книги из ГПНТБ / Зимние способы добычи и хранения глины П. В. Силкин. 1960- 11 Мб

после каждой передвижки железнодорожных путей, по которым пе­ редвигается экскаватор по фронту, ширина забоя будет умень­ шаться, и это уменьшение будет тем больше, чем длиннее выемоч­ ный участок.

Роторные полноповоротные экскаваторы на гусеничном ходу малых моделей типа РПМ-2 требуют примерно такую же ширину забоя, как и одноковшовые.

Подготовленная и спланированная поверхность забоя с осени засыпается слоем опилок толщиной 5—10 см. Указанный слой, кро­ ме утепления поверхности карьера, имеет назначение исключить примерзание металлической сетки перекрытия к глине. Вдоль пря­

моугольников на расстоянии 6 м друг от друга на слой опилок ук­

ладываются два деревянных прогона диаметром 22 см, которые

после снятия удерживающих стальных канатов служат опорой пе­ рекрытия и под которые подводятся деревянные стойки, показанные на рис. 14. Усовершенствование этого способа может быть осуще­

ствлено за счет замены бревенчатых прогонов на инвентарные фер­ мы легкой конструкции, а деревянных стоек—на трубчатые теле­ скопические стойки типа, показанных на рис. 18.

По бровкам будущего забоя вдоль намечаемых выемочных уча­ стков укладываются старые рельсы широкой колеи с просверлен­ ными предварительно отверстиями в полке через каждые 20 см, ко­ торые служат, для закрепления сетчатого укрытия. Во избежание сдвига рельсов при натяжении сетки они закрепляются деревян­ ными «мертвяками» — анкерами, врытыми в землю через каждые 2 м. После установки анкеров и укладки рельсов производится на­ тяжка металлической сетки, состоящей из &-мм проволоки, через каждые 20 см в поперечном направлении и через каждые 4,5 м— в продольном направлении. По уложенной и натянутой сетке укладывается слой толя или пергамина, который засыпается вторым слоем опилок толщиной 15—20 см. Этот слой опилок мо­ жет быть заменен соломенными матами или брезентовым укрытием с наполнением его волокнистым минеральным утеп­ лителем.

Для подвески основного перекрытия в продольном направлении выемочного участка через каждые 3 м друг от друга устанавлива­ ются деревянные столбы диаметром 22 см и высотой 4 м от поверх­ ности земли. На верхнем конце стоек прикрепляются направляющие ролики. На расстоянии 12 м от указанных столбов и в створе их закладываются также деревянные анкеры с металлическими тя­ жами, которые закрепляют и удерживают укрытие. Рытье канав для укладки анкеров может быть осуществлено канавокопателем.

Несущие стальные канаты подвешиваются на роликах, укрепленных на концах врытых столбов. Концы канатов прикрепляются к тяжам

и натягиваются при помощи муфт. Сетчатое перекрытие подвеши­ вается к несущим канатам. К последним прикрепляются при по­ мощи специальных хомутов и два деревянных прогона, уложенных

вдоль выемочного участка.

69

По мере подвигания забоя несущие стальные канаты пере­ носятся вперед на другие, заранее установленные столбы, а на вы­ работанном участке забоя вне габаритов работы экскаватора под прогоны через каждые 3 м устанавливаются деревянные стойки.

Для образования укрытой зоны забоя при работе одноковшового экскаватора Э-505 требуется примерно 15 м свободной длины забоя,

т. е. 5—6 переносных канатов при расстоянии между ними 3 м. Положительная температура в забое поддерживается обычной печ­ кой-времянкой или специальным калорифером.

С целью уменьшения расхода топлива передняя утепленная стенка перед забоем по мере подвигания забоя переносится.

Транспортирование глины на завод может быть осуществлено любыми средствами транспорта, применяемыми на кирпичных заво­ дах. На Сарапульском заводе глина транспортируется в обычных опрокидных вагонетках узкой колеи, которые поднимаются из забоя при помощи лебедки. Для наращивания путей по мере подвигания

забоя с осени необходимо заготовить звенья в количестве, обеспе­ чивающем работу экскаватора в течение всей зимы.

