 |
Комбинированную (по открытому и закрытому циклам) организацию следует применять, если производительность одного или группы станков значительно отличается от требуемой.
|
|
|
|
При разработке скальных и полускальных пород экскаваторные блоки обычно делят на отдельные рабочие блоки, в каждом из которых последовательно выполняют отдельные процессы. Каждый блок длиной 120-250 м находится в одном из состояний: ожидания работ (в резерве); подготовки к бурению (планировка площадки, заездов и др.); бурения; подготовки к взрыву (зарядка и забойка скважин) и взрывания; экскавации породы. При этом возможны переходы из одного состояния в другое.
При последовательном обуривании и взрывании рабочих блоков бурение очередного блока начинают только после взрывания предыдущего. Данную схему применяют при отсутствии достаточного запаса взорванной породы и при ограниченном фронте работ. Недостатки схемы: необходимость отгона буровых станков при взрывании и жесткая взаимосвязь между бурением и экскавацией.
При отставании буровых работ взрывают не полностью обуренный блок, при этом блок начинают обуривать от границы со взорванным ранее блоком. При достаточной надежности буровых работ обуривание блока ведут в обратном порядке – к границе со взрывом - так что простои в начале бурения блока позволяют совместить обратный перегон станка перед следующим взрывом с разбуриванием скважин.
При бурении с опережением на один блок, наличие промежуточного обуренного блока (между обуриваемым и взорванным блоками) позволяет увеличить запас взорванной породы, ликвидировать дополнительные перегоны станков при взрывании, простои их при вторичном взрывании и др. Эта схема при достаточном фронте работ эффективнее, особенно в зимнее время. В весенний период стремятся свести к минимуму запас пробуренных скважин.
На карьерах с узкими рабочими площадками, где взрыв одного блока ведет к остановке горных работ на соседних уступах, применяют каскадные взрывы, то есть взрывают блоки сразу на трех – четырех уступах. Такой порядок буровзрывных работ обеспечивает определенные преимущества в использовании горного оборудования, но увеличивает взаимосвязь производственных процессов и возникающие при этом недостатки.
|
|
|
Выемочно-погрузочные, транспортные и разгрузочные работы. Работа экскаваторов, подвижного состава и отвального оборудования образует единый погрузочно – транспортно - разгрузочный процесс, требующий большой четкости выполнения и постоянного взаимного согласования всех операций.
При закрытом цикле за каждым экскаватором в течение смены закрепляют определенное число поездов или автомашин. При длительной остановке экскаватора, необходимости перевозок только полезного ископаемого и др. подвижной состав перераспределяют по другим экскаваторам, а при выполнении вспомогательных работ подвижной состав может простаивать. В свою очередь, из-за неравномерного движения транспорта, особенно железнодорожного, могут простаивать экскаваторы. Поэтому закрытый цикл при железнодорожном транспорте применяют редко: для обслуживания небольшого числа экскаваторов, при погоризонтных отвалах.
При открытом цикле транспорт закрепляют в течение смены за несколькими или всеми экскаваторами технологического комплекса. При подъезде к карьеру транспортные средства направляют к тому забою, где погрузка их может быть произведена с наименьшими потерями времени. В этом случае за счет снижения организационных простоев повышается коэффициент использования и производительность экскаваторов, уменьшается число одновременно находящихся на линии транспортных средств.
Раздел 7. Разработка горизонтальных и пологих месторождений.
|
|
|
Лекция 12.
Основные грузопотоки, технологические комплексы.
Контрольные вопросы.
1.Укажите, в каких случаях применяют продольные и поперечные системы разработки.
2.Поясните, почему возникает необходимость кратной перевалки пород в отвалы.
3.Что такое коэффициент переэкскавации.
4.Перечислите достоинства и недостатки транспортных технологических комплексов.
5.Охарактеризуйте схемы вскрытия горизонтов при перевозке горной массы автосамосвалами.
