5.6. Перемещение горных пород комбинированным и специальным карьерным транспортом
По выполняемым функциям и условиям эксплуатации вся транспортная цепь в карьере между погрузочными и разгрузочными пунктами в общем случае может быть разделена на три основных звена: транспортирование по рабочим горизонтам и соединительным бермам; транспортирование по вскрывающим выработкам на поверхность (подъем); транспортирование на поверхности. Для снижения затрат на транспортирование и улучшения работы выемочно-погрузочного оборудования отдельные звенья общей транспортной цепи могут быть представлены самостоятельными видами транспорта, лучше других приспособленными в конкретных условиях для выполнения транспортных функций. В случае, когда в одном грузопотоке используется не менее двух видов транспорта, вводится понятие комбинированного транспорта.
Узлами, соединяющими различные виды транспорта, являются перегрузочные пункты, где производится перегрузка горной массы из одних транспортных средств в другие. Они могут располагаться на дне, борту и на поверхности карьера и в большинстве случаев не являются стационарными.
Возможные различные комбинации видов карьерного транспорта в одном грузопотоке от забоя до отвала, обогатительной фабрики (ОФ), дробильно-сортировочной фабрики (ДОФ), станции МПС: автомобильного и железнодорожного; автомобильного и конвейерного; автомобильного и канатного подъемника; автомобильного, гравитационного и железнодорожного; автомобильного, гравитационного и канатной подвесной дороги; конвейерного и гидравлического и др.
При увеличении дальности транспортирования грузов, а также в случаях, когда железнодорожный транспорт невозможно или очень трудно применить при вскрытии новых горизонтов, для интенсификации отработки глубоких горизонтов карьера и при раздельной выемке эффективна комбинация автомобильного и железнодорожного транспорта.
Особенности эксплуатации автомобильного и железнодорожного транспорта при их комбинации заключаются в частичном ухудшении условий работы автотранспорта и резком улучшении условий эксплуатации железнодорожного транспорта. Это обусловливается движением автосамосвалов в основном по забойным дорогам, доля которых в общей протяженности автодорог составляет 60 % и более, на участках с большими подъемами и крутыми поворотами. Железнодорожный транспорт работает при постоянных путях, что позволяет применять тяжелые рельсы, железобетонные шпалы, тяговые агрегаты, думпкары грузоподъемностью более 100 т и увеличить весовую норму поезда до 1000 т и более.
При применении конвейеров, канатных подъемников, канатно-подвесных дорог, гравитационного и гидравлического транспорта, а также других видов специального транспорта сокращается длина подъема (спуска) горной массы из карьера на поверхность.
Транспортными сосудами при канатном подъеме являются преимущественно скипы и реже вагоны-тягачи и автомобили. Скиповой подъем является главным конкурентом конвейеров, но производительность этого вида транспорта даже при вместимости скипов до 40 м3 и скорости движения до 7 м/с составляет не более 3000 м3/ч при глубине карьера порядка 200 м.
Канатные подвесные дороги применяются для транспортирования полезного ископаемого от поверхности карьера до ДОФ, а также для транспортирования породы в отвалы. Их применение целесообразно в гористой и сильно пересеченной местности при больших разностях уровней между начальной и конечной точками транспортирования. Пролеты канатных дорог достигают 500 м и более, а угол наклона (подъема) – 45°. Производительность канатных дорог составляет от 200 – 225 до 400 – 500 т/ч.
Гравитационное транспортирование, применяемое на нагорных карьерах, осуществляется с помощью рудоспусков и рудоскатов.
Рудоспуски (рис. 5.9) состоят из устья, ствола (вертикального или реже наклонного) и люковых выпускных устройств. Нижняя часть ствола одновременно является аккумулирующей емкостью, откуда руда грузится на смежный вид транспорта. В отдельных случаях для улучшения выпуска руды люки оборудуются вибрационными устройствами.
Рудоскаты (рис. 5.10) устраивают на склонах нагорных карьеров и в нижней части оборудуют погрузочными устройствами (иногда не оборудуют). Эксплуатация рудоскатов с погрузочными устройствами возможна в районах с теплым климатом. В районах с длительной и холодной зимой рудоскаты с погрузочными устройствами эксплуатируются сезонно. Рудоскаты без погрузочных устройств надежно эксплуатируются в любых климатических условиях. Углы наклона рудоскатов изменяются от 40 до 80°.
Для улучшения движения горной массы по рудоскатам их поверхность часто футеруется сталью, котельным железом, рельсами и другим материалом, в результате чего угол наклона рудоската может быть снижен до 30°.
Энергия движущегося потока воды используется для гидра-транспортирования мягких, а также трудноразмываемых и полускальных пород. Разработка трудноразмываемых и полускальных пород высоконапорной гидромониторной струей осуществляется с предварительным рыхлением взрывным или механическими способом (например, мехлопатой).
К специальным видам транспорта относятся также кабельные краны, трубопроводный контейнерный пневмотранспорт и перекачка по трубам твердого минерального сырья на большие расстояния. Кабельные краны применяются при относительно небольших мощностях карьеров при добыче редких металлов, асбеста, серы, штучного камня и т. д. и служат для подъема и транспортирования груза.
Пролеты кабельных кранов составляют 250 – 500 м, достигая иногда 1000 м, грузоподъемностью – 3 – 15 т, скорость подъема и опускания грузов – 0,25 – 1,5 м/с, скорость передвижения по несущему канату – 3 – 5 м/с.
В исключительных случаях для транспортирования особо ценных полезных ископаемых в труднодоступных районах могут использоваться вертолеты и специализированные дирижабли.
В карьерах равнинного и нагорного типов производственной мощностью до 5 – 6 млн. т в год в качестве одного из звеньев комбинированного транспорта могут быть использованы монорельсовые дороги. Скорость движения грузов по монорельсовой дороге составляет до 30 – 50 км/ч, достигая в отдельных случаях 100 км/ч.