплен­ ной подошвой уступа — землесосными снарядами.

При разработке рыхлых (несвязных или малосвязных) пород работы ведутся гидромониторами в сочетании с напорным гидравли­ ческим транспортом (по схеме рис. 45). Если породы представлены в основном суглинками и мелкозернистыми песками и лишь в отдель­ ных случаях пропластками плотного мела или тинистого сланца, то соответственно потребный напор гидромониторов составит от 30—40 до 80—ЮО^м (последнее для плотных пород).

Перекачка рыхлых пород вскрыши от забоя ведется полустационарными землесосными установками. С удалением забоя от уста­ новки (более 20—30 м) производительность их резко уменьшается, поскольку при самотечной доставке часть породы выпадает из гидро­ смеси и ее приходится вторично размывать.

Опыт показал, что при расположении землесоса вблизи забоя производительность одного рабочего на вскрыше достигает 260— 320 м3 в смену. Расход электроэнергии в этом случае не более 2,5 квт-ч на 1 м3. При удалении забоя на расстояние до 60 мот земле­ соса производительность одного рабочего на вскрыше уменьшается до 160 м3 в смену, а расход электроэнергии увеличивается до 4— 5 квт-ч при прочих равных условиях.

Передвижка крупных землесосных установок представляет со­ бой весьма трудоемкий процесс. Так, на передвижке установки из одного забоя в другой на расстояние около 400 м (с демонта­ жом |и монтажом) трудоемкость работ составляет 40 чел.-смен. Опыт свидетельствует о том, что на передвижку требуется в сред­ нем 25% рабочего времени, если заранее не подготовлена резерв­ ная землесосная установка.

Чтобы избежать частых передвижек землесосных установок, применяют длинные всасы. При благоприятных условиях (малая высота всасывания и большие диаметры труб) горизонтальная длина

135

всаса землесосной установки достигает 100 м (при работе на су­ глинистых гидросмесях). Работа с удлиненным всасом оказывается более экономичной, чем эксплуатация землесосной установки с ча­ стыми передвижками. Однако при работе на густых гидросмесях или кусковых материалах землесосные установки с длинным всасом заметно снижают производительность.

С целью повышения эффективности работы землесосных уста­ новок на ряде карьеров проводились опытные работы по примене­ нию самоходных установок. По опыту работы таких установок агрегат за 4 ч передвигается в обычном забое самоходом на рассто­ яние 120 м, т. е. со скоростью 0,5 м/мин, в то же время для пере­ движки обычных полустационарных землесосных установок на такое

Рпс. 47. Схема ведения вскрышных работ с предварительным рыхлением породы:

1 — уступ; 2 — экскаватор; 3 — отвал; 4 — гидромонитор и 5 — канава к зунпфу

расстояние требуется до 2—3 смен. В технологических схемах гидро­ механизации на вскрышных работах передвижные агрегаты обору­ дуют гидроприводом (для регулирования) и дробилкой.

Рассматриваемая технологическая схема наиболее эффективна при разработке несвязных, особенно песчаных и супесчаных пород. В этом случае транспортирование осуществляется при высоком со­ держании твердой фракции в гидросмеси (при s до 0,3).

Если вскрыпгные породы представлены плотными породами (в т. ч. слабо сцементированными песчаниками, сланцами и плотными суглинками), то гидромеханизированные работы ведутся с предвари­ тельным рыхлением экскаваторами. Разрыхленная порода склади­ руется на площадке уступа, откуда ее смывают струей гидромони­ тора с напором около 60 м (рис. 47) в канаву или желоб.

Данная технологическая схема наиболее эффективна при ослож­ нениях с применением колесного транспорта, возникающих при наличии размокаемых и обводненных пород в подошве уступа. Гидро­ транспорт по трубам позволяет разместить отвалы па значительном расстоянии (до 6—8 км) и существенно упрощает эксплуатацию технологического комплекса.

136

В трубопроводах диаметром порядка 400 мм рабочие скорости принимаются около 3—4 м/с, а удельные потери составляют в сред­ нем до 0,03—0,04 м вод. ст./м. Поэтому в системе гидротранспорта используют две-три (и более) перекачных станций.

По опыту расход электроэнергии экскаватором на рыхление 1 м3 пе­ счаника составляет 1 квт •ч, а на размыв и транспортирование 1 м3 по­ роды— около 3 кВт-ч. Для сравнения укажем, что при гидравличе­ ской разработке глинистых пород без предварительного рыхления расход электроэнергии составляет 5—5,5 кВт ■ч на 1 м3. Поэтому рас­ сматриваемая схема по расходу энергии может быть достаточно эко­ номичной.

Опыт разработки весьма плотных суглинков показал, что на­ пор струи 60—70 м вод. ст. недостаточен для эффективного размыва пород. При увеличении напора до 120—150 м вод. ст. производитель­ ность увеличивается, а удельный расход воды снижается. Поэтому должны прорабатываться варианты технологических схем для каждого конкретного месторождения.

Вариантом технологической схемы гидромеханизации на вскрыш­ ных работах с предварительным рыхлением плотных пород является применение напорного гидротранспорта непосредственно от экска­ ватора (рис. 48). В этой схеме приготовление гидросмеси производится на полустационарной дробильно-сортировочной установке, которая сочетается с приемником гидросмеси.

В сложных горно-геологических условиях, например, при зна­ чительном обводнении месторождения вскрышные работы целесо­ образно вести по технологической схеме с применением мощных плавучих гидротранспортных установок (земснарядов). На рис. 49 приведена такая схема ведения работ. В породах разной степени обводненности и трудности гидравлического всасывания эта схема выполняется с использованием устройств для рыхления (мониторов, рыхлительных головок на всасе и др.).

Известны многие крупные месторождения (например, Лебедин­ ское железнорудное на КМА и др.), на которых вскрыша представ­ лена мелом, песчано-гравийными породами и суглинками. Полезное ископаемое простирается ниже уровня грунтовых вод на 20—60 м.

Породы вскрыши таких месторождений разрабатываются пла­ вучими установками, оборудованными мощными грунтовыми насосами общей производительностью гдо 25 тыс. м3 породы в смену. Трубо­ провод гидравлического транспорта включает участок труб длиной около 1—1,5 км, проложенных на^понтонах, и участок трубопро­ вода длиной до 6 км, проложенный по поверхности; диаметр труб обычно 0,7 м. В транспортную систему включает перекачные станции.

Опыт показывает, что применение рассмотренных выше техно­ логических схем гидромеханизации даже для современных крупных разрезов (на которых возможно применение наиболее производитель­ ной землеройной техники) во многих случаях наиболее эффективно. Хотя для гидромеханизированных комплексов обычно характерны

137