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

' Экономичность способа 6 определяется переменной глубиной разрабатываемого участка и постоянной суммой затрат на ежегод­

ные горноподготовительные работы с осени и зимой. Сравнительные показатели разработки глиняных карьеров по

Из приведенных данных следует, что способ 6 по технико-эко­ номическим показателям находится почти на уровне наиболее рас­ пространенного способа 3.

Однако применение способа 6, несмотря на его явные преиму­ щества (легкость укрытия, небольшой расход лесоматериалов, воз­ можность организации добычи как тупиковыми забоями с примене­ нием одноковшовых экскаваторов, так и широким фронтом с при­ менением многоковшовых экскаваторов), имеет ряд недостатков:

значительный расход дорогих стальных канатов, необходимость ши­

рокого применения ручного труда как при подготовительных рабо­ тах и устройстве укрытия с осени, так и в зимнее время. Этот спо­ соб лишь в соответствующих условиях может быть рекомендован

как один из целесообразных.

§ 12. Предохранение поверхности карьера от промерзания при помощи сплошного жесткого укрытия с использованием сборно­ разборных инвентарных ферм и трубчатых стоек (способ 7)

Опыт эксплуатации кирпичных заводов и обеспечение их талой глиной в условиях суровой и снежной зимы показал, что укрытие только поверхности карьера россыпью утепляющих мате­

риалов, без тщательного укрытия и утепления фронта разработки,

приводит к значительным простоям и увеличению брака кирпича из-за попадания мерзлых комков глины в перерабатываемую

массу.

79

В указанных условиях предохранение поверхности разрабаты­

ваемого забоя, особенно при работе одноковшового экскаватора,

уборка снега и утепляющих материалов с поверхности карьера и забоя представляет определенные трудности и требует значитель­ ного количества ручного труда, что увеличивает себестоимость 1 м3

глины и снижает производительность землеройного оборудова­ ния.

Способ 6 исключает перечисленные недостатки, но' одно­ временно требует значительное количество стального троса или

специальной металлической сетки, которые не всегда могут быть изысканы на месте. В этом случае при наличии полезной толщи

разрабатываемого карьера не менее 5 м и рекомендуется

способ 7.

Инструкцией б. Министерства промышленности строительных материалов РСФСР рекомендовался так называемый «жесткий спо­ соб укрытия» или «уральский». Однако в настоящее время этот спо­ соб как массовый не может быть рекомендован, так как он не позво­ ляет использовать землеройное оборудование, а ручная разработка глины в современных условиях недопустима.

Способ 7 может быть рекомендован при условии замены тяже­

лых деревянных конструкций с тяжелыми деревянными стойками легкими сборно-разборными инвентарного типа фермочками и труб­ чатыми обычными или телескопическими стойками и образования таких пролетов, которые позволяли бы применять одноковшовые

экскаваторы малых моделей с ковшами емкостью от 0,35 до 0,75 м3 или роторные типа РПМ-2. Такое укрытие было осуществ­ лено на Потанинском заводе трепельного кирпича .* На подготов­

ленном участке по сетке 12x8 м с осени бурятся скважины глуби­

ной до подошвы разрабатываемого уступа. Диаметр скважин принимается в зависимости от расчетного диаметра опускаемых в них труб. Трубы опускаются в скважину обычным краном на ав­ томобильном ходу. Эти трубы заменяют собой деревянные стойки,

обычно устанавливаемые под уложенные с осени прогоны, и слу­ жат опорами для ферм и покрытия по ним.

Из заранее заготовленных ферм пролетом 12 и 8 м, уложенных по установленным трубчатым стойкам, сооружается как бы крыша с настилом и утепляющим слоем; при этом фермы пролетом 12 м

устанавливаются перпендикулярно оси разрабатываемого забоя

с тем, чтобы не стеснять работу экскаватора. Это диктуется рабо­ чими параметрами применяемого экскаватора, а потому пролеты ферм и их взаимное размещение в плане могут быть иными. Как продольные, так и поперечные фермы опираются на квадратные фланцы, приваренные к верхним концам труб.

