книги из ГПНТБ / Добыча и переработка серных руд Роздольского месторождения

В сравнении с транспортно-отвальной бестранспортная система разработки с использованием драглайнов в условиях Роздольского месторождения имеет следующие преимущества: а) возможна круг­ логодовая работа при любой погоде; б) не требуется дополнитель­ ного оборудования для зачистки кровли рудного пласта, отлича­ ющейся значительной изменчивостью; в) обеспечивается надежная работа карьера за счет взаимозаменяемости экскаваторов и создания некоторого резерва оборудования. Именно благодаря последнему преимуществу, такие, присущие бестранспортной системе недостатки, как ограниченное количество готовых к выемке запасов руды и же­ сткая взаимосвязь в технологии вскрышных и добычных работ, сводятся к минимуму в условиях разработки Роздольских карьеров.

Бестранспортная система разработки Южного карьера

Южный карьер располагается в пределах поймы и первой над­ пойменной террасы р. Днестр. По горно-геологическим условиям его можно разделить на два участка: Восточный и Западный.

На восточном крыле карьера вскрышная толща состояла из рыхлых песчано-глинистых отложений третичного и четвертичного возрастов мощностью до 18—20 м, в западной части карьера наряду с мягкой вскрышей (15—60 м) имелась и скальная вскрыша мощностью 8—14 м, состоявшая из неосерненных известняков. Разработка последних возможна только после предварительного их рыхления буровзрывными работами. Ввиду этого параметры системы разра­ ботки и порядок отработки вскрышной толщи на этих участках несколько различались.

На Восточном участке вскрышные работы велись по схеме, изображенной на рис 31. Драглайн ЭПІ-14/75, расположенный на подуступе высотой 3—4 м, верхним черпанием отрабатывает впереди по ходу верхний подуступ, а затем нижним черпанием производит вскрышу нижнего подуступа и зачистку кровли рудного пласта. При ширине вскрышной заходки 30 м и мощности вскрыши 18—20 м происходила частичная подвалка рудного уступа. Работы по переэкскавации выполнялись преимущественно экскаватором ЭШ-4/40 и частично вскрышным экскаватором ЭПІ-14/75. Последний задалживался на переэкскавацию эпизодически, главным образом на флангах заходки, где мощность вскрыши возрастала. Объем переэкскавации зависел от мощности вскрышной толщи и физико-меха­ нических свойств пород вскрыши. Влияние последнего фактора сказалось в средней части вскрышной заходки, где толща вскрыши пронизана линзами водонасыщенного торфяника, сжатие которого приводило к возникновению гидростатического давления в отвале и образованию оползней.

Средний коэффициент переэкскавации при такой организации работ в 1961—1966 гг. составил 0,66. Достигнутая производитель­ ность экскаваторов 2,4 -Д 2,8 млн. м3 в год.

При длине вскрышной заходки 1 км холостые переходы осуще­ ствлялись через 3—4 месяца.

На Западном участке до 1963 года применялся следующий поря­ док ведения вскрышных работ (рис. 32). Отработка мягкой вскрыши и непродуктивных известняков велась экскаватором ЭШ-14/75, находящимся на кровле предварительно взрыхленного известняка. В первую очередь отрабатывался верхним черпанием уступ мягкой

Рис. 31. Схема бестранспортной системы разработки на Восточ­ ном участке Южного карьера:

1 — ось вскрышного экскаватора; 2 — ось отвального экска­ ватора; з — первичный отвал; 4 — окончательное положение отвала; 5 — вскрышной уступ

вскрыши, а затем нижним черпанием — скальный уступ. На переэкскавации задалживался тот же экскаватор, при этом в одном направлении велись вскрышные работы, а в обратном — перевалка. Однако такие факторы, как невозможность одновременного ведения вскрышных и добычных работ и сравнительно высокий коэффициент переэкскавации (0,87), значительно сокращали фронт добычных работ, не обеспечивали заданной производительности карьера и за­ трудняли шихтовку руды.

В 1963 году группа работников комбината (Н. П. Кужель, Л. П. Маркович, Ф. Горошко) осуществила на этом участке более рациональный вариант системы разработки. Заключался он в том, что экскаватор ЭШ-14/75, находясь на кровле разрыхленного

скального уступа, верхним черпанием отрабатывает впереди себя уступ мягкой вскрыши. Нижним черпанием отрабатывается только щель шириной понизу 2—3 м на всю мощность взрыхленного скаль­ ного уступа.

Отвальный экскаватор располагался на уровне кровли нижнего яруса на расстоянии радиуса черпания от щели в сторону внутрен­ них отвалов. Работая с углом поворота 180°, он одновременно про­

водства вскрышных рабоі. Отсюда в обратном направлении про­

зволило снизить коэффициент переэкскавации с 0,87 до 0,39 и умень­ шить объем переэкскавации в 1964—1967 гг. более чем на 1,7 млн. м3. Однако годовая производительность экскаваторов при описанной схеме ведения вскрышных работ была ниже, чем на Восточном

участке, и составляла 1 ,6 -і-1,9 млн. м3.

Опыт работы по бестранспортной системе разработки с использо­

ного рельефа его кровли применение драглайнов рационально, обеспечивает хорошую зачистку рудного пласта, что при других способах ведения вскрышных работ осуществить весьма затрудни­ тельно. Применявшиеся схемы работ были достаточно гибкими при изменении горно-геологи­ ческих условий и позво­ ляли создавать достаточ­ ный запас вскрытой руды.

как правило, обводненных понижений, разработка которых экска­ ваторами типа ЭКГ-4,6 оказалась трудной.

Схема работы экскаватора изображена на рис. 34. Экскаватор, располагаясь на отвальном подуступе на уровне кровли рудного пласта, в первую очередь нижним черпанием вынимает руду из депрессий и укладывает ее на кровлю вскрытой руды. После за­ чистки руды экскаватор производит вскрышные работы с укладкой пород вскрыши частично в расчищенное им же выработанное про­ странство под трассу шагания, частично во внутренние отвалы. Перед переходом на следующую стоянку экскаватор производит сзади себя в необходимых размерах расчистку подваленного руд­ ного уступа. После перехода экскаватора цикл работ повторяется. Коэффициент переэкскавации при данной схеме работ равен 0,25. При работе экскаваторов ЭШ-14/75 на вскрышных работах по опи­ санной выше схеме достигается необходимая степень зачистки ее кровли и значительно снижаются потери полезного ископаемого, неизбежные при работе экскаваторов ЭКГ-4,6.

Особенности бестранспортной системы разработки Северного карьера

Согласно проектной схеме, по бестранспортной системе должен отрабатываться уступ высотою 20 м, с делением карьера на два блока длиной по 750 м. На вскрыше задалживался экскаватор

на Восточном участке Южного карьера. Использование экскава­ тора ЭШ-10/60 вместо ЭШ-4/40 на переэкскавации вызывалось необходимостью отработки больших объемов вскрыши и высоты уступа 20 м вместо 17 м на Южном карьере.

Сотрудники комбината (И. А. Иванников, Ю. А. Гутман, Н. П. Кужель и другие) разработали и внедрили другую схему вскрытия карьера, которая вызвала не только изменение параметров бестранспортной системы разработки, но и технологию вскрышных и добычных работ. Согласно этой схеме, карьер делится на два независимых участка — Восточный и Западный. На Восточном участке двумя экскаваторами (ЭШ-14/75 и ЭШ-10/60) отрабатывается уступ высотой до 30 м (третичные глины совместно со скальной

из флангов, пересыпая выезд по руде. Добычные работы в это время ведутся с другого фланга. Когда экскаватор доходит до середины участка, для него должно быть к этому времени освобождено выра­ ботанное пространство, и он продолжает вскрывать заходку от центра в сторону противоположного выезда. Добычные работы начинаются после того, как отвальный экскаватор ЭШ-10/60, рабо­ тающий вслед за вскрышным, освободит забой от подвалки мягкой вскрыши и зачистит кровлю руды от скалы на тех участках, где

Рис. 35. Схема и параметры бестранспортной системы разработки Восточного участка Северного карьера.