Сплошные системы разработки применяются при разработке горизонтальных и пологих залежей. В этих условиях основным фактором, который влияет на выбор системы разработки и структуры комплексной механизации, является стремление к максимальному размещению вскрыши в выработанном пространстве.
Возможность размещения вскрыши в выработанном пространстве появляется после перемещения части пород на внешние отвалы и добычи части полезного ископаемого.
Развитие горных работ начинается с проведения разрезной траншеи на фланге карьерного поля с меньшей мощностью вскрыши, что обеспечивает относительно небольшой объем горно-строительных работ. При этом обычно применяются однобортовые продольная и поперечная системы разработки с параллельным подвиганием фронта работ. Поперечная однобортовая система разработки по сравнению с продольной обеспечивает уменьшение объема горно-подготовительных работ и сокращение внутрикарьерного расстояния транспортирования горной массы. Двухбортовая система разработки применяется при большой производительности карьера и в тех случаях, когда минимальная мощность вскрыши находится в середине карьерного поля. Вскрыша в строительный период вывозится на внешние отвалы. Объем горно-строительных работ при двухбортовой системе значительно больше, чем при однобортовой.
При использовании многоковшовых экскаваторов на железнодорожном ходу, работающих в комплексе с железнодорожным транспортом или транспортно-отвальным мостом, часто применяют веерную систему разработки. В этом случае уступы отрабатываются заходками переменной ширины, имеющими в плане форму треугольника. Положение поворотного пункта в процессе работы карьера остается неизменным, а производится только его развертывание. При этом имеется возможность использования машин непрерывного действия для передвижки путей. Транспортный доступ на уступы создается только с одной стороны, а движение локомотивосоставов тупиковое.
|
|
|
Протяженность фронта работ на уступе определяется длиной карьерного поля при продольной однобортовой системе разработки или его шириной при поперечной однобортовой системе. В случае применения двухбортовой системы длина фронта уступов удваивается.
Интенсивность разработки горизонтальных и пологих месторождений характеризуется годовой скоростью подвигания фронта работ, которая изменяется в пределах 120-300 м. Максимальное значение она имеет при перевалке вскрыши в выработанное пространство, работе роторных экскаваторов в комплексе с консольными отвалообразователями и цепных экскаваторов в комплексе с транспортно-отвальными мостами.
Связь структур комплексной механизации (комплексов оборудования) с системами разработки при разработке горизонтальных и пологих залежей проявляется в том, что параметры элементов системы разработки (высота уступов, ширина заходок, ширина рабочих и транспортных площадок, длина экскаваторных блоков, длина фронта горных работ и др.) должны соответствовать параметрам принятого оборудования.
При разработке горизонтальных и пологих залежей на вскрышных работах используются различные технологические комплексы оборудования:
• экскаваторно-отвальные технологические комплексы, ис пользуемые при перевалке вскрыши в выработанное пространство;
• выемочно-отвальные технологические комплексы с транспортно-отвальными мостами;
• скреперные вскрышные технологические комплексы;
• бульдозерные вскрышные технологические комплексы;
• выемочно-конвейерные вскрышные технологические комплексы;
• экскаваторно-железнодорожные вскрышные технологические комплексы;
• экскаваторно-автомобильные вскрышные технологические комплексы.
Технологические комплексы, применяемые при перевалке вскрыши в выработанное пространство (мощными драглайнами и мехлопатами), являются наиболее экономичными. Они используются при разработке горизонтальных и пологих залежей с ограниченной мощностью полезного ископаемого (до ЗО м) и покрывающих пород (до 45 м). Различают технологические комплексы, используемые при непосредственной перевалке вскрыши в выработанное пространство (вскрыша укладывается непосредственно в отвал и в дальнейшем не переэкскавируется), и усложненные технологические комплексы, используемые при переэкскавации вскрыши, т.е. при недостаточных параметрах оборудования по отношению к высоте уступа.
|
|
|
Технологические комплексы, используемые при непосредственной перевалке вскрыши в выработанное пространство. При пере валке вскрыши мехлопатой (рис.) последняя устанавливается на кровле пласта полезного ископаемого и разрабатывает вскрышной уступ на всю высоту. Вслед за подвиганием вскрышного забоя производится выемка полезного ископаемого.
