Файл: Хохряков, В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых учебник.pdf

С х е м а э к с к а в а ц и и м е х а н и ч е с к о й л о п а т о й и д р а г л а й н о м позволяет лишь незначительно увеличить мощность вскрыши, доступной экскавации, по сравнению с работой одного экскаватора. При этой схеме обычно верхний подуступ отра­ батывают драглайном, а нижний — механической лопатой.

С х е м у э к с к а в а ц и и д в у м я д р а г л а й н а м и применяют редко вследствие того, что драглайны, расположенные на верхнем подуступе, должны иметь большие линейные параметры. Поэтому в практике чаще всего верхний подуступ разрабатывают колесными скреперами, а при большой мощности вскрыши — экска­ ваторами с погрузкой в средства транспорта.

Схемы разработки с непосредственной перевалкой характери­ зуются относительно небольшой допускаемой мощностью вскрыши.

Ширина рабочих, предохранительных и транспортных площадок, а также количество вскрытых запасов при этой системе ограничены. Полезное ископаемое разрабатывается обычно одним уступом, чаще с верхней погрузкой в автосамосвалы. Фронт работ при большой его длине делится на отдельные участки с самостоятельными транс­ портными выходами иа поверхность. Скорость подвпганпя фронта работ при бестранспортной схеме наибольшая и достигает 250—400 іи в год.

Недостатком этих схем является жесткая технологическая вза­ имосвязь вскрышных и добычных работ.

Простая бестранспортная схема разработки успешно применяется на угольных разрезах Райчихинского и Черемховского месторожде­ ний, где уголь вывозится в основном железнодорожным транспортом. Эта схема разработки широко распространена также на угольных разрезах США, причем там применяется почтп исключительно авто­ мобильный транспорт. Автомобильный транспорт в этих условиях является наиболее экономичным, главным образом вследствие мень­ ших затрат на путевые работы. Устройство временной автодороги на кровле пласта значительно дешевле, чем переукладка рельсовых путей.

Усложненная бестранспортная схема разработки (с краткой перевалкой вскрыши). При этой схеме перемещение пород во вну­ тренние отвалы производится обычно двумя экскаваторами — вскрышным и отвальным. В качестве вскрышного экскаватора используется механическая лопата, устанавливаемая на кровде пласта полезного ископаемого, или драглайн, который располагается на кровле или промежуточном горизонте породного уступа. Отваль­ ный экскаватор (обычно драглайн) располагается на отвале.

Экскаваторные работы по удалению породы состоят в следу­ ющем (рис. 79). После отработки добычной заходки в выработанном пространстве остается свободной призабойная полоса шириной А + а. Для вскрытия следующей добычной заходкп вскрышной экскаватор отрабатывает породный уступ, сваливая породу в выработанное пространство. При этом вследствие недостаточных рабочих размеров; вскрышного экскаватора и ограниченного объема призабойного

Объем Ѵ2 при известной мощности пласта и заданных размерах заходки зависит до определенных пределов от ширины призабойного пространства.

Из рис. 79 видно, что часть породы, сваленной вскрышным экска­ ватором, располагается в контуре новой отвальной заходки и по­ этому не подлежит переэкскавации (объем F 3), а другая часть переэкскавируется отвальным экскаватором. Объем переэкскавируемой породы будет тем больше, чем шире призабойная полоса.

Таким образом, отвальный экскаватор не только освобождает добычной уступ от навалов породы, но и подготовляет в выработан­ ном пространстве место для приема породы из следующей заходки.

Высота вскрышного уступа при этой схеме разработки зависит, кроме того, от схемы экскавации, степени подвалки пласта полезного ископаемого, мощности угольного пласта, рабочих размеров экска­ ваторов и других факторов.

Различают схемы работ с частичной подвалкой угольного пласта, с полной подвалкой и с завалкой угольного пласта.

Наибольшая высота вскрышного уступа рассчитывается по фор­ мулам или определяется путем графических построений. В послед­ нем случае вычерчивают в масштабе поперечные сечения и находят в зависимости от рабочих параметров экскаваторов объем породы, подлежащей переэкскавации.

Таким же путем при заданной высоте вскрышного уступа могут быть найдены требуемые рабочие размеры экскаваторов.

При решении этих задач необходимо соблюдать условия

F 2s s F , + F 4+ Ve.

Формулы для расчета параметров усложненной бестранспортной схемы разработки приводятся в справочной литературе.

Тип драглайна для переэкскавации породы выбирают с учетом производительности вскрышного экскаватора, коэффициента пере­ экскавации и высоты первичного отвала.

Линейные параметры экскаватора определяют чаще всего гра­ фически.

К о э ф ф и ц и е н т о м п е р е э к с к а в а ц и и называется отношение объема переэкскавируемой породы Упер к объему свален­ ной породы Ѵѵ Его значение определяется по формуле

Как правило, коэффициент переэкскавации меньше единицы. Однако при наличии оползней внутренних отвалов он может быть и больше единицы.

