книги из ГПНТБ / Васильев М.В. Автомобильный транспорт карьеров

§ 3. Горнотехнические и эксплуатационные условия применения автомобильного транспорта

Многолетний опыт проектирования и эксплуатации автомобиль­ ного транспорта на открытых горных разработках позволил выявить наиболее рациональные условия его применения. К таким условиям относятся:

1. Ограниченные размеры месторождений в плане, обычно пред­ ставленных крутопадагощимп залежами или отдельными крупными рудными телами, затруднякщими применение железнодорожного транспорта и требующими с углублением работ удаления больших объемов пустых пород при разносе бортов карьеров.

2.Горизонтальные или пологие месторождения, залегающие на небольшой глубине, при разработке которых применение рельсового транспорта вызывает необходимость частого перемещения железно­ дорожных путей.

3.Разобщенные, но близко расположенные месторождения с не­ большими запасами и коротким сроком эксплуатации, при которых нерационально строить разветвленную сеть железнодорожных путей

испециальные сооружения.

4.Неправильная конфигурация рудных тел, сложное п несоглас­ ное залегание, перемежаемость с пропластками и крупные включения пустых пород, резкое изменение гипсометрии кровли и почвы пластов

идругие условия, препятствующие укладке железнодорожных путей в плане и профиле без потерь полезного ископаемого или его разубоживания.

5.Неоднородный состав полезного ископаемого, а также мелко­ прослойчатое, крупновкрапленное, гнездообразное и линзообразное залегание в пустых породах, требующие раздельной выборочной выемки, трудно выполнимой при наличии в забоях прямолинейных

железнодорожных путей, конвейерных линий и т. д.

6. Сравнительно небольшое расстояние транспортирования до перегрузочного узла, склада, обогатительной фабрики, прием­ ного пункта для погрузки во внешний транспорт, при котором авто­ мобильный транспорт становится конкурентоспособным по экономи­ ческим показателям с другими видами транспорта.

7. Сложная топография местности со значительными колебаниями отметок, при которой требуется выполнять большие объемы земляных работ и вместе с тем нерационально или невозможно применять конвейерный транспорт или другие виды транспорта, способные преодолевать крутые уклоны.

8. Зонная и поэтапная разработка месторождений, при которой одновременно ведутся работы на отдельных участках с различными видами транспорта или месторождение последовательно разра­ батывается в несколько этапов с заменой одного вида транспорта другим.

12

Кроме того, автомобильный транспорт в ряде случаев предпочи­ тают применять в начальный период разработки месторождений при большой отдаленности от магистральных железнодорожных путей, источников электроэнергии и т. д., а также при доработке нижних горизонтов месторождений без дополнительного разноса бортов карьера, так как дальнейшее применение в этом случае же­ лезнодорожного транспорта неминуемо привело бы к значительному увеличению объемов земляных работ. Автомобили применяют также в различных сочетаниях с другими видами транспорта для обеспе­ чения необходимой гибкости и маневренности транспортных операций.

Наконец, в ряде случаев при ведении горнокапитальных работ

ипри подготовке месторождения к эксплуатации применение авто­ мобильного транспорта позволяет достичь высокой производитель­ ности труда и ускорить проходку капитальных и разрезных траншей, устройство временных скользящих съездов, пионерное заглубление

инарезку следующего горизонта, устройство магистральных трасс

ит. д.

Автомобильный транспорт является одним из наиболее универ­ сальных видов карьерного транспорта. Он с успехом применяется для транспортирования как рыхлых, сыпучих, водонасыщенных, так п мерзлых, крупнокусковатых и других пород. Наиболее раци­ онально его применять для транспортирования крепких скальных пород и руд, содержащих значительное количество крупных фракций и негабаритного кускового материала.

В практике эксплуатации в карьерах автомобили работают с различными видами одноковшовых экскаваторов (прямыми и обрат­ ными механическими лопатами, драглайнами и т. д.), разного рода погрузчиками, с многочерпаковыми и роторными экскаваторами небольшой производительности, кранами при погрузке штучного камня и с рядом других выемочных и погрузочных средств.

Наряду с использованием в качестве основного вида карьерного транспорта, автомобили применяют при выполнении многих вспо­ могательных транспортных работ: для перевозки горюче-смазочных материалов, подвозки воды для полива дорог, доставки в карьер сменных агрегатов, запасных частей, инструментов, взрывчатых веществ и т. д. Наконец, на многих предприятиях на автомобилях перевозят людей к рабочим местам. В связи с этим в настоящее время трудно встретить карьер, в котором отсутствует автомобильная дорога.