В целях лучшего сохранения тепла в забое и грунтовой массе производится обваловывание забоя в пределах укрытия .в виде от-

* В настоящее время вследствие удаленности карьера от производствен­ ного корпуса Потанинский завод отказался от описанного выше способа раз­

80

дельных замкнутых площадей, исключающих движение холодного и теплого воздуха между поверхностью утепляемого карьера и ук­ рываемой конструкцией. Кровля и утепление могут быть осуществ­ лены из двух слоев конструктивной асбофанеры с прокладкой между ними минерального утеплителя или путем настила утеплен­ ных инвентарных щитов, или, наконец, путем укладки горбыля или досок и утепляющего слоя по ним—опилок или соломенных (ка­ мышитовых) матов. При применении опилок россыпью расчетную толщину их слоев целесообразно распределить так, чтобы '/з тол­ щины была использована путем укрытия непосредственно по утеп­ ляемому грунту, а 2/з — по защитному настилу сверху. Тогда замк­ нутый воздушный слой, образованный между защитным настилом

иповерхностью грунта с частичным слоем опилок, значительно улучшает сохранение тепла в грунтовой массе. На Потанинском за­ воде на поперечные 12-ж фермы укладывались промежуточные 8-м

идополнительно по всему периметру легкие вспомогательные фер­

мочки. По верхним поясам ферм укладывался горбыль, солома

слоем 30—40 см и трепел слоем 5—7 см. При наличии открытой раз­ резной траншеи торцовая часть подготовленного таким образом к зиме карьера также должна быть утеплена или должен быть остав­

лен целик с устройством в нем отверстия соответствующего сече­ ния как для пропуска транспортных средств, так и для захода экскаватора. Для развития работ в первом отсеке забоя шириной 12 м и на длину 8 м с осени необходимо подготовить вручную фронт, обеспечивающий размещение землеройного оборудования и транспортных средств.

В качестве второго варианта для указанных целей можно реко­ мендовать укрытие и утепление части разрезной траншеи со­

ответствующей ширины, примыкающей к разрабатываемым за­ боям; тогда начало заходок (если их несколько) будет находиться также в утепленной зоне. Поддержание ' положительной темпе­ ратуры в забое осуществляется специальными калориферами или обычными печами-времянками. Для освещения и питания электри­

ческой энергией экскаватора в забое используется переносной

кабель, подключаемый к электрической линии на поверхности карьера.

Описанный способ пригоден в условиях, где глубина разраба­ тываемого карьера позволяет завести соответствующее землеройное оборудование, пригодное для добычи глин, и где подошва уступа

(забоя) не обводнена. К преимуществам способа 7 следует отнести возможность механизации добычных работ, создание удовлетвори­ тельных условий работы персонала, занятого обслуживанием ма­ шин и транспортных средств в забое, и обеспечение устойчивого (и ритмичного) снабжения талой глиной заводов зимой.

Существенными недостатками этого способа являются значи­ тельные затраты, связанные с горноподготовительными работами с осени, и большой расход металла.

Если сравнить старый способ, применявшийся на Потанинском

заводе, с новым, то показатели будут следующие (табл. 19).

Таблица 19

Технико-экономические показатели способа 7

Трудовые затраты на горноподготовительные ра­

боты с осени и зимой по соответствующим способам

имеют следующие значения (табл. 20).

Таблица 29

Трудовые затраты способом 7

Дальнейшее усовершенствование укрытия описанной конструк­ ции и схемы организации работ по способу 7 путем разработки и внедрения инвентарных сборно-разборных ферм облегченной кон­ струкции, с одновременным внедрением механизации добычных ра­ бот, а также внедрение трубчатых телескопических стоек, позво­ ляющих удерживать фермы на разной высоте в забое, значительно

расширит область применения способа 7. Для данных укрытий наи­ более приемлемыми будут стойки типа СГК-2 и ДРК-4; вес каждой

