5.4.3Вторичное дробление руды

По условиям технологического процесса отбитая руда должна иметь куски определенной крупности. Максимально допустимый размер кусков, на который рассчитываются выпускные выработки и все погрузочное и транспортное оборудование, называется кондиционным. Размер кондиционных кусков обычно принимают от 300–400 до 800–1000 мм, при разработке тонких жил — 200–250 мм. При отбойке руды взрывным способом образуется некоторое количество некондиционных, крупных кусков, так называемых негабаритов. Выход негабарита составляет 5–12% при больших размерах негабаритного куска и достигает 20–25% при небольших размерах. Чтобы обеспечить транспортабельность таких кусков, их необходимо подвергнуть дополнительному дроблению на более мелкие куски, т.е. осуществить вторичное дробление.

Для дробления негабарита применяют взрывчатые вещества или механические дробилки. При дроблении взрывчатыми веществами используют накладные или шпуровые заряды, глубиной 15–20 см. Наиболее распространен взрывной способ дробления негабарита.

Вторичное дробление руды может осуществляться в самом очистном пространстве, если в него возможен безопасный доступ, в выпускных и доставочных выработках. Иногда для вторичного дробления образуют специальные выработки (выработки горизонта дробления при донном выпуске руды).

Р ис. 5.9. Схемы вторичного дробления в выпускной выработке при доставке скреперной (а), вибропитателем (б) и самоходным оборудованием (в): 1 — фугасный заряд; 2 — скрепер; 3 — вибропитатель; 4 — накладной заряд; 5 — самоходная погрузочная машина; 6 — негабарит

Взрывной способ дробления негабарита может осуществляться в горловине выпускной выработки на вибропитателе, на почве доставочной выработки с самоходным оборудованием (рис. 5.9).

Чаще всего при выпуске руды негабаритные куски зависают в горловине выпускной выработки.

Ликвидируют эти зависания фугасными зарядами массой до 10 кг, которые прикрепляют к деревянным шестам. Для ликвидации высоких зависаний испытаны специальные стреляющие системы-гранатометы. Негабаритные куски, прошедшие через горловину выпускной выработки, подвергаются вторичному дроблению на почве выработки или непосредственно на вибропитателе. При доставке руды самоходным оборудованием негабаритные куски складируют самой машиной в дробильной камере или в каком-либо другом месте, а затем подвергают дроблению взрывным способом.

Другие, невзрывные способы дробления негабаритных кусков в подземных рудниках широкого применения не нашли. Иногда используют стационарные бутобои грохотов в выработках вторичного дробления руды.

5.4.4Выпуск и доставка руды

Значение доставки руды как технологического процесса очистной выемки очень велико. Доля затрат на доставку руды достигает 50% всех затрат на очистную выемку. Под доставкой руды понимают перемещение рудной массы от мест отбойки до транспортных выработок блока (откаточных штреков или ортов). В пределах блока сначала осуществляется выпуск рудной массы, самотечная доставка, а затем ее транспортирование различными механическими средствами к местам погрузки в рудничные вагонетки.

Выпуск руды — это перемещение ее по очистному пространству под действием собственного веса. Различают выпуск донный к торцевой.

При донном выпуске в нижней часта блока образуют специальные выпускные выработки (воронки или траншеи), через которые отбитая руда по всей площади блока поступает в доставочные выработки и по ним транспортируется скреперными установками.

Воронки (рис. 5.10) для выпуска руды представляют собой выпускные отверстия. Их устраивают по всему днищу блока. Воронки имеют форму усеченного конуса или усеченной пирамиды. Диаметр воронки по верху составляет 6–12 м. Их применяют при небольшой мощности залежей или при недостаточно устойчивых рудах.

В рудных залежах средней мощности и мощных с крепкими устойчивыми рудами в днище блока вместо воронок устраивают траншеи (рис. 5.11). Траншея в поперечном сечении имеет форму опрокинутой трапеции. В основании трапеции через 6–8 м по ее длине проходят короткие рудоспуски (дучки), сое

Рис. 5.10. Воронки для выпуска руды:

1 — доставочная выработка (штрек скреперования); 2 — выпускная воронка; 3 — дучка с нишей, соединяющей горловину воронки с доставочной выработкой

диняемые нишами с доставочной выработкой. При торцевом выпуске руды (см. рис. 5.19) надобность в устройстве выпускных выработок отпадает. Руда с торца доставочной выработки перемещается по ней механизированным способом. При этом используется самоходное оборудование, или вибропитатели и конвейеры. По мере выпуска руды доставочная выработка погашается, а пункт ее погрузки в средства механизированной доставки перемещается. Отсутствие выпускных воронок обусловливает снижение затрат на проведение подготовительно-нарезных выработок в блоке.

С ледующим этапом транспортирования руды в пределах блока является ее доставка к пунктам погрузки различными механическими средствами. Применяются следующие виды механической доставки: скреперная, самоходным оборудованием, питателями и конвейерами.