Наиболее многообразны выполняемые автомобилями перевозки в период строительства новых карьеров. Помимо основных транс­ портных работ, связанных с первоначальными вскрышными рабо­ тами, проходкой капитальных и временных траншей, съездов и дру­ гих выработок, с применением автомобильного транспорта произ­ водится большой объем земляных работ по строительству обогатительных фабрик, вспомогательных цехов, транспортных ком­ муникаций, различных наземных сооружений и зданий и т. д.

13

Применение автомобильного транспорта в этот период позволяет сократить объемы горных работ, связанных с разносом бортов карь­ ера, форсированно вести углубочпые работы с устройством времен­ ных съездов, производить многозабоііную подготовку новых гори­ зонтов, концентрировать машины на нужном направлении при короткой протяженности фронта на один экскаватор, устраивать дороги облегченного типа и т. д. Благодаря этому достигается зна­ чительное сокращение сроков строительства карьера, предприятие имеет возможность быстрее приступить к добычным работам, про­ должая в то же время развивать работы по расширению карьера, и, если это необходимо, может перейти на другой вид транспорта (например, на электровозную тягу).

В отечественной практике имеется большой опыт скоростного строительства горных предприятий с использованием автомобиль­ ного транспорта. Например, на Гайском меднорудном месторождении в течение трех лет на карьере № 1 было выполнено около 25 млн. м3 вскрышных работ. На Сибайском меднорудном карьере в течение четырех лет была освоена проектная мощность по добыче руды, при этом было вывезено из карьера 32 млн. м3 вскрыши. При строитель­ стве Соколовско-Сарбайского железорудного комбината ежегодно вывозилось автомобильным транспортом 16—17 млн. м3 вскрыши.

Эффективность применения автомобильного транспорта в карь­ ерах обусловлена рядом его достоинств, к числу которых отно­ сятся:

1. Высокая маневренность, подвижность, гибкость в эксплуата­ ции благодаря малым радиусам поворота автомобилей (не более 8—10 м), возможности применения автомобильных дорог с крутыми уклонами (до 10—12%), относительно небольшие размеры автомо­ билей, отсутствие рельсовых путей и контактной сети.

Мобильные качества автомобильного транспорта позволяют легко и быстро переносить места погрузки в карьере, регулировать транс­ портные потоки, осуществлять шихтовку и усреднение руд непо­ средственно в карьере, применять экскаваторы при более коротком фронте работ, чем при железнодорожном транспорте.

2. Возможность повышения производительности экскаваторов на 20—25% по сравнению с производительностью их при погрузке в железнодорожные составы благодаря значительному сокращению простоев экскаваторов из-за ожидания подачи транспортных средств, сокращению времени на маневры и уменьшению продолжительности цикла экскаватора. При рациональном использовании экскаваторов с автосамосвалами время проведения траншей и подготовки новых горизонтов может быть сокращено в 2—3 раза.

3. Сокращение длины транспортных коммуникаций в карьере по сравнению с длиной коммуникаций при железнодорожном транс­ порте в 1,5—1,8 раза ввиду больших уклонов и меньших радиусов закруглений дорожных трасс. Возможность применения сокращен­ ных по длине скользящих и временных съездов, что позволяет раз­ рабатывать месторождения от центра к флангам и разделять карьер

14

на очереди разработки, устраивать временные заезды в карьер со стороны отвалов и вблизи от них и т. д.

4. Меньшие примерно в 1,2—1,5 раза трудоемкость и стоимость строительства автомобильных дорог по сравнению с укладкой же­ лезнодорожных путей при мягких глинистых и песчаных грунтах и незначительные затраты на дорожное строительство при устрой­ стве дорог в карьере на естественном скальном основании. Отсут­ ствие трудоемкого процесса переноса и перемещения путей. Меньшие затраты труда иа транспортный процесс за счет сокращения вспомо­ гательного обслуживающего и ремонтного персонала и путевых рабочих. Простота содержания и ремонта временных забойных автомобильных дорог.

