6.2.2 Добыча и транспортирование сырья

Шаг сетки геологоразведочных скважин для месторождений цементного сырья колеблется от 50 до 500 м. Карьеры карбо­натного компонента цементной сырьевой смеси разрабатываются открытым способом одним или несколькими уступами. Тип и мощность оборудования выбирается в зависимости от физико-механических свойств породы и производительности карьера.

Мощность вскрышных пород на месторождениях может ко­лебаться от 0 до 25—30, иногда до 125—150 м. Вскрышные работы на карьерах выполняются преимущественно по транс­портной схеме с использованием погрузочно-транспортного обо­рудования циклического действия по следующим технологиче­ским схемам:

1. С применением одноковшовых экскаваторов и автосамос­валов с транспортированием на внутренние или внешние отвалы. Разработка вскрыши производится горизонтальными слоями с па­раллельным или веерообразным продвижением фронта работ. Скальные вскрышные породы предварительно подготавливаются к выемке буровзрывным способом.

2. С использованием скреперов, погружающих и транспорти­рующих вскрышу во внешние и внутренние отвалы. Эта схема используется при разработке карьеров глины и мела с мягкой вскрышей, где объем вскрышных работ небольшой.

3. С применением бульдозеров с распылением и перемещением пород в конусы (навалы), из которых затем производится погруз­ка одноковшовым экскаватором в автосамосвалы и транспорти­ровка во внутренние и внешние отвалы.

4. С использованием гидромеханизации.

5. По бестранспортной схеме — с перевалкой вскрышных по­род шагающими экскаваторами на борт карьеров или в вырабо­танное пространство.

Работы по добыче сырья производятся по следующим техно­логическим схемам:

1. При разработке твердого карбонатного и глинистого сырья производятся буровзрывные работы, после чего разрыхленная по­рода грузится одноковшовым экскаватором и транспортируется в дробильное отделение при помощи автотранспорта, железнодо­рожного транспорта, ленточными конвейерами или с использова­нием воздушно-канатных дорог.

2. При добыче мягкого карбонатного и глинистого цементного сырья буровзрывные работы не производятся, либо проводятся частично в зимний период. Сырье добывается с помощью ков­шовых экскаваторов типа прямая лопата или при помощи ро­торных экскаваторов и транспортируется на завод автомобиль­ным или железнодорожным транспортом (думпкарами).

3. Мягкое цементное сырье может транспортироваться на за­вод при помощи гидротранспорта. В этом случае сырье, добыва­емое с помощью экскаватора, транспортируется автосамосвалами к болтушкам, мельницам-мешалкам, мельницам самоизмельчения или к стержневым мельницам, располагаемым на борту карьера, и далее подается на завод по шламопроводу.

4. При непостоянном химическом составе карбонатного сырья и закарстованности разработка месторождения может осуществ­ляться с применением предварительного механического рыхле­ния вместо буровзрывных работ. Механическое рыхление осу­ществляется навесными рыхлителями на мощных тракторах. Преимуществом применения рыхлителей перед буровзрывными работами является обеспечение безопасных условий труда, уст­ранение сейсмического эффекта, улучшение качества дробления, снижение потерь и устранение разубоживания полезных иско­паемых.

При использовании механических рыхлителей в зависимости от горно-геологических условий применяют следующие схемы механизации:

- рыхлитель — колесный скрепер — толкач — фронтальный погрузчик — автотранспорт;

- рыхлитель — бульдозер — экскаватор — транспорт (авто­транспорт, железнодорожный транспорт, конвейерный транспорт). С целью интенсификации технологического процесса и улуч­шения качества добываемой горной массы, а также обеспечения возможности автоматизации управления всеми работающими в цепи машинами и механизмами вместо вышеописанных циклич­ных схем добычи сырья следует применять циклично-поточные и поточные схемы производства.

В этом случае дробление горной массы осуществляется в стационарных или полустационарных (перемещаемых через 3—4 года) дробилках, устанавливаемых в карьере или на бор­ту карьера, и в самоходных дробильных агрегатах, распола­гаемых непосредственно в забое и работающих спаренно с экскаватором.

Возможны следующие варианты циклично-поточных схем ор­ганизации горно-транспортных работ:

1 — одноковшовый экскаватор — автотранспорт — стационар­ная дробилка — ленточный конвейер;

2 — одноковшовый экскаватор — самоходный дробильный аг­регат (СДА) — ленточный конвейер;

3 — механический рыхлитель — погрузчик — ленточный кон­вейер;

4 — одноковшовый экскаватор — автотранспорт — шламопод-готовительное отделение — гидротранспорт.

Самоходные дробильные установки в настоящее время обору­дуются преимущественно дробилками ударного действия (ротор­ными или молотковыми) и устанавливаются на гусеничном или колесном ходу. Основной целью применения этих типов машин является сокращение расстояний для дорогостоящего автомобиль­ного транспорта на уступах карьера.