Расчет технологического комплекса заключается в выборе рабочих размеров экскаватора при заданной высоте уступа или в определении высоты уступа при заданных рабочих размерах экскаватора. При этом исходят из равенства объемов породы во вскрышной и отвальной заходках.
Лучшее использование параметров драглайна и увеличение высоты вскрышного уступа достигается при установке драглайна на промежуточном горизонте (см. рис. 8.8). В этом случае высота верхнего вскрышного подуступа обычно составляет 0,6-0,7 высоты разгрузки драглайна.
Технологические комплексы, используемые при крал перевалке вскрыши в выработанное пространство. При кратной перевалке один экскаватор (мехлопата или драглайн) отрабатывает уступ и пере- наливает вскрышу в выработанное пространство (рис. 8.9). При этом происходит частичная или полная подвалка полезного ископаемого. Второй экскаватор (драглайн) устанавливается на спланированной площадке отвала и переэкскавирует вскрышу далее в отвал, освобождая полезное ископаемое. При последовательном выполнении работ на переэкскавации драглайн может использоваться также для разработки вскрышного уступа. В определенных условиях частичная переэкскавация вскрыши может осуществляться драглайном, установленным на предотвале (см. рис. 8.9). Такая установка драглайна впервые была применена при разработке Райчихинского буроугольного месторождения. В этом случае драглайн разрабатывает уступ и укладывает часть вскрыши впереди себя в предотвал для устройства рабочей площадки, а остальную вскрышу размещает в верхний ярус отвала. Передвигаясь по рабочей площадке, драглайн отступающим ходом переэкскавирует породу из предотвала в верхний ярус отвала, освобождая тем самым полезное ископаемое.
|
|
|
Объем V переэкскавируемой породы при использовании одного и того же оборудования возрастает с увеличением высоты разрабатываемого уступа. Эффективность комплекса определяется относительным объемом переэкскавации вскрышных пород. Объем переэкскавируемой вскрыши, отнесенный к объему V вскрыши в пределах вскрышной заходки, называется коэффициентом переэкскавации, т. е.
Обычно коэффициент переэкскавации не превышает единицы. Однако при многократной переэкскавации вскрыши коэффициент переэкскавации может быть больше единицы.
Экономически целесообразный коэффициент переэкскавации Кп= 2,5 +3, а иногда и более. Использование схем с кратной перевалкой вскрыши позволяет расширить область применения бестранспортной технологии.
Технологические комплексы с роторными экскаваторами а консольными отвалообразователями (роторно-отвальные комплексы) применяются при разработке мягких и плотных пород мощностью до 50 м (иногда до 65 м) на горизонтальных и пологих (с углом падения до 4—5°) залежах в районах с сухим климатом. Необходимыми условиями применения консольных отвалообразователей являются значительные запасы полезного ископаемого, незначительное изменение гипсометрии почвы и кровли пласта (обеспечивающие необходимые уклоны при работе оборудования), плавное очертание контуров карьера в плане (позволяющее избежать резкого изменения длины фронта горных работ) хорошая разведенность и эффективное осушение карьерного поля. Консольный отвалообразователь устанавливается на кровле или почве добычного уступа и на предотвале. На отвалообразователь вскрыша поступает непосредственно от экскаватора или через перегружатель.
Расчет технологических комплексов с консольными отвалообразователями состоит в определении размеров отвалообразователя при известных параметрах элементов системы разработки или в отыскании допустимой высоты вскрышного уступа при известных размерах отвалообразователя. При решении этих задач исходят из условия, что объем вскрышной заходки на единицу длины фронта работ не должен превышать максимального объема отвальной заходки. Расчет производится для типичного и наиболее трудного участков карьерного поля. Окончательный тип отвалообразователя принимается на основе технико-экономического обоснования.
Рис. Схема к определению параметров консольного отвалообразователя.
