Бестранспортная вскрыша с укладкой торфов в отвалы вскрышным экскаватором

15.06.2018
Общие положения. Поверхность россыпи очищают от леса, кустарника и пней с опережением по отношению вскрышных работ на 3—10 месяцев.

Бестранспортная вскрыша торфов может быть произведена непосредственно вскрышным экскаватором или с применением еще дополнительного экскаватора. Поэтому необходимо различать два основных способа экскаваторной бестранспортной вскрыши: с укладкой торфов в отвалы вскрышным экскаватором и с дополнительным экскаватором на отвале. Кроме того, имеется особый экскаваторный способ вскрыши с отвалообразователем, который по технологии работ занимает промежуточное положение между экскаваторным бестранспортным и транспортным способом вскрыши, однако процесс образования отвалов более близок экскаваторной бестранспортной вскрыше.

Технология вскрышных работ определяется способами выемки торфов, отсыпки отвала и системой вскрышных работ.

Вскрышные выработки. Для бестранспортной вскрыши необходимы одноковшовые экскаваторы радиусом разгрузки, достаточным для отсыпки торфов в выработанное пространство, чтобы отвалы не засыпали пласт песков. Для этого при вскрыше торфов мощностью 12—20 м нужны экскаваторы-драглайны весом 200—540 т со стрелами 40—60 м.

Для наиболее полного использования радиуса разгрузки экскаватор выгодно располагать возможно ближе к бровке откоса, не допуская сползания его под откос. Между ближайшей к откосу гусеницей и границей неустойчивости части рабочей площадки должно выдерживаться безопасное пространство с (см. рис. 47). Ширина этого пространства зависит от высоты уступа, веса экскаватора и устойчивости пород — в среднем составляет 1—4 м. Отвалы, образуемые экскаватором, имеют гребни, расположенные один от другого на расстоянии ширины экскаваторной заходки, а угол их откоса близок углу естественного откоса торфов. При равномерном проведении вскрышных работ по всей длине заходки площадь поперечного сечения отвала равна площади забоя, умноженной на коэффициент разрыхления. Торфа в отвале занимают площадь 1; 2; 3; 4 = рbТ (рис. 47). Треугольники 1; 5; 6 и 4; 5; 7 равны. Поэтому отрезок 8, 9 является средней высотой отвала:

где р — коэффициент разрыхления торфов;

T — мощность торфов, м;

b — ширина заходки, м;

b1 — угол откоса отвалов, град.

Угол откоса отвала зависит от устойчивости пород и его высоты. При песчано-глинистых речниках и высоте 12—25 м он находится в пределах 28/40° в зависимости от влажности пород.

Для наиболее полной выемки песков и производительного использования экскаваторов необходимо, чтобы торфа, отсыпаемые в выработанное пространство, не засыпали водосточную канаву на дне разреза и откаточный путь, проложенный по плотику. Если откаточный путь проходит по кровле песков, и месторождение маловодно, основание отвала торфов располагают в непосредственной близости от основания откоса пласта песков. На сухих россыпях, если пески по внешним признакам резко отличаются от торфов и сложены из устойчивых пород, допускают засыпку откоса пласта песков торфами наполовину или даже на полную мощность пласта (рис. 48), но это связано с необходимостью производить перевалку торфов или приходится оставлять целик песков 1; 2; 3. Для выполнения всех перечисленных условий следует определять расстояние отсыпки торфов от места расположения экскаватора. Расстояние отсыпки торфов определяется радиусом и высотой разгрузки экскаватора.

В зависимости от типа вскрышного экскаватора его устанавливают на поверхности россыпи, на промежуточном горизонте торфов или же на кровле пласта.

При установке на промежуточном горизонте радиус разгрузки экскаватора R

где Ш — ширина гусеничного хода или опорной плиты экскаватора, м;

с — площадка безопасности, м;

в', в" — соответственно углы естественного откоса торфов при продолжительном стоянии уступа и для откоса песков, град;

d1, d2 — соответственно ширина площадки на кровле пласта и на дне разреза, м;

Тэ — высота расположения рабочей площадки над кровлей пласта, м;

P — мощность пласта песков, м;

А = Тэ/Т — коэффициент расположения рабочей площадки экскаватора.