из них при длине в 3 м составляет в среднем 77 кг, стоимость

82

Глава III

СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГЛИНЯНЫХ КАРЬЕРОВ ЗИМОЙ С ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫМ РЫХЛЕНИЕМ МЕРЗЛОЙ ПОВЕРХНОСТИ УДАРНЫМИ МАШИНАМИ, РЕЗАНИЕМ

ИВЗРЫВАНИЕМ

IIгруппа способов разработки глиняных карьеров зимой вклю­ чает разработку мерзлой поверхности. Современная техника рыхле­

ния мерзлых грунтов знает несколько приемов и способов, а именно: 1) рыхление ударными машинами, приспособлениями и инстру­

ментами (способ 8), в том числе:

дизель-молотом с клином на базе одноковшового экскаватора Э-505А и Э-301;

дизель-молотом с клином на базе трактора С-80, тракторопо-

грузчика Т-107 и бульдозера Д-147; клин-бабой на базе одноковшового экскаватора типа драглайн; ■пневматическими инструментами;

ЭТ-352 и ЭТ-251;

3)рыхление мерзлых грунтов тракторными рыхлителями тяже­ лого типа, а также одноковшовыми экскаваторами, оборудован­ ными пневматическими зубьями и виброзубьями (способ 10);

4)рыхление мерзлых грунтов, как и обычных твердых горных пород, с использованием взрывчатых материалов (способ 11).

Различие перечисленных способов заключается как в методах рыхления, так и способах получения и передачи энергии разрых­

ляемому грунту. Указанное разнообразие машин и приемов позво­ ляет производить рыхление мерзлых грунтов в самых разнообраз­ ных климатических и горногеологических условиях Советского

Союза.

Применение той или иной ведущей машины по рыхлению мерз­

лой поверхности карьера при составлении проекта организации до­

бычных работ зависит от многих причин, главнейшие из которых следующие:

<84

наибольшая глубина промерзания разрыхляемого грунта;

физико-механические свойства разрыхляемого грунта; конечные цели, для которых производится рыхление мерзлой

поверхности; время и способ использования верхнего мерзлого слоя глины на

заводах, работающих с разной технологической схемой обработки сырья.

Из сказанного следует, что способы II группы отличаются от способов I группы тем, что тепло, накопленное грунтовой массой в летний период, по способам разработки II группы не сохраняется,

а потому имеет место промерзание верхних слоев карьера. Вели­ чина этого промерзания зависит от количества отрицательных гра­ дусо-дней района и других климатических особенностей.

В целях уменьшения глубины промерзания и тем самым сокра­ щения трудоемкости и стоимости работ по рыхлению мерзлого слоя во всех случаях с осени следует производить рыхление поверхности карьера простейшими способами I группы, изложенными выше.

Техническими условиями на производство и приемку строитель­ ных работ в зимнее время, утвержденных Госстроем СССР 16 мая 1955 г., разработка мерзлого грунта с предварительным рыхлением его механическим способом с помощью ударных машин и приспо­ соблений допускается при небольших объемах земляных работ и толщине мерзлого слоя до 0,7 м. Разработка грунта одноковшо­ выми экскаваторами с прямой лопатой емкостью 0,5—1 л->3 при тол­ щине мерзлого слоя 0,15—0,25 м, а драглайном при толщине 0,1 м допускается без предварительного рыхления, если по технологиче­

ским требованиям производства мерзлые куски глины не влияют на качество изделий. Конструкция же многоковшовых экскаваторов малых моделей, применяемых на добыче глины, не позволяет про­ изводить ими разработку мерзлых грунтов даже при небольшом слое промерзания, а потому в таких случаях разрыхленный мерз­

лый слой подлежит удалению с поверхности разрабатываемого карьера.

Как правило, в промышленности грубой керамики способы раз­ работки карьеров II группы не применяются. Возможность исполь­ зования одного из указанных способов при добыче глины зимой может возникнуть при срыве подготовки карьера завода к зиме или

резкому похолоданию в зимние месяцы в районах, где утепление глины обычно не производится или производится из расчета на более высокую температуру, в результате чего грунт промерзает.

Независимо от применяемого землеройного оборудования и транспортных средств при добыче талой глины организация горно­

подготовительных работ для всех способов II группы сводится к

следующему.