Количество рабочих, занятых в одну смену на обслуживании карьера, составляет 5 человек, из них 1 экскаваторщик, 2 прицеп­ щика и 2 рабочих на переноске и натяжке стальных канатов. Рабо­ чие-прицепщики одновременно обслуживают и отопительную печь

или калорифер в утепленном забое.

Описанный способ на Сарапульском кирпичном заводе приме­ няется с 1953 г. До этого зимний карьер укрывался и утеплялся де­ ревянным настилом и деревянными поддерживающими конструк­

циями. Разработка забоя при этом производилась вручную и тре­ бовала 15 человек; затраты на горноподготовительные работы с осени и зимой составляли 195 тыс. руб., или 14 руб. на 1 м3 добы­ ваемой глины, а общая стоимость 1 м3 глины — 25—28 руб.

С внедрением нового способа, позволившего механизировать

добычу, стоимость 1 м3 глины снизилась до 15—17 руб., при этом

затраты на горноподготовительные работы при плане завода 7 млн.

шт. кирпича в год за зиму составили 6 руб. за 1 м3. Трудоемкость

на 1 м3 глины, добываемой по способу 5, составляет от 0,071 до 0,057 чел.-дня.

Способ 5 рекомендуется для применения в тех условиях, где глубина полезной толщи глины в карьере составляет не менее 5 м для заводов небольшой и средней мощности. При этом рекомен­ дуется заменять обычные деревянные прогоны и стойки на инвен­ тарные сборно-разборные. К недостаткам способа 5 следует отнести

наличие ручного труда, не поддающегося механизации.

§ 11. Предохранение поверхности карьера от промерзания

при помощи сплошного канатно-подвесного укрытия (способ 6)

Для условий Урала, Сибири, Дальнего Востока и других райо­ нов СССР, где открытая добыча талой глины зимой невозможна, инж. С. В. Баскаков предложил канатно-подвесную систему укры­

70

тия всей поверхности разрабатываемого в зимнее время карьера; несущей конструкцией укрытия являются стальные канаты (тросы),

натянутые под углом 90° (рис. 15). Этот способ впервые был осуще­ ствлен на Пензенском кирпичном заводе № 1 в зиму 1949/50 г., а затем на Полысаевском, Сталинском и Нижне-Мулинском заво­

дах, а также на крупнейшем Свердловском заводе полусухого прес­ сования — «Новострой» — ина заводе «Красный строитель».

Канатно-подвесное укрытие может быть выполнено в двух ва­ риантах:

1) при добыче глины узкими тупиковыми забоями с использо­ ванием одноковшовых экскаваторов типа Э-505А и роторных — типа РПМ-2. Ширина забоя при этом определяется рабочими пара­ метрами применяемых экскаваторов;

2) при добыче глины широким фронтом с использованием многоковшовых экскаваторов типа ЭМ-182, ЭМ-201 и ЭМ-302 и одноковшовых—как дополнительное средство для доработки недоступных участков при работе многоковшовых экскава­ торов.

Во втором случае при использовании неповоротного многоков­ шового экскаватора на рельсовом ходу последний на флангах неиз­

бежно оставляет недоработанное пространство1 с каждой стороны.

Указанные целики дорабатываются вручную или одноковшовым

экскаватором. При наличии полноповоротного многоковшового эк­ скаватора типа РЛ4П-2 потребность во втором экскаваторе отпадает.

На заводах, работающих круглый год и имеющих одновременно цехи сезонной формовки, землеройное оборудование в зимнее вре­ мя, как правило, используется неполностью. В этом случае при на­ личии многоковшового и одноковшового экскаваторов организация

работ широким фронтом будет наиболее целесообразной. С техно­ логической точки зрения применение многоковшового экскаватора с большой глубиной разрабатываемого уступа является наиболее целесообразной, так как при этом перемешиваются слои глины раз­ ных сортов.

Целесообразность разработки карьера тупиковыми забоями не­ большой ширины с использованием канатно-подвесного укрытия определяется необходимостью установки поддерживающих легких

стоек при ширине более 18 м с целью уменьшения провисания всей

системы и создания безопасных условий труда при работе в выра­ ботанном пространстве. Если небольшие пролеты канатно-подвес­ ного укрытия при тупиковых забоях позволяют обходиться одним рядом стоек, размещаемых по центру под каждым канатом, то при

работе широким фронтом требуется устанавливать их в два, три и

более рядов в зависимости от размеров укрытия, что значительно усложняет организацию работ.

Для облегчения труда рабочих, занятых на подъеме и установке поддерживающих стоек, рекомендуется применять подъемные теле­

скопические стойки типа РПС, показанные на рис. 16. Верхний опорный башмак стойки может быть как овальной формы для круг-

71

Предельной глубиной разрабатываемого уступа под канатно-

подвесным укрытием как при использовании одноковшовых, так и многоковшовых экскаваторов следует считать 5—8 м, так как при большей глубине установка дополнительно поддерживающих стоек значительно усложняется. При этом следует учитывать рабочие параметры применяемых экскаваторов.

Определение размеров карьера, предназначенного для добычи глины зимой под канатно-подвесным укрытием, а также порядок и объем горноподготовительных работ (снятие верхнего растительного

слоя, планировка, устройство водоотводных канав, устройство раз­ резной и выездной траншей и др.) выполняются так же, как и при других способах добычи глины зимой.

На Пензенском кирпичном заводе № 1 в зиму 1949/50 г. произ­

водили добычу глины под канатно-подвесным укрытием широким фронтом с использованием многоковшового экскаватора ЭМ-182. Однако описанные затруднения привели к необходимости перейти на работу тупиковыми забоями с использованием одноковшового

экскаватора. Указанное изменение системы горных работ позволило

снизить затраты труда и себестоимость глины на 28%.

Разработка карьера по данному способу осуществляется сле­ дующим образом.

На спланированной поверхности карьера, подготовленной для организации добычных работ зимой, вдоль прямоугольников, наме­ ченных к разработке, отсыпаются небольшие земляные насыпи — валы. Высота их должна быть такой, чтобы при провисании канатов

в середине выемочного участка можно было обеспечить нормальную работу землеройного оборудования и транспортных средств. Высота провисания зависит от силы натяжения каната, вызванной нагруз­ кой на него, и примерно равна 1 : 20—1 : 30 ширины перекрываемого забоя. Ширина земляного вала (примерно 30—40 см) поверху дол­ жна быть такой, чтобы иметь возможность уложить доски или брусья без обрушения откосов, служащих основанием-опорой для стальных канатов, укладываемых поперек забоя. Ширина выемоч­ ных участков-забоев поверху и понизу, вдоль которых отсыпается земляной вал, принимается в соответствии с рабочими параметрами применяемых одноковшовых экскаваторов или экскаваторов дру­ гих типов плюс необходимые отступы от бровки забоя, диктуемые правилами техники безопасности, с учетом глубины забоя и угла естественного откоса добываемой глины. При этом имеется в виду, что одноковшовый экскаватор разрабатывает забой по всей ширине траншеи с одной стоянки, передвигаясь вперед по оси забоя.

Во всех случаях следует стремиться к такой планировке, при которой один выемочный участок смог бы обеспечить полностью потребность производства в глине в течение всей зимы. Если по ме­ стным условиям это нельзя обеспечить, то следует увеличить коли­ чество участков. При этом увеличивают общую ширину укрытия с таким расчетом, чтобы между двумя разрабатываемыми участками-

74

забоями оставался целик, который служит для отсыпки вала и осно­ ванием для поддержания канатов на определенной высоте. Остав­ шиеся целики дорабатываются в летнее время после разборки ка­ натно-подвесного укрытия.