Ширина площадки на кровле пласта песков Ci1 изменяется в пределах 0,5—5 м, причем наибольшая ширина должна быть в том случае, когда по пласту проложены откаточные пути.

Ширина площадки на дне разреза d2 при прокладке откаточных путей достигает 5 м. В случаях, когда допускают засыпку пласта песков (рис. 48), ширина площадки в уравнении приобретает отрицательный знак, ее величина (для учета при расчете) зависит от степени засыпки пласта и определяется следующим упрощенным уравнением:

где Q = h'/P коэффициент засыпки пласта;

h' — высота засыпки пласта, м;

в''' — угол естественного откоса пласта песков при непродолжительном сроке существования, град (ов''' = ctg в''').

Засыпку пласта производят при плотных песках, поэтому при непродолжительном стоянии откоса и небольшой мощности пласта можно принимать в''' = 70 град, а b1 = 40 град. Для этих условий отрицательная ширина площадки определяется уравнением (63а).

Подставляем предыдущее выражение в уравнение радиуса разгрузки:

Для песчано-глинистых торфов, содержащих гальку или валуны, при достаточной осушенности пород вследствие отработки нижележащего пласта песков углы в' и в" близки к 38—42 град. Для упрощения уравнения (64) эти углы заменяют средним углом естественного откоса в и соответственно ов = ctg в.

Расчет вскрышных работ можно вести двумя способами: определить по уравнению (64) радиус разгрузки и по нему подобрать экскаватор или, задаваясь экскаватором, определять предельную мощность торфов. В последнем случае для расчетов необходимо решить уравнение (64) относительно мощности торфов.

После введения перечисленных выше упрощений расчетные уравнения радиуса разгрузки и предельной мощности торфов примут следующий вид:

В уравнении радиуса разгрузки при засыпке пласта величину d2 принимают с отрицательным знаком, а в уравнении предельной мощности торфов — с положительным.

По рис. 47 высота разгрузки экскаватора над рабочей площадкой определяется уравнением

где е — 0,5/1,2 м — запасная высота разгрузки, зависящая от длины стрелы экскаватора.

Подставляем в это уравнение значение высоты отвала и приводим его к следующему виду:

Уравнения (65) и (66) универсальны, поскольку пригодны для определения R и В любого типа экскаватора в различных условиях работы, что является основным их преимуществом.

Так, для расчета рабочих размеров экскаватора-драглайна при его установке на поверхности необходимо принимать А = 1, а для расчета размеров экскаватора типа механической лопаты, установленного на кровле пласта, A = O.

Уравнения (65) и (66) справедливы при равномерной выемке и разгрузке торфов в отвалы; для этого экскаватор должен непрерывно перемещаться по заходке. В действительности во время черпания экскаватор стоит, а после отработки забоя передвигается сразу на 2—15 м в зависимости от размера ковша, стрелы и условий работы. Вследствие этого отвалы размещаются несколько ближе радиуса разгрузки, т. е. его не используют в полной мере, а гребень отвала приобретает волнистые очертания. Действительный радиус разгрузки отвала зависит от шага передвижки экскаватора и радиуса его разгрузки и его определяют по уравнению

где s — шаг передвижки экскаватора.

Поправочный коэффициент к радиусу разгрузки экскаватора cos ф близок к единице и в производственных расчетах не учитывается. Вследствие волнистости гребня отвала наибольшая высота его и необходимый радиус разгрузки должны быть больше средней высоты и радиуса, которые определяются уравнениями (62) и (64). Эти поправочные величины определяются, исходя из дополнительной высоты отвала


где e = 0,3/0,9 — коэффициент снижения высоты (изменяется и зависит от опытности машиниста).

Выезды, по которым пески выдают на поверхность, устраивают около бортов разреза, поэтому прилегающее к этому месту выработанное пространство нельзя использовать под отвалы. Отвалы в боковых частях разреза получаются более высокими по сравнению с размерами, определяемыми по изложенным выше уравнениям. Для облегчения размещения торфов в отвалы у мест расположения траншей часть торфов стремятся уложить на бортах разреза, а не в выработанном пространстве, а также проводят ряд мероприятий, изложенных более подробно далее.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: