 |
7.3. Бестранспортные и транспортно-отвальные системы разработки
|
|
|
|
Под системой открытой разработки обычно понимают определенный порядок выполнения во времени и пространстве подготовительных, вскрышных и добычных работ. Но в отличие от подземного способа подготовительные, вскрышное и добычные работы тесно связаны со способом вскрытия месторождения. Поэтому правильнее в указанное выше перечисление вида работ добавлять и вскрытие месторождения.
Системы открытой разработки не отличаются таким многообразием, как системы подземной разработки. Из существующих классификаций систем открытой разработки месторождений полезных ископаемых наибольшее распространение получили классификации, предложенные акад. Н. В. Мельников и проф. Е. Ф. Шешко.
В основу этих и ряда других классификаций положен способ перемещения вскрышных пород в отвалы. В табл. 7. 1 приведена упрощенная классификация систем разработки, основанная на способе перемещения пустых пород в отвалы. Приведенная классификация не является исчерпывающей и отражает только основные системы разработки, применяемые в горнорудной промышленности.
Т а б л ица 7. 1
| Класс | Группа |
| I - бестранспортные | 1 —простая 2 —с кратной перевалкой |
| II - транспортно-отвальные | 1 — с применением консольных отвалообразователей 2 — с применением транспортно-отвальных мостов |
| III — транспортные | 1 — с железнодорожным транспортом 2 — с автомобильным транспортом 3 — c конвейерным транспортом 4 — с комбинированным транспортом |
| IV - комбинированные | 1 — с сочетанием I и II классов 2 — с сочетанием II и III классов |
Принятый способ перемещения пустых пород определяет не только конструкцию и условия применения системы разработки, но и ее экономичность, так как при открытом способе добычи объем удаляемых пустых пород в несколько раз превышает объем добываемой руды.
|
|
|
Рис. 7. 7.
Простая бестранспортна я система разработки (а) и ее элементы (б, в)
При бестранспортных системах разработки перемещение пустых, пород в выработанное - пространство осуществляется вскрышными экскаваторами типа прямой механической лопаты или драглайнами.
На рис. 7. 7, а показана простая бестранспортная система разработки с размещением
пустых пород в выработанное пространство.
Экскаватор 1 движется вдоль уступа, перемещая породу из заходки 2 в отвал 3. Вслед за ним следует добычной экскаватор 7, который грузит руду из заходки 4 в автосамосвал 6, передвигающийся по почве рудного уступа.
Убрав всю породу в пределах заходки 2, драглайн переходит на выемку заходки 5, размещая породу в отвал 5. В это время добычной экскаватор отрабатывает следующую заходку. Ширина породной A1 и рудной A2 заходок, а также шаг отвалообразования A3 равны друг другу. Драглайн должен иметь необходимый радиус разгрузки Rp, величина которого определяется в зависимости от ширины заходки, высоты породного Н и рудного h уступов, коэффициента разрыхления породы, ширины площадки а, углов откоса уступов и отвала. Площадка а является резервной и предохраняет рудный забой от заваливания пустой породой в случае выполаживания отвала или возрастания мощности покрывающих пород. При крепких
рудах она необходима для размещения развала взорванной горной массы»
Кровля рудной залежи зачищается от оставшихся пустых пород бульдозером, который размещает их вблизи основания породного уступа. Указанные породы убирают драглайном при отработке следующей заходки.
Плотные покрывающие породы удаляют вскрышным экскаватором типа прямой механической лопаты, который располагают на кровле рудной залежи. В качестве добычных применяют карьерные и вскрышные экскаваторы. При селективной выемке возможно использование роторных экскаваторов.
|
|
|
Вскрытие месторождения осуществляют отдельной внешней траншеей 1 с одного из флангов месторождения (рис. 7, 7, б). Внутри этой траншеи устраивают съезд 2 для экскаватора или въездную траншею на добычной горизонт, если транспортирование будет вестись по почве залежи. Затем вскрышным экскаватором проходят широкую разрезную траншею 5, размещая пустые породы на нерабочий борт карьера 3, а добычным — разрезную траншею 6 по руде. На этом подготовительные работы заканчиваются.
Последующая отработка месторождения состоит в последовательной выемке заходок I, II и III вскрышным экскаватором с размещением породы в выработанное пространство. Вскрышные и добычные экскаваторы после отработки каждой заходки перегоняют в исходное положение. Часто для обеспечения второго выезда из карьера на другом фланге месторождения также проходят въездную траншею 4. При этом, если достаточна длина фронта работ, уступ делят на два блока с одновременным ведением вскрышных и добычных работ в обоих блоках (рис. 7. 7, в).
Простую бестранспортную систему разработки применяют при горизонтальном и пологом залегании рудной залежи» Чем больше мощность покрывающих пород и рудного тела, тем более крупные вскрышные экскаваторы требуются для их разработки. При ширине заходки 10—12 ми мощности залежи 5—10 м экскаватор ЭШ-10/70 допускает отработку уступов высотой 15—20 м.
Если мощность вскрыши значительна, а параметры вскрышного экскаватора недостаточны для полного размещения породы в выработанном пространстве, применяют системы с к р а т н о й п е р е в а л к о й пустых пород (рис. 7. 8). Драглайном 2, расположенным на отвале, переваливают часть породы, уложенной ранее вскрышным экскаватором 1, во вторичный отвал 3. Отношение объема перелопачиваемой экскаватором 2 породы (контур АБВГ) к объему породы, размещенной во внутренние отвалы экскаватором 1 (контур ГДЕ Ж), называют к о э ф ф иц и е н т о м п е р е э к с к а в а ции. Бестранспортные системы с кратной перевалкой вскрышных пород позволяют увеличить высоту вскрышного уступа до 30—40 м.
|
|
|
Рис. 7. 8.