Наиболее рациональна при передвижных дробильных уста­новках полная замена автосамосвалов одноковшовыми колесны­ми погрузчиками, работающими с длиной откатки в пределах 100 м.

Для большинства заводов цементной промышленности харак­терна значительная удаленность карьеров глины (суглинков) от карьеров известняка. В этих случаях возможно: транспортирова­ние глинистой суспензии из карьера глины на карьер известняка, приготовление в стержневых мельницах или мельницах самоиз­мельчения грубомолотого известняково-глиняного шлама с по­следующим гидротранспортированием его на завод. Возможна также транспортировка известняка из карьера на завод в виде водно-грунтовой смеси.

Поточная схема горно-транспортных работ по добыче мягкого сырья (глины, мела) включает роторный экскаватор — самоход­ный бункер — ленточный конвейер. Приготовление глиняного и глиняно-мелового шламов по побочной технологии добычи бази­руется на использовании передвижных комбайнов, оборудован­ных рабочим органом роторного типа, и-роторными мельницами абразивного действия тонкого измельчения. Приготовленный в роторных мельницах шлам через разгрузочные решетки мельниц поступает в шламовый сборник, откуда находящимся на комбай­не шламовым насосом перекачивается в промежуточные емкости для шлама. Шламо- и водопроводы в местах подсоединения к комбайну оборудуются гибкими участками, что обеспечивает ма­невренность комбайна в работе.

Выемочно-погрузочные работы на карьерах цементного сырья, осуществляемые по традиционной цикличной схеме, основывают­ся на использовании преимущественно экскаваторов типа прямая лопата с ковшом ёмкостью до 8,0 м³ и автосамосвалов грузо­подъемностью до 40 т. Экскаваторы драглайн, в основном, при­меняют при выемочно-погрузочных работах по «мягким» породам (мел, глина и т. д.), а также при перевалке цементного сырья на транспортный горизонт. Обеспечение высокопроизводительной работы экскаваторов может быть достигнуто при соблюдении сле­дующих условий:

- тип экскаватора и ёмкость ковша должны соответствовать горно-техническим условиям разработки месторождения;

- ёмкость кузова автосамосвала должна превышать ёмкость ковша экскаватора в три и более раза;

- экскаватор должен постоянно иметь соответствующий фронт горных работ.

Высота уступа не должна превышать: для экскаваторов типа прямая лопата, при разработке с применением взрывных ра­бот,— более чем в 1,5 раза высоту черпания экскаватора; при этом высота развала после взрыва не должна превышать высоту черпания экскаватора. Также дополнительно следует осуществ­лять меры, препятствующие обрушению «козырьков», навесов и т. д.

При разработке без применения взрывных работ высота ус­тупа не должна превышать максимальную высоту черпания экс­каватора.

Транспорт вскрышных пород и цементного сырья в зависи­мости от рельефа поверхности и физико-механических свойств горных пород, как внутрикарьерный, так и внешний, может быть автомобильный или железнодорожный. На карьерах преимуще­ственное применение получил автомобильный транспорт.

Подъем карьерных автодорог и заездов должен быть не более 6,08 (в исключительных случаях до 0,10). Уклоны в порожняковом направлении ограничиваются условиями безопасности движения, но не должны превышать 0,12—0,15. Радиусы кривых должны быть не менее 20 м. В качестве транспортного оборудования на карьерах цемсырья, в основном, используются автосамосвалы грузоподъемностью 12—40 т. Выбор типа и грузоподъемности автосамосвалов для карьерных перевозок производится на осно­вании технико-экономических расчетов.

Железнодорожный транспорт на карьерах цементного сырья получил распространение при добыче мягкого карбонатного сырья, на которых из-за низкой несущей способности грунта ис­пользование автотранспорта затруднительно. На карьерах наи­более часто используются тепловозы типа ТГМ-1, ТГМ-3, ТЭМ-1 и вагоны-думпкары грузоподъемностью 60 и 80 тонн.

Величина уклонов железнодорожных карьерных путей уста­навливается в зависимости от назначения путей, вида обращаю­щихся на них составов и типа локомотива.

Радиусы кривых следует принимать не менее 200 м, а на передвижных забойных путях и на отвалах карьера — до 100 м.

Запрещается укладка железнодорожных путей в карьерах и на отвалах без балласта. В качестве балласта можно использо­вать местные материалы, за исключением глины, торфа, расти­тельного грунта и т. д.

Восстановление (рекультивация) нарушенных горными работа­ми земель является одним из важнейших направлений в области охраны природы. Вопросы рекультивации для каждого карьера ре­шаются конкретно с учетом геологических, горнотехнических ус­ловий, ландшафта местности и почвенно-климатических зон райо­на карьера.