В целях исключения циркуляции холодного воздуха зимой под канатно-подвесной системой, уложенной на поверхности с осени, отсыпку земляных валов следует произвести поперек выемочных участков и в конце их. Это позволит лучше сохранить тепло в забое

зимой при обогреве, а наличие замкнутого воздушного слоя между

поверхностью карьера и укрытием позволит лучше сохранить тепло, накопленное грунтовой массой в летнее время.

На поверхность выемочного участка (будущего забоя), по­ перек его, через определенные промежутки укладываются сталь­ ные канаты соответствующего сечения; концы их закрепляются на опорах (анкерах), врытых в землю. Вторые вспомогательные ка­ наты, более тонкого сечения, натягиваются вдоль забоя; на них укладывается защитный настил из 20—25-Ш{ досок или инвентар­ ных щитов, на которые насыпаются опилки. Инвентарные щиты могут быть изготовлены двойные с прокладкой минерального утеп­ лителя, тогда засыпка поверхности опилками не потре­

буется.

Для поддержания положительной температуры в забое в пе­ реднем торце выемочного участка устраивается каркасно-засыпная перегородка с воротами для проезда транспорта. Вместо громозд­ ких деревянных ворот отверстия для проезда транспортных средств можно выполнять путем навески откидного брезентового укрытия. Обогрев внутренней части забоя осуществляется по аналогии с ра­ нее описанными способами.

Описанный способ канатно-подвесного укрытия может быть применен также для укрытия склада глины, заготовленной с осени

и сложенной в углубление около завода, как упрощенное глинохра-

нилище.

При небольших пролетах выемочных участков аналогичное

укрытие может быть выполнено из обычной металлической сетки,

сделанной из стальной проволоки диаметром 5—6 мм; проволока натягивается по ширине забоя через 200 мм, а по длине через 3— 5 м и связывается тонкой вязальной проволокой; концы проволокисетки (поперечные и продольные) прикрепляются к рельсам или ме­ таллическим балкам, уложенным вдоль и поперек забоя. Указанная конструкция крепления показана при описании способа 5. По пра­ вилам безопасности ведения горных работ, величина провисания сетки посредине забоя допускается не более 1,5 м. Это требование может быть выполнено при ширине забоя не более 15 м поверху и при уборке снега с поверхности укрытия. Расстояние между наиниз-

шей отметкой (точкой) сетки в месте наибольшего провисания и

крайней верхней точкой черпания одноковшового экскаватора дол­ жно быть не менее 0,5 м. Подвесное укрытие по металлической сетке обходится дешевле, чем канатно-подвесное укрытие с использова­

нием стальных (канатов разного сечения.

75

Применение способа 6 на Пензенском кирпичном заводе позво­ лило механизировать трудоемкие и тяжелые работы, значительно снизить затраты рабочей силы и себестоимость добычи талой глины.

Ниже приведены основные технико-экономические показатели способа 6.

Переход Свердловского кирпичного завода «Новострой» на раз­

работку карьера по способу 6 дал следующую эффективность до­ бычи глины по сравнению с ранее применяемым способом (табл. 17).

Таблица 17

Технико-экономические показатели применения способов 6 и 7 на заводе „Новострой"

Л. И Куршиным и Ю. А. Раутманом было предложено канат­ но-подвесное укрытие для механизированной разработки глиняных карьеров зимой, аналогичное укрытию по способу 6, но являющееся его усовершенствованием. Такое укрытие осуществлено на Ново­ сибирском кирпичном заводе № 3 с 1954 г. (рис. 17).

Укрытие выполняется следующим образом. По обеим сторонам

площади, отведенной под зимнюю разработку, устанавливаются де­ ревянные свайные якоря 1. При установке свай в ямы укладыва­ ются щиты 2 из горбыля. Поперек будущего фронта разработки карьера на расстоянии 1,5—2,5 м и друг от друга укладываются

тросы 3. Концы тросов прочно закрепляются на противоположных

свайных якорях с анкеровкой троса через одну опору. Чтобы трос не врезался в грунт при выработке глины, вдоль рядов свайных яко­

