книги из ГПНТБ / Егурнов, Г. П. Выбор оптимальной мощности угольных и железорудных карьеров

зуются также большим разнообразием природных климатических и горно-геологических условий (табл. 3).

Максимальная глубина разработки достигнута на карьерах Го­ роблагодатского рудоуправления и на Сарбайском карьере; на остальных карьерах она колеблется от 30 до 170 м (табл. 4).

Экскаваторный парк предприятий железорудной промышленно­ сти представлен в основном одноковшовыми экскаваторами (98,8% общего парка машин), среди которых наибольшее применение имеют экскаваторы — механические лопаты (94,3%) и из них — ма­ шины с ковшами сравнительно небольшой емкости (ЭКГ-4,6, ЭКГ-4, СЭ-3 и др.). Удельный вес экскаваторов ЭКГ-8 и ЭКГ-8И с ковшом емкостью 8 м3 в общем парке экскаваторов—-механических лопат невелик и составляет всего 15,4%.

При транспортировании горной массы в этой отрасли горной промышленности нашли применение различные виды транспорта: железнодорожный — 46,3% общего объема перевозимого груза (в том числе электровозный — 38,2, тепловозный — 6,8 и паровоз­ ный— 1,3%), автомобильный — 47,5%, конвейерный— 1,6%, гидро­

Как видно из приведенных данных, на железорудных карьерах большое применение имеет автомобильный транспорт, в то время как качественная характеристика используемого парка автомашин недостаточно совершенна. В основном на карьерах применяются

И

12

автосамосвалы БелАЗ-540 грузоподъемностью 27 т (70% наличного парка машин), автосамосвалов грузоподъемностью 40 т на этих карьерах в 1970 г. было всего около 5% общего числа машин.

Для железорудных карьеров характерно то, что здесь разраба­ тываются в основном крепкие руды и вскрышные породы, требую­ щие предварительного рыхления с помощью буровзрывных работ. В настоящее время бурение скважин на этих карьерах произво­ дится главным образом станками шарошечного бурения (79,1% общего объема взорванной горной массы); применялись также станки огневого бурения (9%), шнекового бурения (5,8%). ударно­ канатного бурения (4,2%) и ударно-вращательного бурения (1,8%).

§3. Производственная мощность карьера (разреза)

иосновные технико-экономические показатели его работы

Угольная промышленность

В 1970 г. в угольной промышленности работало 65 разрезов, среднегодовая производственная мощность разреза составляла около 2400 тыс. т угля (в США— 1400 тыс., в ГДР — 6900 тыс. и

13

Технико-экономические показатели работы главнейших угольных разрезов

с годовой производственной мощностью более 5 млн. т (в ГДР наи­ более мощным является карьер «Шпрееталь» с годовой производ­ ственной мощностью 18,6 млн. т, в ФРГ — карьер «Фортуна» — 32 млн. т). Среднегодовой объем вскрыши по карьерам составлял 9,7 млн. м3; наибольшие объемы вскрышных работ имели место на Северо-Восточном разрезе комбината Дальвостокуголь.

Коэффициент вскрыши в среднем по угольным разрезам в 1970г. составлял 3,9 м3/т (в США — 18, в ГДР — 3,2 и в ФРГ — 2,8 м3/т). Удельный вес наиболее эффективных бестранспортной и транспорт­ но-отвальной систем разработки в общих объемах вскрышных ра­

Большая разница в уровнях производительности труда на уголь­ ных разрезах рассмотренных стран объясняется в основном разли­ чием горно-геологических условий разрабатываемых месторожде­ ний и применяемых горнотранспортных средств.

Буроугольные месторождения ГДР и ФРГ, отрабатываемые от­ крытым способом, характеризуются горизонтальным залеганием пластов мощностью около 20 м и мягкими породами вскрыши, мощ­ ность которых, как правило, составляет 40—100 м. На карьерах этих стран применяются в основном мощные многочерпаковые и роторные экскаваторы (с черпаками емкостью около 4000 л и тео­ ретической производительностью приблизительно 11000 м3/ч), транспортно-отвальные мосты и ленточные конвейеры.

Угольные месторождения США представлены главным образом одним или несколькими сближенными угольными пластами мощно­ стью от 0,8 до 2 м, покрытыми толщей в основном крепких пород мощностью от 10 до 30 м. Такие условия благоприятствуют приме­ нению на карьерах наиболее эффективной бестранспортной системы разработки, высокопроизводительного горнотранспортного оборудо­ вания. На карьерах США широко применяются на вскрышных ра­

(разрез Новиковский, породы средней крепости, транспортная система разработки).

15

Железорудная промышленность

Среднегодовая производственная мощность железорудного карь­ ера по отчетным данным за 1970 г. составила более 4,6 млн. т сырой руды (в США — около 3 млн. т). Наибольшая производст­ венная мощность среди железорудных карьеров была достигнута на карьере Южно-обогатительного комбината в Криворожском бас­ сейне (табл. 6). Производственная мощность на семнадцати карье­ рах составляла более 5 млн. т сырой руды в год.

Коэффициент вскрыши по железорудным карьерам в среднем составил 0,93 м3/т (в США — 0,97, Канаде — 0,84 м3/т).