При разработке карьера одноковшовым экскаватором участок разбивается на четыре части, из которых первый •— ближайший к

экскаватору — должен быть закончен подготовкой и укрыт времен­ ным мягким укрытием или утепляющими материалами (опилки, торфяная мелочь, мелкий просеянный шлак и др.). Второй участок

85

должен находиться в стадии подчистки поверхности карьера 'буль­ дозером до талой части и укрытия поверхности. Третий участок должен находиться в стадии рыхления ударными машинами и чет­

вертый— в стадии уборки снега и подготовки к рыхлению. При применении многоковшовых экскаваторов типа ЭМ-182, ЭМ-201 и ЭМ-302 или других порядок и объем горноподготовительных работ остается тот же, но форма участков и их размеры будут иные. При

рыхлении мерзлой поверхности взрывным способом размеры участ­ ков и порядок работ остаются те же, но взрывные работы следует производить в нерабочую смену.

В целях бесперебойной работы экскаватора, занятого на до­ быче талой глины, скорость подготовки поверхности и очистка карь­ ера от мерзлого слоя должны опережать скорость подвигания забоя.

Все сказанное относилось к работам, связанным с добычей та­

лой глины. На заводах, изготовляющих кирпич по способу полусу­ хого прессования, уборка мерзлого разрыхленного грунта, подчи­

стка поверхности и временное укрытие поверхности карьера тепло­ изоляционными материалами не требуются, так как мерзлые куски глины идут на переработку наравне с обычной талой глиной, без ущерба для качества изделий; но в этом случае рыхление мерзлой поверхности должно быть более тщательное и соответствовать тре­

бованиям дробильных и помольных установок, имеющихся на за­ воде.

Как показала практика Актюбинского кирпичного завода, при

пластическом формовании также возможно использование в произ­ водстве мерзлой глины (предложение гл. инж. завода Ю. Остошевского). Это значительно расширяет возможность этих методов раз­ работки.

В последние годы ряд научно-исследовательских институтов

совместно со строительными организациями провели широкое ис­

следование различных способов разработки мерзлых грунтов, в ре­

зультате чего был установлен расход тепла на оттаивание или раз­

рыхление 1 л:3 мерзлого грунта, имеющего температуру —15° при температуре наружного воздуха от —20 до —25°:

при разрушении грунта отколом — 2 • 104—2,5 • 104 кал.

Из приведенных данных видно, что наименее энергоемким, а

следовательно, наиболее эффективным является способ механиче­

86

машины принудительного действия типа дизель-молота с клином;

ударно-напорные машины, т. е. такие машины, которые совмещают

в себе рыхление ударом с последующим отрывом мерзлых глыб напорным усилием трактора; машины, производящие рыхление свободно падающим грузом типа клин-бабы или шар-бабы и, нако­

нец, машины, инструменты и приспособления, позволяющие произ­ водить рыхление отбойными молотками.

Работа дизель-молота для рыхления мерзлых грунтов осно­ вана на принципе обычного молота, применяемого для забивки свай и уплотнения грунта. Различие заключается лишь в форме и конст­ рукции рабочего органа, при этом рабочий орган может быть смон­ тирован на стреле одноковшового экскаватора, на тракторе С-80

Одним из новых видов высокопроизводительных машин, пред­ назначенных для рыхления мерзлых грунтов, является дизель-мо­ лот с клином, смонтированный на стреле прямой лопаты одноков­ шового экскаватора Э-505А, показанный на рис. 19.

Преимущество этой 'конструкции заключается в возможности рыхления мерзлого грунта на значительной поверхности с одной

стоянки без перемещения экскаватора, что достигается путем пово­ рота стрелы, на которой укреплен дизель-молот с клином, тогда как при применении трактора С-80 или ДГ-54 и других аналогичных машин с укрепленным впереди или сзади дизель-молотом с клином последний должен после каждого удара перемещаться.

Техническая характеристика сменного оборудования «дизель-

молота с клином», изготовленного Ковровским экскаваторным заво­ дом, приведена ниже.

87