76

рей, на расстоянии 2 ж от них укладываются по обеим сторонам из бревен лежни 4. На тросы кладутся деревянные щиты 5 из досок толщиной 20—25 мм, один конец которых закрепляется за трос ско­ бами 6, а другой свободно лежит на соседнем щите, благодаря чему кровлю можно передвигать. На щиты насыпают слой утеплителя 7

высотой 20—30 см. Кроме того, для предотвращения промерзания

тора

Рис. 17. Схема организации работ и конструкция укрытия, предло­ женные Л. И. Куршиным и Ю. А. Раутманом

а—разрез после первой и второй проходки; б—план; в—продольный разрез

грунта в сильные морозы в верхнем слое глины вдоль карьера до

укладки перекрытия выкапываются канавы сечением 40X40 см на расстоянии 2—3 м друг от друга. В конце утепленного карьера про­

дольные канавы имеют выход наружу. Этим обеспечивается регу­ лировка циркуляции теплого воздуха в верхних слоях глины.

Если разработка глины ведется широким фронтом — более 12— 15 м—после первой проходки экскаватором центральной части карьера следует устанавливать под тросы деревянные стойки 8 с раскосами 9.

77

Отличительной особенностью этого приема является создание подвесной чешуйчатой кровли, уложенной на земле с осени по на­ тянутым стальным канатам, которая по мере подвигания забоя не­

сколько провисает под влиянием собственного веса, не нарушая

общей системы укрытия даже при неравномерном провисании кана­ тов. Такая конструкция обеспечивает подвижность укрытия, перво­ начально уложенного на земле, и плавное опускание при неравно­

мерном провисании.

Для устройства утепленной подвесной кровли Новосибирский

кирпичный завод использовал стальной канат диаметром 28 мм с разрывным усилием 66 т. Карьер был запроектирован на три экска­ ваторных заходки с общей шириной понизу 28 м и поверху 36 м и при глубине 8 м. Для получения расчетной величины провисания над пролетом будущего забоя стальной канат (трос) укладывался

и натягивался несколько выше уровня земли, чем регулировалась величина усилия в нем, возникающая при провисании. Благодаря

этому, а также изменению расстояния между стальными канатами, всегда можно создать укрытие, которое соответствовало бы имею­

щемуся в наличии канату того или иного диаметра.

На Новосибирском кирпичном заводе № 3 применялось три типа щитов разной длины. В средней части карьера, где канат имеет наибольший прогиб (провес), укладывались длинные щиты, а у бровки — более короткие. При первой проходке за экскаватором под канаты ставились два ряда стоек, так как несущая способность их была недостаточна. Опыт трехлетней работы под таким укры­ тием в карьере с одноковшовым экскаватором емкостью 0,5 ж3 в ус­ ловиях Сибири позволяет рекомендовать его как один из наиболее целесообразных.

В качестве землеройного оборудования для добычи глины в таком карьере могут быть применены как одноковшовые экскава­ торы, так и роторные типа РПЛП2 на гусеничном ходу. На Новоси­ бирском кирпичном заводе № 3 разработка такогокарьера произ­

водилась одноковшовым экскаватором в три проходки (рис. 17), а транспортирование глины осуществлялось обычными опрокидными вагонетками по путям узкой колеи, уложенным в забое.

Основное преимущество ведения работ по этому способу заклю­ чается в упрощении несущей конструкции укрытия, выполняемого

также из стальных канатов, а также в сборности деревянных инвен­ тарных щитов, имеющих один слой волокнистого органического

утеплителя. В отличие от системы С. В. Баскакова, где тросы укла­ дываются на гребни земляного вала, отсыпанные на поверхности карьера, в данной схеме трос укладывается прямо на поверхность

карьера, а воздушная прослойка между укрытием и поверхностью карьера образуется за счет устройства системы вентиляционных траншей. По данным б. Новосибирского отделения ВСНИТО, при применении канатно-подвесного укрытия по способу Ю. А. Раутмана и Л. М. Куршина с использованием одноковшового экскава­ тора стоимость 1 м3 глины составляет примерно 13—16 руб. против

20—25 руб. при жестком укрытии карьера.

78