В этой отрасли горной промышленности разработка месторож­ дений в основном производится по транспортной системе — 98% об­ щих объемов вскрыши вывозится различными средствами транс­ порта (в том числе железнодорожным—-47,8 и автомобильным—• 43,2%).

Производительность труда рабочего на выход на железорудных карьерах достигла 21,5 т сырой руды (в США — 42 т), по отдель­ ным карьерам она изменялась от 3,2 до 55,3 т/смену.

Себестоимость добычи 1 т сырой руды по отдельным железоруд­ ным карьерам находилась в пределах от 0,61 (Магнитогорский руд­ ник— производственная мощность 8,5 млн. т в год, коэффициент вскрыши 0,57 м3/т) до 5,16 руб. (Стойленский рудник — производ­ ственная мощность 1,065 млн. т, коэффициент вскрыши 8 м3/т); стои­ мость выемки 1 м3 вскрыши на железорудных карьерах колебалась от 0,436 руб. (Магнитогорский рудник, породы крепкие) до 1,695 руб. (Гороблагодатское рудоуправление, породы крепкие).

2 Заказ № 556

§ 1. Транспортные системы разработки

Определяющие параметры карьера при транспортных систе­ мах— высота и угол откоса уступа, ширина экскаваторной заходки, схема развития путей на уступе, глубина разработки, число усту­ пов, способ вскрытия и вид транспорта, величина руководящего уклона путей в выездных траншеях и их пропускная и провозная способность, ширина рабочих площадок на уступах и углы откосов бортов карьера.

П а р а м е т р ы э к с к а в а т о р н о г о з а б о я

Параметры, экскаваторного забоя — угол откоса уступа р или ф, высота его Н и ширина заходки А — важные параметры системы разработки, определяющие технико-экономические показатели ра­ боты экскаваторов и всего карьера.

От величины углов откосов зависит максимальная высота уступа, возможная для отработки данным типом экскаватора. Вы­ сота уступа и ширина заходки оказывают непосредственное влия­ ние на объем работ по передвижке железнодорожных путей (пе­ рестройке автодорог, конвейерных установок) на карьерах. Объем работ по передвижке путей имеет большой удельный вес в трудо­

влияние на производительность экскаваторов. При большой высоте уступа ухудшаются условия черпания (уменьшается полнота за­ полнения ковша, увеличивается время черпания); изменение ши­ рины заходки приводит к увеличению или уменьшению угла пово­ рота экскаватора, а следовательно, и к изменению времени цикла.

Параметры экскаваторного забоя определяются в общем слу­ чае рабочими размерами экскаваторов, схемами их работы, физи­ ко-механическими свойствами разрабатываемых пород и полезного ископаемого, системами разработки и др.

Выбор углов откосов уступа и бортов карьера. На величину угла откоса уступа влияют физико-механические свойства пород (кре­

18

ром напластования, физико-механическими свойствами пород ме­

Рис. 1. Схемы к определению углов откосов уступа и борта карьера

При разработке сыпучих пород угол откоса уступа не должен превышать угла естественного откоса слагающих его пород, опреде­ ляемого коэффициентом внутреннего трения.

В связных породах угол откоса определяется с учетом сил сцеп­ ления между частицами породы. Для расчета углов откоса в этих условиях многими авторами (В. В. Соколовским, М. Е. Цытовичем, Ю. Н. Малюшицким, С. И. Поповым, Г. Л. Фисенко) и институтами предложен ряд аналитических и графических методов.

Уг о л о т к о с а р а б о ч е г о б о р т а к а р ь е р а (рис. 1,а) при транспортной системе разработки может быть определен по

рассчитывается по условиям размещения транспортного оборудова­

Угол т, определенный по формуле (2), не должен превышать ве­ личины расчетного угла, который определяется одним из указанных выше методов с учетом физико-механических свойств разрабаты­ ваемых пород. С увеличением глубины карьера устойчивость его бортов снижается, поэтому для обеспечения безопасной работы угол откоса уменьшается. Например, согласно данным Гипроруды, ве­ личина этого угла при увеличении глубины карьера от 90 до 300 м (для пород с коэффициентом крепости 8—14) уменьшается с 50— 60° до 42—48°.

В ы б о р в ы с о т ы ус т у па . Высота уступа определяется мно­ гими факторами: параметрами применяемых для отработки экска­ ваторов и способами их работы, физико-механическими свойствами пород, мощностью разрабатываемого пласта и др.

В Единых правилах безопасности (ЕПБ) устанавливаются пре­ делы безопасных величин высоты уступов, которые не должны пре­ вышать:

для экскаваторов — механических лопат при разработке мягких пород (без применения буровзрывных работ) — максимальную вы­ соту черпания экскаватора;

' для этих же экскаваторов при разработке крепких нетрещинова­

грузкой высота уступа определяется в зависимости от высоты его разгрузки, высоты транспортного сосуда и угла откоса уступа.

Значения максимальной высоты уступов (табл. 7), отрабаты­ ваемых наиболее распространенными экскаваторами, установлены с учетом рассмотренных положений.

Кроме того, максимальная высота уступа может определяться мощностью пласта или залежи полезного ископаемого.

20