Рис. 5.11. Выпускные траншеи:

1 — рудоспуск (дучка) с нишей; 2 — траншея; 3 — доставочная выработка

Скреперная доставка благодаря сравнительной простоте имеет довольно широкое распространение. Скреперная установка (рис. 5.12 ) — это транспортное средство периодического действия и состоит из скреперной лебедки, скрепера, головного и хвостового канатов, концевого и поддерживающего блоков. Транспортирование руды осуществляется посредством возвратно-поступательного движения скрепера. К месту погрузки скрепер перемещается с помощью хвостового каната. Двигаясь в обратном направлении с помощью головного каната, скрепер, внедряясь в рыхлую рудную массу, самозагружается и доставляет ее волоком к месту разгрузки. Скреперование осуществляется по доставочным выработкам, куда руда поступает через выпускные выработки под действием собственного веса. В этих же выработках обычно осуществляется дробление негабаритных кусков накладными зарядами.

К омплекс выпускных и доставочных выработок, в которых осуществляются скреперование и вторичное дробление руды, называют горизонтом скреперования.

П

Рис. 5.12. Схема горизонта скреперования:

1 —транспортная выработка (штрек или орт); 2 — скреперная лебедка; 3 — скреперная выработка (орт или штрек); 4 — воронка; 5 — канат; 6 — скрепер

ри скреперовании руды применяют следующее оборудование: двухбарабанные и иногда трехбарабанные скреперные лебедки мощностью от 7 до 100 кВт; скреперы гребкового или ящичного типа вместимостью от 0,1 до 2 м³; канаты диаметром от 10 до 28 мм. Дальность транспортирования от 15 до 35 м и более.

Производительность скреперной установки зависит от мощности скреперной лебедки, вместимости скрепера, дальности транспортирования и размера кондиционных кусков. Колеблется она в широких пределах: от 20 до 350 т/смену.

Скреперная доставка руды отличается конструктивной простотой и небольшой стоимостью оборудования, малыми затратами на его монтаж и доставку. Недостатками являются сравнительно малая производительность и частое расположение рудоспусков. Несмотря на простоту, скреперная доставка стала вытесняться самоходным оборудованием, хотя ее применение не исключается в некоторых горно-геологических условиях и в будущем.

Самоходным называют безрельсовое оборудование, имеющее самостоятельный привод для передвижения. Оно выполняется на шинном, реже на гусеничном ходу. Его применяют для транспортирования как в открытом очистном пространстве, так и в доставочных выработках.

Самоходное оборудование бывает с дизельным, электрическим (кабельным или троллейным) и пневматическим приводом. Более мощное оборудование выпускают с дизельным или электрическим кабельным приводом. Применение дизельных машин обусловливает подачу дополнительного количества воздуха для проветривания выработок.

Самоходные машины для доставки руды можно разделить на три группы: погрузочные, доставочные и погрузочно-транспортные машины.

Погрузочные машины осуществляют только погрузку рудной массы в транспортные средства. К ним относятся машины с нагребающими лапами, подземные экскаваторы и ковшовые погрузчики.

Погрузочные машины типа ПНБ применяют при мелкокусковатой руде. Подземные экскаваторы типа ЭП применяют для погрузки руды при отработке пологих залежей мощностью не менее 4,5–5 м в открытом очистном пространстве. Вместимость ковша 1–2 м³. Ковшовые колесные погрузчики, обладающие высокой маневренностью, имеют вместимость ковша 1–3 м³. Они могут использоваться и для доставки руды на небольшое расстояние (до 300 м).

К доставочным машинам, осуществляющим доставку рудной массы, относятся подземные автосамосвалы и самоходные вагонетки. Самоходная вагонетка на пневматическом ходу представляет собой короб длиной 8–10 м, в дне которого смонтирован скребковый или пластинчатый конвейер, обеспечивающий равномерность распределения рудной массы при загрузке и последующую выгрузку из вагонетки. Привод вагонеток обычно дизельный, иногда электрический. Вместимость вагонеток 10–15 т, скорость движения до 8–10 км/ч. Большей частью их применяют для доставки мягких неабразивных руд. Автосамосвалы на подземных работах используют для доставки и транспортирования руды на значительные расстояния (до 2500 м и более). В основном применяют автосамосвалы с опрокидным кузовом. Грузоподъемность автосамосвалов 10–40 т. Скорость движения до 40–45 км/ч.

Погрузочно-транспортные машины (ПТМ) совмещают в себе функции погрузочных и доставочных машин. Они имеют дизельный или электрический привод, оборудованы ковшовыми погрузчиками. Доставка руды осуществляется либо в бункерах машины (машина типа ПТ), либо непосредственно в ковше (машины типа ПД). Вместимость бункера колеблется от 1—2,5 до 3—10 м3, ковша от 0,15—0,5 до 3—5 м3 и более. Скорость движения 20—40 км/ч.

На подземных рудниках получили широкое распространение такие стационарные установки непрерывного действия, как питатели и конвейеры. С их помощью доставляются от 10 до 20% руд.

Питатели — это короткие конвейеры длиной до 6–8 м, служащие для погрузки руды в другие средства механизированной доставки, в рудоспуски или непосредственно в рудничные вагонетки (см. рис. 5.9, б). Наиболее распространены вибрационные питатели (вибропитатели). Их применяют при любой крупности и абразивности, не склонных к слеживаемости рудах. Вторичное дробление негабарита производят на лотке вибропитателя. При применении виброустановок производительность доставки увеличивается примерно в 3 раза по сравнению со скреперной доставкой. Для доставки руды применяют вибрационные, скребковые и пластинчатые конвейеры. На мягких рудах находят применение ленточные конвейеры. Они служат для доставки руды до рудоспусков от выпускных отверстий или других средств механизированной доставки. На базе конвейеров возможен поточный транспорт руды от блока до поверхности.