5.Меньшая в 4—5 раз трудоемкость отвалообразования при помощи бульдозеров по сравнению с трудоемкостью экскаваторного или плужного отвалообразования при железнодорожном транспорте. Возможность отсыпки отвалов произвольной конфигурации практи­ чески на любой свободной территории в непосредственной близости от карьера и в случае необходимости возможность быстрой ликви­ дации просадок, трещин, оползневых явлений.

6.Большая гибкость и оперативность управления погрузочно­ транспортным комплексом. Выход автомобиля из строя вследствие аварии не вызывает остановки в работе транспорта, может быть легко восполнен и практически не отражается на производитель­ ности труда. Быстрое восстановление подъездов к экскаваторам после взрывных работ дает возможность начинать погрузку вскоре после

взрыва горной массы. Наличие в карьере заправочных пунктов и передвижных ремонтных средств способствует лучшему исполь­ зованию автомобилей и повышению эффективности производствен­ ного процесса.

Наряду с достоинствами автомобильный транспорт имеет и ряд существенных недостатков, основными из которых являются:

1. Небольшие экономически выгодные расстояния транспортиро­ вания — обыкновенно до 2—3 км и редко до 5 км, главным образом

взависимости от грузоподъемности применяемых автомобилей.

2.Большая зависимость от климатических условий, сложность эксплуатации при низких температурах воздуха, трудность обеспе­ чения нормального движения автомобилей при снегопадах, голо­ ледицах, туманах.

3.Большой расход автомобильных шин вследствие их повышен­ ного износа при работе на скальных породах (стоимость автошин достигает 20—22% стоимости автомобильных перевозок).

4.Значительная загазованность, создаваемая автомобилями, ра­

ботающими в карьерах глубинного типа, вызывающая нередко в периоды пасмурной погоды, туманов, отсутствия ветров и искус­ ственных средств проветривания длительные простои.

5. Сравнительно большой штат шоферов и обслуживающего ре­ монтного персонала, требования к повышению классификации кото­ рого возрастают с увеличением грузоподъемности автомобилей.

15

§ 4. Различные способы применения автомобильного транспорта при разработке месторождений

Автомобильный транспорт применяют при всех основных типах карьеров: глубинных, нагорных, нагорно-глубинных и поверх­ ностных.

В карьерах глубинного типа движение автомобильного транс­ порта осуществляется вверх по направлению к поверхности, а в карь­ ерах нагорного типа — в основном вниз по склонам. При нагорно­ глубинном типе карьеров автомобильный транспорт при разработке нагорной части в основном движется вниз, а глубинной части — вверх к поверхности. Наконец, в карьерах поверхностного типа автомобильный транспорт на значительной части расстояния транс­ портирования работает по горизонтали и в меньшей степени исполь­ зуется на наклонных трассах при выезде на поверхность.

В определенных горнотехнических условиях и на отдельных этапах разработки месторождения автомобильный транспорт имеет различное назначение. Можно рассматривать его как п о с т о я н ­ н ы й вид транспорта, используемый в течение всего периода раз­ работки месторождения, и как в р е м е н н ы й вид транспорта, применяемый лишь в течение определенного небольшого промежутка времени эксплуатации карьера. Кроме того, можно рассматривать автомобильный транспорт как о с н о в н о й (единственный), при помощи которого горная масса доставляется от начального пункта до конечного, как с о с т а в л я ю щ и й вид транспорта, представляющий лишь одно из транспортных звеньев общего процесса доставки горной массы, и, наконец, как в с п о м о г а т е л ь н ы й транспорт, используемый на различных вспомогательных работах, подвозке материалов, инструмента и на других карьерных пере­ возках. . ...

Автомобильный транспорт применяют на всех основных стадиях разработки месторождений. В период строительства карьеров его используют как при подготовке карьерного поля к эксплуатации (на строительстве различных водоотливных сооружений, на земляных работах при прокладке транспортных коммуникаций, устройстве выездов на отвалы, подъездов к обогатительным сооружениям и на многих других работах промышленного строительства), так и при вскрытии месторождения (при проведении капитальных траншей, полутраншей внешнего, внутреннего и смешанного заложения, разрезных траншей для создания фронта работ на верхних уступах, на первоначальных вскрышных работах по разносу бортов разрезных траншей и обнажению залежей полезного ископаемого).

