книги из ГПНТБ / Хохряков, В. С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых учебник

Для наиболее распространенного расстояния доставки грунтов 200—300 м и продолжительности сезона 210 суток годовая (сезонная) производительность колесных скреперов составляет (в тыс. м3):

Применение быстроходных скреперов с ковшом емкостью 10— 15 м3 целесообразно при мощности наносов до 40 м. При глубине работ более 40 м в связи с большой длиной транспортирования производительность скреперов резко снижается и более выгодна экскаваторная погрузка с использованием транспортных средств.

§ 2. Применение бульдозеров

Бульдозер представляет собой гусеничный или колесный трактор, имеющий навесное рабочее оборудование в виде лемеха, Бульдо­ зеры на карьерах применяют для зачистки кровли пласта при разработке пластовых месторождений, для планировки рабочих площадок, устройства насыпей для железнодорожных путей, под­ гребания взорванной горной массы, уборки породы, оставшейся после гидродобычи, понижения высоты вскрышных уступов, пред­ варительного рыхления плотных пород, разрабатываемых гидро­ мониторами, валки леса, корчевки пней, уборки камней, расчистки снега нт. д., а также для отвальных работ.

Бульдозеры подразделяют на неповоротные и универсальные. У неповоротных бульдозеров лемех, укрепленный перпендикулярно'

82

в вертикальной плоскости; у универсальных — можно изменять

трактора. При гидравлическом управлении положение лемеха изме­ няют при помощи штоков гидравлических цилиндров.

Техническая характеристика бульдозеров, используемых в ерах, приведена в табл. 9.

Бульдозер (подобно колесному скреперу) производит экскава­ цию, транспортирование породы и размещение ее в отвале. Произ-

Рпс. 32. Бульдозер Д-572 на тракторе ДЭТ-250 с рыхлителем Д-652

водительность бульдозера зависит от расстояния транспортирования

янии производительность их резко снижается и поэтому более целе­ сообразно использовать колесные скреперы.

Для повышения производительности колесных скреперов и буль­ дозеров при разработке плотных и смерзающихся грунтов, пород

гусеничным тракторам (рис. 32). Гидравлический привод обеспечи­ вает принудительное заглубление зубьев со значительным усилием. Благодаря тому, что рыхлитель располагается сзади, трактор можно оборудовать лемехом и таким образом совместить операции транс­ портирования и рыхления.

В настоящее время отечественными заводами серийно выпускается несколько типов мощных рыхлителей. Характеристики их приведены в табл .11.

Т а б л и ц а It

§ 3. Применение шнекобуровых машин

Шнекобуровые машины (рис. 33) применяют для выемки гори­ зонтальных пли пологпх тонких угольных пластов с выдержанной мощностью. Машина представляет собой буровой шнек и перегрузоч­ ный конвейер, которые монтируются на салазках и могут переме­ щаться при помощи бульдозера или лебедки по рельсовому настилу.

Диаметр бура подбирается на 10—20 см меньше мощности пласта. При подготовке карьерное поле разбивают на выемочные участки п на их границе проводят разрезные траншеи, в которых устанавли­ вают шнекобуровые машины. При этом объем вскрышных работ определяется объемом разрезных траншей.

Выемка производится выбуриванием угля скважинами большого диаметра (до 1,2—1,3 м).

Для шнека и перегрузочного конвейера приводом служат элек­ трические и дизельные двигатели. Шнек подается на забой при помощи гидравлического устройства. Угол наклона изменяется гидравлическими домкратами.

Каждая шнекобуровая машина снабжается комплектом буровых секций длиной по 6 м, обеспечивающих бурение скважин на глубину до 60 м. Первая секция шнека имеет направляющий забурник со

81

специальной буровой головкой, от конструкции которой зависит крупность получаемого материала.

Перед началом выемочных работ шнеку придается угол наклона,- соответствующий углу падения пласта. Несоблюдение этого условия приводит к выклиниванию скважин, т. е. внедрению их в кровлюили почву пласта и уменьшению полезной длины скважины.

Бурение скважин на требуемую глубину обеспе­ чивается постепенным на­ ращиванием шнеков. После того как скважина пробу­ рена, шнеки удаляют путем последовательного их от­ соединения.

Скорость подачи шнеков на забой, или скорость бу­ рения, зависит от физико­ механических свойств по­ лезного ископаемого. При углях средней крепости она может быть доведена до 1,14 м/мин.

Для предотвращения обрушения вмещающих по­ род скважины бурят на определенном расстоянии одну от другой. Размер це­ ликов между скважинами, устанавливаемый в зависи­

мости от свойств угля и покрывающих пород, новном величину потерь полезного ископаемого.