Технологические комплексы с экскаваторами непрерывного действия и транспортно-отвальными мостами применяются при разработке горизонтальных или пологих (с углом падения 2—3°) пластовых залежей мощностью 5-20 м при мощности вскрыши до 60 м. Технология вскрышных работ заключается в следующем. Вскрыша, разрабатываемая многоковшовыми экскаваторами, передается на конвейеры транспортно-отвального моста, которые перемещают ее по кратчайшему расстоянию непосредственно во внутренние отвалы. Экскаваторы связаны с транспортно-отвальным мостом системой передаточных конвейеров. При использовании роторных экскаваторов они могут встраиваться в мост. Транспортно-отвальные мосты применяются в следующих условиях. Гипсометрия кровли и почвы пласта должна быть спокойной, а хорошо осушенные рыхлые породы должны иметь несущую способность 0,2-0,3 МПа, так как масса моста достигает 10 тыс. т. для успешного использования транспортно-отвальных мостов необходимо обеспечить устойчивость внутренних отвалов, что достигается предварительным осушением вскрышных пород и системой дренажа отвалов. В связи с большими затратами на приобретение оборудования запасы карьерного поля должны быть значительными (срок службы карьера не менее 18 лет), а суточная производительность карьера по вскрыше должна быть не менее 25-30 тыс м3.
Параметры транспортно-отвальных мостов взаимосвязаны с параметрами системы разработки, зависящими от горно-геологических условий и местоположения опор моста. Расстояние перемещения породы от забоя до отвала находится в пределах 200-500 м.
Основными расчетными параметрами моста являются расстояние между опорами (ограничивающее поперечные размеры карьера и вели чину вскрытых запасов) и изменяющееся в пределах 100-250 м, вылет отвальной консоли и высота разгрузки, определяющие высоту отвалов и мощность отрабатываемой вскрыши. Эти параметры рассчитываются в соответствии со схемой установки опор, мощностью вскрыши и полезно го ископаемого, а требуемым объемом вскрытых запасов на зимний период, так как транспортно-отвальные мосты работают сезонно.
Технологические комплексы с перевозкой вскрыши на внутренние отвалы применяются при разработке мощных горизонтальных и пологих месторождений, отрабатываемых сразу на всю мощность двумя уступами и более. Вскрыша перевозится конвейерным, железнодорожным и автомобильным транспортом. В этих комплексах нет жесткой зависимости между параметрами оборудования, мощностью покрывающих пород и объемом вскрытых запасов. Расчет комплексов заключается в подборе рационального оборудования, способного выполнить запланированные объемы работ. При использовании карьерного транспорта по заданной производительности грузопотока и мощности вскрыши подбираются экскаваторы, ленточные конвейеры, перегружатели и отвалообразователи.
В случае использования железнодорожного транспорта по заданной производительности грузопотока и мощности вскрыши выбираются тип вскрышных экскаваторов, грузоподъемность думпкаров и полезная масса локомотивосостава, рассчитывается число экскаваторов и локомотивосоставов, определяются типоразмер отвальных машин и их число.
При использовании автотранспорта определяются тип экскаватора, грузоподъемность и число автосамосвалов. В качестве отвального оборудования применяются бульдозеры.
Комбинированные технологические комплексы применяются при большой мощности вскрыши, когда ее невозможно или нерационально разрабатывать по одной бестранспортной или транспортно-отвальной схеме. В этом случае толща пород разбивается по вертикали на две зоны. Нижняя зона разрабатывается с перевалкой вскрыши экскаваторами, отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами. При разработке верхней зоны вскрыша вывозится транспортными средствами. При этом в целом по карьеру достигаются лучшие показатели по сравнению с показателями при вывозке всей вскрыши транспортными средствами.
Независимо от комплекса оборудования, применяемого на вскрышных работах, полезное ископаемое доставляется различными видами транспорта к приемным устройствам или непосредственно к потребителю.
Контрольные тест вопросы.
Раздел 1,2. Общие положения ОГР.
Вопрос 1.
|
|
|