В рассматриваемый период автомобильный транспорт применяют для вывозки пустых пород в близрасположенные отвалы и насыпи. Расстояния транспортирования обычно не превышают 1—1,5 км. Автомобили перемещаются в большинстве случаев с небольшими

2 Заказ 283

скоростями — до 20—25 км/ч по временным дорогам, не имеющим капитальных покрытий. Уклоны дорог бывают сравнительно неболь­ шими, в пределах 5—6%. Основная цель применения автомобиль­ ного транспорта в период строительства — ускорение подготовки

иввода месторождения в эксплуатацию.

Впериод эксплуатации карьеров автомобильный транспорт применяют при развитии работ по освоению месторождения, про­ ведении траншей, преимущественно внутренних, петлевых, спираль­ ных съездов, а также разрезных траншей при подготовке новых горизонтов к эксплуатации. Особенно часто автомобильный транс­ порт используют на устройстве скользящих съездов.

Вбольшинстве случаев в период эксплуатации месторождений вскрышные породы транспортируют во внешние отвалы. Но при разработке пологпх и горизонтальных месторождений после соору­ жения карьера первой очереди бывает возможным транспортировать пустые породы и в выработанное пространство. Расстояния перевозок при этом сокращаются, автотранспорт движется без подъема, потоки рассредоточиваются.

Расстояния транспортирования во внешние отвалы достигают

до отвалов, обогатительных фабрик, погрузочных пунктов в боль­ шинстве случаев устраиваются с капитальными покрытиями. Ско­ рость движения автомобилей доходит до 40—45 км/ч. Уклоны дороги составляют до 8—10%. Интенсивность движения на магистральных дорогах достигает 10—12 тыс. машин в сутки. Основная цель при­ менения автомобильного транспорта в период эксплуатации — интенсификация разработки месторождения при коротких фронтах работ.

В период доработки карьеров автомобильный транспорт при­ меняют при разработке отдельных участков месторождения, раз­ деленных между собой массивами оставляемых пустых пород, и при углубке обособленных участков с устройством коротких скользящих съездов. Обычно автомобили доставляют руду к перегрузочным пунктам, расположенным внутри карьера, и перемещают пустые породы в выработанные площади месторождения.

Расстояния транспортирования составляют 0,8—2 км, а в отдель­ ных случаях, при углубочных работах на коротком фронте, они еще меньше. Автомобили движутся по временным дорогам, в редких случаях улучшенного типа. Уклоны дорог составляют 10—12%, радиусы кривых — до 15—20 м.

Основная цель автомобильного транспорта при доработке место­ рождения — обеспечение наиболее полного извлечения полезного ископаемого.

При разработке месторождений нагорного типа автомобильный транспорт применяют в период вскрытия их различными системами

■18

траншей (при устройстве отдельных и соединительных полутраишей, полувыемок, полунасыпей, горизонтальных площадок для дорожных трасс и т. д.), в период развития работ в карьере (при нарезке гори­ зонтов, устройстве дорожных трасс) и при расширении фронта работ. Вскрышные породы транспортируют на безрудные площади, а РУДУ — вниз по склону к обогатительным фабрикам, к перегру­ зочным и погрузочным пунктам.

За пределами погоризонтных дорог автомобили движутся по магистральным съездам постоянного характера с улучшенными покрытиями. Уклоны съездов достигают 12—15%. Скорость движе­ ния составляет до 35—40 км/ч и обычно ограничивается лишь усло­ виями безопасности. Как и при разработке карьеров по­ верхностного и глубинного типа, распространены дороги с двух­ полосным встречным движением, реже устраиваются дороги с однополосным движением, отдельно для грузового и порожняко­ вого потоков. При этом уклоны на спусках могут приниматься несколько большими.

На современных карьерах автомобильный транспорт во многих

вается самостоятельно автомобильным транспортом, а другая часть — комбинированным с входящим в него автомобильным звеном.

ПТ. П о о ч е р е д н о е и с п о л ь з о в а н и е : на разных ста­ диях разработки месторождения использование автомобильного транспорта чередуют с применением других видов транспорта.

При открытой разработке месторождений и в проектных решениях можно встретить все указанные способы использования автомобилей для перевозки горной массы. Границы и время перехода на тот или иной способ устанавливают на основе анализа и оценки горнотех­ нических особенностей разработки месторождения и разносторонних инженерных и технико-экономических расчетов.

За последние четверть века на зарубежных и отечественных карьерах большое распространение получили различные транспортные