Достоинствами рассмотренного способа выемки являются про­ стота ведения эксплуатационных работ, незначительный объем подготовительных и вскрышных работ и возможность выемки тонких: пластов при значительной мощности покрывающих пород.

Г л а в а IV

ГОРНЫЕ РАБОТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ОДНОКОВШОВЫХ ПОГРУЗЧИКОВ

§ 1. Технологические параметры погрузчиков

Одноковшовый погрузчик представляет собой колесное или гусе' ничпое самоходное шасси с опускающейся стрелой, на конце которой шарнирно закреплен ковш. Современные погрузчики имеют надеж­ ные и простые по конструкции гидравлические приводы подъема стрелы и опрокидывания ковша.

85.

Резание горных пород и загрузка ковша происходят при опущен­ ной стреле под действием ходового механизма шасси. После за­ грузки ковша стрелу слегка поднимают, и погрузчик перемещается к месту выгрузки, например к транспортному сосуду. Здесь стрелу поднимают на необходимую высоту, и при опрокидывании ковша из него выгружается порода.

Основные технологические параметры погрузчиков: грузоподъем­ ность, удельное усилие резания, высота разгрузки ковша, вылет ковша, угол опрокидывания и радиус поворота.

Рис. 34. Основные технологические параметры погрузчиков

Грузоподъемность погрузчика при движении в 2—2,5 раза меньше, чем в стационарном положении. Номинальная грузоподъемность измеряется в движении и составляет от 2—5 т до 30—50 т, в стаци­ онарном положении она достигает 80 т.

Удельное усилие резания у современных мощных погрузчиков достигает 100—120 кгс/см режущей кромки ковша, т. е. оно не меньше, а иногда и больше, чем у карьерных одноковшовых экскава­ торов.

Высота разгрузки Нѵ характеризует возможности погрузчика загружать транспортные средства (рис. 34). У мощных погрузчиков она достигает 5 м.

Вылет ковша при разгрузке Вк — это расстояние менаду кромкой ковша и наиболее выступающей частью погрузчика (шины передних колес). Этот параметр не превышает 2,5 м.

Угол опрокидывания ковша при разгрузке а 1 составляет 45—65°.

S6

На небольших карьерах погрузчики используются как основное выемочно-погрузочное, а иногда — при коротких расстояниях от­ катки (до 500—1000 м) — как транспортное оборудование. Эффек­ тивно их применение в комплексе с тракторными рыхлителями

ибульдозерами-

Вкачестве погрузочно-транспортного оборудования погрузчики

целесообразно применять в карьерах с комбинированной схемой транспорта для выемки руд и доставки ее на короткие расстояния (до 500—700 м) к перегрузочным устройствам скиповых или кон­ вейерных подъемников, к внутрикарьѳрным дробилкам или усреднительным складам, к рудоспускам. Чем меньше дальность доставки руды внутри карьера в этих схемах, тем эффективиее использование погрузчиков вместо экскаваторов и автосамосвалов.

На больших карьерах и при многозабойной разработке много­ сортных руд погрузчики работают в сочетании с мощными экскава­ торами и используются для раздельной выемки руд, для разработки руд на стесненных участках, для погрузки в транспортные средства горной массы из навалов, образуемых мощными драглайнами, для работы на перегрузочных и усреднительных рудных складах.

Распространению одноковшовых погрузчиков на карьерах СССР

немало способствовали научные труды канд. техн. наук К. Н. Тру­ бецкого.

§ 3. Схемы работы и размеры забоев

Черпание горной массы погрузчиками осуществляется за счет напорного усилия машины и при помощи механизмов поворота ковша и подъема стрелы.

Различают следующие способы черпания: раздельный, совмещен­ ный, экскавационный и послойный.

При р а з д е л ь н о м с п о с о б е черпания ковш, режущая кромка которого находится на уровне почвы забоя, благодаря по­ ступательному движению погрузчика внедряется в разрыхленную породу и тем самым заполняется. Погрузчик останавливают, ковш поворачивают на себя до отказа, затем поднимают в транспортное положение (на высоту 0,3—0,4 м), и погрузчик задним ходом отъез­ жает от забоя. Подъезд к месту разгрузки совмещают с подъемом ковша на высоту, необходимую для выгрузки горной массы.

Внедрение ковша в забой производится при движении погрузчика на пониженной передаче.

Раздельный способ применяют обычно при черпании легких

поворачивают на себя (рис. 35) с одновременным подъемом стрелы при непрерывном поступательном движении погрузчика.