она имеется (скальная вскрыша мощностью менее 0,8 м взрывается вместе в рудой). Расстояние между отвальным и добычным экска­ ватором в плане должно быть не менее суммы радиусов этих экска­ ваторов. Обычно на каждом фланге имеются два добычных экска­ ватора. Первый начинает отработку верхнего рудного уступа высо­ тою не более 10 м, второй отрабатывает нижний подуступ, мощность которого колеблется от 2 до 10 м в зависимости от общей мощности рудного пласта. Между верхним и нижним подуступами сначала оставляется берма для проезда автотранспорта. Когда верхний подуступ доходит до середины участка, дальнейшая добыча на нем прекращается и оба экскаватора отрабатывают оставшуюся руду на нйжнем подуступе с целью быстрейшего освобождения выработан­ ного пространства для размещения новой заходки по вскрыше. Отработка второй половины заходки Восточного участка осуществ­ ляется уже в сторону второго ближайшего для нее выезда.

Когда вскрышной экскаватор ЭШ-14/75 находится между пер­ вой и второй третью Восточного участка, добыча руды может осу­ ществляться с обоих флангов. Количество добычных забоев на Восточном участке может изменяться от одного до трех в зависимости от места нахождения вскрышных экскаваторов и в увязке с добы­ чей на Западном участке.

Западный участок Северного карьера с фронтом работ 500 м отрабатывается по бестранспортной системе, когда ширина вырабо-

тайного пространства достигает 120—150 м. Здесь возможно при­ менить схему, аналогичную той, которая применялась на Запад­ ном подучастке Южного карьера. Однако при необходимости более интенсивной отработки Западного участка можно использовать дополнительно еще один шагающий экскаватор ЭПІ-14/75, освобож­ дающийся на Центральном карьере. При такой схеме первый экска­ ватор вскрывает заходку по верхнему подступу и делает щель по

Рис. 36. Рекомендуемая схема организации вскрышных и добычных работ на Северном карьере:

В — вскрышной уступ, разрабатываемый по бестранспортной схеме; Д — добычной уступ (цифры при Д означают количество добычных забоев); Р — вывозка руды. Стрелками показано направление продвижения вскрышных и добычных забоев и направление вывозки руды

мягкой вскрыше, а второй — отрабатывает оставшуюся часть ниж­ него подуступа мягкой вскрыши и уступ скальной вскрыши (после обуривания и взрывания) и одновременно переэкскавирует часть отвалов, уложенных первым экскаватором. Коэффициент переэкскавации при этом снижается до 0,4, и сокращаются холостые пере­ ходы экскаваторов, отпадает необходимость пересыпки траншеи для перехода экскаватора с вскрышного уступа на отвальный и об­ ратно.

Для осуществления ритмичной работы карьера необходимо иметь постоянное количество добычных забоев. Предлагаемая тех­ нологическая схема чередования вскрышных и добычных работ по участкам (рис. 36) может обеспечить постоянную работу не менее трех добычных забоев и равномерное продвижение фронта работ каждого участка.

Бестранспортная система разработки с использованием шагаю­ щих экскаваторов ЭШ-14/75, ЭШ-10/60 и ЭШ-4/40 широко приме­ няется при эксплуатации карьеров Роздольского месторождения. Строительство Южного карьера почти полностью осуществлено экскаваторами ЭШ-14/75. В силу ряда горно-геологических и техно­ логических факторов параметры и мощность драглайнов на карь­ ерах использовались не в полнукГмеру. Годовая производительность экскаваторов ЭШ-14/75, работавших на мягкой вскрыше, составляла 2,0—2,5 млн. м3, максимальная 2,7 млн. м3. При совместной отра­ ботке скальной и мягкой вскрыши (на Западном участке Южного карьера) она снижалась до 1,6—1,9 млн. м3, в то время как на других карьерах с более благоприятными условиями разработки она достигала 3 млн. м3 в год по мягкой вскрыше. Однако применение бестранспортной системы разработки по сравнению с транспортной системой с использованием автотранспорта, оправдало себя техни­ чески и экономически (табл. 12).

Т а б л и ц а 12

Сравнительные показатели разработки вскрышных пород бестранспортной и транспортной системами

Положительный опыт работы на карьерах Роздольского место­ рождения способствовал тому, что и для Подорожненского карьера, имеющего большую мощность вскрыши (62 м), на основных усту­ пах также принята бестранспортная система разработки с исполь­ зованием более мощных экскаваторов (ЭШ-15/90—А). Предвари­ тельные разработки показали, что и на Яворовском месторождении серы также возможно применение бестранспортной системы раз­ работки для нижних уступов.