Разработка карьера вручную и простейшими механизмами

24.05.2018
По данным подробной разведки месторождения составляют план горных работ. На крупных кирпичночерепичных заводах он всегда имеется. В плане указан порядок удаления вскрыши и разработки залежи с таким расчетом, чтобы разработка велась наиболее экономичным способом. В плане учитывается качество сырья, залегающего в разных местах и разных слоях месторождения. План разработки карьеров рассчитывают на 5—10 лет вперед.

Разработка кирпичных глин оправдывает себя в том случае, если соотношение по толщине полезной и пустой породы (вскрыша), лежащей над нею, составляет от 1:0 до 1:1,5. (Здесь за единицу принята толщина слоя полезной породы, а 0 и 1,5 — толщина слоя пустой породы). Если же толщина слоя пустой породы превышает 1,5, разработка карьера делается экономически невыгодной.

В кирпичном производстве разработка карьеров ведется только открытым способом. Закрытыми разработками добывают сравнительно дорогие виды глин, например, применяющиеся для огнеупоров.

Процесс добывания глины в карьере открытым способом состоит из двух самостоятельных операций: 1) разработка вскрыши и 2) разработка полезной породы (глины). Для того, чтобы получить глину надлежащего качества, разработка вскрыши (верхнего, непригодного слоя) всегда должна предшествовать разработке самой глины. Вскрышу обычно удаляют летом, подготовляя полезную породу к разработке в следующем году. Разработка как вскрыши, так и полезной породы ведется по за ранее намеченному плану, составляемому на несколько лет вперед. Вскрыша, если она не употребляется в виде добавки к глине, целиком идет в отброс (в отвал). Если же пустую породу можно применить как составную часть шихты, то ее оставляют в виде слоя такой толщины, чтобы при разработке получить сразу необходимое соотношение глины и отощающего материала.

Часто глину покрывает лишь растительный слой; иногда же между ним и глиной встречается слой пустой породы, достигающий значительной толщины — на киевских кирпичных заводах, например, в отдельных случаях до 30 м.

Если вскрыша покрыта растительностью (кустарником, деревьями), то ее не позже чем за год до разработки необходимо удалить. Пни при этом выкорчевываются. Заблаговременное удаление деревьев делается для того, чтобы корни за годичный срок успели сгнить, что значительно облегчит разработку вскрыши механизмами.

Если карьер еще не разрабатывался, то сначала делают траншею, начиная от ближайшего пункта транспортирования глины в формовку.

Траншею углубляют, расширяют и удлиняют в сторону, противоположную цеху формовки.

Разработка как пустой, так и полезной породы может производиться различными способами: вручную, экскаваторами, взрывными работами. В отдельных случаях вскрыша может разрабатываться гидромониторами.

При открытых разработках как вскрыша, так и полезная порода — глина должны разрабатываться уступами (рис. 2).
Разработка карьера вручную и простейшими механизмами

Ширина уступа а зависит от способа разработки карьера, а высота б — от характера разрабатываемого пласта. Ширина уступов при ручной разработке и ручной откатке должна быть не менее 2 м, а высота не более 3 м. Если откатка породы производится лошадьми, то ширина уступов принимается не менее 3 м. При устойчивой породе высота уступов с разрешения органов горного надзора может быть увеличена. Размеры уступов должны быть подобраны так, чтобы линия, соединяющая вершины их углов, давала бы с линией горизонта угол не более угла естественного откоса данной породы.

Кроме этого, уступ должен иметь грудь, т. е. откос должен быть не вертикальным, а несколько наклонным, как показано на схеме. Для пород сыпучих этот угол должен быть не более угла естественного откоса. Вертикальные уступы при ручной разработке допускаются лишь при кратковременном их существовании. Bepтикальные уступы допустимы для песка и растительного грунта не выше 1,0 м и для глины не выше 3 м.

Размеры элементов уступов при разработке карьера механизмами приведены ниже при описании работы этих машин.

При небольших объемах работ в карьере разработка производится вручную, причем применяются следующие инструменты: лопаты, ломы, кирки, клинья и кувалды.

Лопаты применяются двух типов: в одном ручка и лопасть расположены на одной прямой линии (заступ), а в другом — ручка наклонена к лопасти под углом 150° (собственно лопата).

Киркой (рис. 3) пользуются для разработки пород более или менее вязких, не поддающихся выработке одной лопатой. Используют кирку после разработки ломом или при взрывных работах.

Производительность рабочего на разработке породы киркой значительно меньше, чем лопатой. Кирка может быть двойной (рис. 4). Затупивши один ее конец, переходят на работу другим. Двойной киркой удобнее работать, ибо вес ее равномерно распределяется по обе стороны ручки.

Остальные инструменты — клин, кувалда, лом — применяются на клиновой работе. Клинья делают различной формы и размеров. Загоняют их в породу кувалдами, которые представляют из себя молоток весом до 5 кг. Лом используют как рычаг, загоняя его рукой или кувалдой в трещину в породе.

Для нормальной работы накидалыциков в карьере лопатой, их необходимо расставлять на расстоянии не менее 3 м друг от друга, с таким расчетом, чтобы обеспечить каждому площадку для работы от 3 м2 до 4,5 м2.

Производительность одного накидалыцика в час колеблется от 1 до 1,5 м3 глины в плотном теле, в зависимости от условий работы и характера грунта. На Корчеватском кирпичном заводе (Киев) перед Великой Отечественной войной тов. Коморный предложил для разработки карьера струг. Струг состоит из двух основных частей: лебедки, установленной на вагонетке, передвигающейся по рельсам поверху вдоль забоя, и рамы с ножом, собственно стругом. Струг представляет собой резец, двигающийся вверх по забою. Поднимаясь вверх, он снимает слой глины толщиной 10 см. Срезанная и измельченная глина падает вниз на подошву уступа. Здесь ее вручную загружают в вагонетки.

Подъем струга вверх по забою производится лебедкой и тросом. Струг укреплен на тросе. Необходимая мощность мотора для обслуживания струга около 7 кв. Использование струга наиболее удобно при высоких забоях. Производительность струга составляет около 15 м3 глины в час в плотном теле.

Такой механизм имеет широкое распространение на кирпичных заводах Киевщины.

Стремление облегчить работу в карьере привело к привлечению в кирпичное производство и другого сравнительно простого приспособления — канатного скрепера. Аппарат состоит из скребка, движущегося при помощи тросов, двухбарабанной лебедки с мотором. Скребок согнут в виде подковы. Такая форма позволяет скребку при рабочем ходе наполняться через открытую часть полукруга, после чего наполненный скребок волочится к месту разгрузки. На холостом ходу скребок тянется назад холостой ветвью троса, укрепленной к тыльной части скребка. При начале движения назад скребок оставляет весь свой груз. Иногда к скребку пристраивают в передней движущейся части лемехи наподобие существующих у плугов для облегчения съема и разрыхления стружки более или менее плотной глины. Если скребок заставить двигаться по площадке, у которой внизу стоит вагонетка, можно разгрузить породу непосредственно в вагонетку. Скреперная установка требует втрое-вчетверо меньше рабочей силы, нежели при ручной подаче, облегчает труд рабочего, удешевляет стоимость добычи 1 м3 глины примерно вдвое по сравнению с ручной разработкой. Увеличение дальности подачи глины или пустой породы соответственно снижает его производительность. Расход электроэнергии около 0,5 квт на 1 м3 глины средней плотности при дальности возки до 25 м.