« 8

П р и ч е л н о ч н о й с х е м е загрузки ковша отъезжает задним ходом по прямой на расстояние

При этой схеме не требуется разво­ рот погрузчика, что особенно важно для машин на гусеничном ходу, но необхо­ дима четкая слаженность в работе ма­ шиниста погрузчика и водителей авто­ самосвалов.

С х е м а с ч а с т и ч н ы м р а з ­

в о р о т о м погрузчика 1 при подъезде

кавтосамосвалу 2, который устанавли­ вается примерно под углом 30° к фронту забоя, приведена на рис. 37.

При этой схеме расстояние передви­

жения погрузчика с жесткой рамой ми-

'нимально и составляет 10—15 м. Пнев­ моколесный погрузчик с шарнирно-

сочлененной рамой перемещается задним ходом всего лишь на 3—5 м. Затем с поворотом передней части рамы на 35—45° погрузчик подъезжает на 1,5—2 м передним ходом к автосамо­ свалу и разгружает ковш в его кузов.

Проведение траншей с использованием погрузчиков производится послойно. Угол наклона слоя не должен превышать 20°. При работе на наклонном слое производительность погрузчика может быть выше, чем на горизонтальной площадке, так как здесь напорное усилие возрастает благодаря движению погрузчика при черпании

89

под уклон. С наполненным ковшом погрузчик выезжает из траншеи. Высота уступа по условиям безопасности в мягких породах должна быть не больше высоты черпания Нч (см. рис. 34), т. е. 4— 7 м, а в сыпучих и скальных породах — не более чем 1,5 высоты черпания, т. е.

6—10 м.

На зарубежных карьерах с приме­ нением погрузчиков отрабатывают усту­ пы высотой от 2 до 20 м. Наиболее распространенная высота уступа 8—15м.

Ширина заходки принимается воз­ можно большей, чтобы обеспечить наи­ большую производительность оборудо­ вания. Минимальная ширина заходки - складывается из ширины ковша и за­ зора между погрузчиком и нижней бров­ кой навала (0,4—1,0 м) н составляет 4,5—5 м.

Ширина рабочей площадки опреде­ ляется прежде всего из условия удобства разворота автосамосвала и в соответ­ ствии с рациональной схемой работы по-

Ширина рабочей площадки составляет для погрузчиков с жесткой рамой 25—28 м, с шарнирно-сочлененной рамой 21—23 м.

Г л а в а V

ТЕХНОЛОГИЯ ОТВАЛЬНЫХ РАБОТ НА КАРЬЕРАХ

ИРЕКУЛЬТИВАЦИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ

§1. Общие сведения

Технологический процесс размещения пустых пород и неконди­ ционных руд, удаляемых при разработке и при строительстве, назы­ вается отвалообразованием.

Отвалообразование является важным звеном в комплексе вскрыш­ ных работ, потому что, во-первых, объем отвальных работ очень значителен (в несколько раз больше объемов добываемого полезного ископаемого), во-вторых, от организации отвальных работ зависит успешность работы вскрышных экскаваторов и транспортирования вскрыши. В настоящее время расходы на отвалообразование соста-

30

вляют 12—15% расходов на вскрышные работы, на отвальных рабо­ тах занято 25—30% штата рабочих вскрышных участков.

Поэтому совершенствованию этого процесса, выбору рациональ­ ного способа отвалообразования для того или иного карьера, опре­ делению рациональных параметров отвалов придается большое значение и посвящено много исследований.

Отвалы подразделяются: по размещению относительно контура карьера — на внутренние 1 и внешние; по типу рабочего оборудо­ вания — на плужные, экскаваторные с механическими лопатами, экскаваторные с драглайнами, абзетцерные, бульдозерные с авто­ транспортом, бульдозерные с железнодорожным транспортом, гидра­ влические; по стационарности — на временные и постоянные.

Рис. 38. Схемы поэтапного развития отвалов:

I— IV — этапы развития

В настоящее время работы по размещению породы на отвалах почти полностью механизированы, исключение составляют лишь некоторые вспомогательные операции.

На выбор способа отвалообразования существенное влияние оказывают оборудование, принятое на вскрышных работах, рельеф местности, а также крепость пород.

Правильно выбранный способ отвалообразования должен обеспе­ чивать: 1) необходимую приемную способность отвала; 2) безопасную

и вместе с тем рельеф местности должен допускать планомерное развитие отвала с наименьшими объемами первоначальных насыпей.

1 Впутреннле отвалы рассматриваются ниже совместно с технологией раз­ работки горизонтальных и пологих месторождений.

91