Бестранспортная система разработки с кратной перевалкой пустых пород
Иногда (особенно при разработке россыпных месторождений) вскрышные и добычные работы ведут попеременно одним драглайном. Этот вариант бестранспортной системы называют
«экскаватор — карьер». Вскрышные породы переваливают в выработанное пространство, а полезное ископаемое грузят в передвижной бункер, устанавливаемый на верхней площадке вскрышного уступа. Руда из бункера поступает на конвейеры, в вагоны или автосамосвалы. Указанный вариант целесообразен при небольшой производственной мощности карьера или при недостаточно устойчивой (водонасыщенной) почве залежи.
Бестранспортные системы разработки конструктивно просты и обеспечивают низкую себестоимость 1 т руды вследствие небольших затрат на удаление пустых пород. Недостаток системы — зависимость между вскрышными и добычными работами, которая не позволяет создать большие запасы готовых к выемке руд. Применение мощных драглайнов с ковшом вместимостью более 10 м3 расширяет область применения бестранспортной системы разработки, так как позволяет использовать эти драглайны на экскавации скальных пород, предварительно разрыхленных взрыванием скважинных зарядов.
Рис. 7. 9. Транспортно- отвальные системы разработки с консольным отвалообразователем (а) и транспортно-отвальным (б)
При транспортнототвальных системах разработки для перемещения вскрышных пород в выработанное пространство применяют к о н с о л ь н ы е о т в а л о о б р а з о в а т е л и или т р а н с п о р т н о - о т в а л ь н ы е м о с т ы. Вскрышные работы ведут многоковшовыми экскаваторами (цепными или роторными), реже прямыми механическими лопатами с нормальным или удлиненным рабочим оборудованием. Для добычных работ также используют многоковшовые и одноковшовые экскаваторы. Система разработки с перемещением вскрышных пород во внутренние отвалы консольным отвалообразователем показана на рис. 7. 9, а. К о н с о л ь н ы й о т в а л о о б р а з о в а т е л ь состоит из ходовых тележек 3 с металлоконструкциями 4, которые служат основанием для ленточного конвейера. Экскаватор 1 грузит породу в бункер 2 отвалообразователя, ленточный конвейер перемещает ее в отвал 5. Отвалообразователи выпускают также на гусеничном и шагающем ходу.
|
|
|
Ниже приведены обобщенные показатели консольных отвало-образователей.
Длина отвальной консоли, м 40—180
Высота разгрузки от уровня установки, м 10—60
Ширина конвейерной ленты, мм 900—2000
Общая масса отвалообразователя, т 100—2000
Производительность, м3/ч 300—3500
Консольные отвалообразователи позволяют вести отработку месторождений при большей (до 30—45 м) мощности покрывающих пород, чем самые крупные драглайны, работающие по бестранспортной системе. Жесткие условия применения (горизонтальное или близкое к нему залегание залежи при относительно небольшой ее мощности, как правило, мягкие покрывающие породы) и сезонность работ ограничивают область распространения этих высокопроизводительных систем разработки.
Т р а к с п о р т н о - о т в а л ь н ы й м о с т (рис. 7. 9, б) отличается от консольного отвалообразователя наличием длинной мостовой фермы 3, расположенной на забойной 4 и
отвальной 2, самоходных опорах. Высота опор должна допускать размещение под мостовой фермой добычного оборудования. Опоры моста передвигаются вдоль уступов карьера по многониточным рельсовым путям. Транспортно-отвальные мосты работают в сочетании с многоковшовыми (цепными или роторными) экскаваторами, порода от которых поступает на ленточный конвейер 1 моста и в конце консольной фермы разгружается в отвал. Отвальный мост может поворачиваться в горизонтальной плоскости на угол до 30° относительно линии, перпендикулярной к оси путей. Конструкция мостовой фермы позволяет изменять расстояние между опорами, а также высоту установки в определенных пределах.
Ниже приведена характеристика транспортно-отвального моста, применяемого на Камыш-Бурунском карьере.
|
|
|
Общая длина, м 336
Длина отвальной консоли, м 140
Расстояние между опорами, м 175+15
Наибольшая высота отвала, м 41
Скорость передвижения, м/мин 6
Ширина ленты главного конвейера, м 1, 8
Масса, м 3000
Теоретическая производительность, м3/ч (в целике) 3300
Системы разработки с применением транспортно-отвальных мостов позволяют отрабатывать месторождения с мощностью покрывающих пород до 50—60 м. Большие горизонтальные размеры моста дают возможность создать значительно большие запасы руд, готовых к выемке, чем при бестранспортных системах разработки или системах с консольными отвалообразователями. Поэтому сезонность работы сказывается в меньшей степени, чем при системах с консольными отвалообразователями.
Отработка рудной залежи обычно ведется несколькими уступами (2—4), что позволяет обеспечить высокую производственную мощность карьера. Вскрытие месторождения осуществляют общими внешними траншеями. Подготовка месторождения заключается в проходке широкой разрезной траншеи, в которой монтируется транспортно-отвальный мост. Объем этой траншеи доходит до 20—30 млн. м3. Ее проходка ведется с размещением пород во внешние отвалы.
|
|
|