Коэффициент переэкскавации является важным показателем для оценки усложненной бестранспортной схемы разработки.

165

Основное преимущество усложненных бестранспортных схем по сравнению с простыми состоит в том, что их применение позволяет при относительно большой мощности пласта отрабатывать по бес­ транспортной схеме вскрышные уступы значительной высоты.

Основными недостатками этих схем, так же как и простых бес­ транспортных, являются жесткая зависимость между вскрышными и добычными работами и ограниченные объемы вскрытых запасов полезного ископаемого.

Рис. 80. Схема «экскаватор — карьер»:

1 — самоходный бункер-перегружатель; 2 — магистральный ленточный конвейер; з — ЛЭП

Схемы экскавации при усложненной бестранспортной разработке разнообразны. Онп различаются типами экскаваторов, применяемых на вскрыше, их взаимной расстановкой и размещением породы по

акад. Н. В. Мельниковым. Вскрышные и добычные работы в этом случае выполняются поочередно одним драглайном. Вскрыша раз­ мещается в выработанном пространстве, а полезное ископаемое отгру­ жается в транспортные средства через самоходный бункер-перегру­ жатель или размещается временно на кровле вскрышного уступа, откуда грузится в автосамосвалы.

Основное достоинство схемы — снижение объема горно-капиталь­ ных работ и сроков строительства карьера.

§ 3. Порядок отработан вскрышных и добычных блоков при экскаваторной перевалке вскрыши

При экскаваторной перевалке вскрыши в пределах карьерного поля применяют один или два комплекта взаимно связанных вскрыш­ ных и добычных машин. При простых схемах в комплект входят один вскрышной и один-два добычных экскаватора, а также обору­

166

дование для транспортирования полезного ископаемого, в усложнен­ ных схемах к ним добавляются один-два отвальных экскаватора.

В зависимости от мощности пласта полезного ископаемого и вы­ соты вскрышного уступа, модели оборудования и вида транспорта возможны различные варианты порядка отработки вскрышных п добычных блоков и взаимной увязки во времени и пространстве

l 6

гих, наименьший объем горно-капитальных и подготовительных работ, наименьшие затраты на приобретение оборудования. При оценке вариантов следует иметь в виду, что основным оборудованием явля­ ются вскрышной, а также отвальный экскаваторы, как наиболее дорогостоящие; к ним подбираются соответствующие добычные эк­ скаваторы и другое оборудование.

I схема. Разработка одним блоком с одной фланговой капитальной траншеей. Здесь рабочий ход предусматривается только в одном на­ правлении (рис. 81, I, а). Вскрышной экскаватор работает впереди добычного с опережением, величина которого регламентируется условиями безопасности. После отработки заходки оба экскаватора

167

холостым ходом возвращаются в исходное положение: вскрышной экскаватор — по кровле, а добычной — по почве пласта. Между вскрышной и добычной заходками оставляется берма, ширина кото­ рой Б достаточна для обратного холостого прохода вскрышного экскаватора (рис. 81, I, б).

Достоинства схемы в том, что исключаются простои экскаваторов в тупиках заходок, возможно создать большие запасы вскрытого полезного ископаемого, невелик объем горно-капитальпых работ.

Недостатки ее: длительные холостые переходы экскаваторов, потребность во вскрышном экскаваторе с большим радиусом раз­ грузки, большой объем подготовительных работ на создание пере­ довой ниши Н (см. рис. 81, I, б). Необходимость большого радиуса разгрузки обусловлена тем, что порода из вскрышной заходкн экскавируется в выработанное пространство через берму Б, ширина которой должна быть достаточной для обратного холостого хода вскрышного экскаватора. Передовая ниша Н часто создается до­ полнительными техническими средствами, например дополнитель­ ным экскаватором с вывозкой породы через капитальную траншею или драглайном с размещением породы за контуром поля. Все это требует больших затрат и делает схему неэкономичной. Создание пере­ довой ниши вскрышным экскаватором и размещение породы в от­ вальной заходке бывает невозможным, так как в этом крыле распо­ ложена капитальная траншея.

Основные недостатки этой схемы (необходимость в берме большой ширины и трудности в создании передовой ниши) устраняются, если в качестве вскрышного экскаватора используется драглайн,

пока не будет создано необходимое опережение новой вскрышной заходки. Транспортирование полезного ископаемого осуществляется попеременно через фланговые траншеи.

Основное достоинство этой схемы заключается в том, что берма между вскрышным и добычным уступами, оставляемая здесь лишь из условий безопасности работы, в добычном забое имеет небольшую ширину. Вследствие этого, здесь требуется вскрышной экскаватор с меньшим радиусом разгрузки, чем при первой схеме. Кроме того, при этой схеме исключаются холостые переходы экскаваторов (рис. 81,

II, б).

Недостатки этой схемы: большие,простои экскаваторов, которые лишь частично используются для профилактических ремонтов; жесткая зависимость между работой вскрышных и добычных экска­

468