Системы вскрышных работ одноковшовыми экскаваторами с бестранспортной вскрышей

15.06.2018
Системы вскрышных работ определяют порядок ведения вскрышных выработок. Эти системы классифицируют по двум признакам — направлению перемещения экскаваторных заходок и по порядку перемещения торфов в конечные отвалы. По первому признаку системы вскрышных работ подразделяют: с поперечными, продольными, веерными, выпуклыми и спиральными заходками. По второму признаку у экскаваторов-драглайнов подразделяют системы с прямой укладкой торфов и с перевалкой торфов.

Выше уже отмечалась взаимозависимость системы вскрышных работ и систем разработки в отношении направления перемещения заходок. Поэтому при выборе системы вскрышных работ необходимо учитывать влияние их и на добычные работы. Система вскрышных работ должна обеспечить: наиболее полное использование рабочего времени вскрышных и добычных машин с таким расчетом, чтобы простои из-за перехода машин и передвижки транспортного оборудования были наименьшими; наибольшее использование радиуса разгрузки вскрышных экскаваторов; равномерную загрузку вскрышного и добычного экскаваторов; благоприятные условия для работы добычного экскаватора.

При вскрыше с поперечными заходками их располагают поперек падения россыпи и они прямолинейны (рис. 52, а). После отработки заходки по длине экскаватор переводят к противоположному борту разреза и зарезают следующую заходку, ширина заходки постоянна. Первую заходку проходят наибольшей ширины, которая возможна по условиям размещения торфов на борту разреза [см. уравнение (80)]. Ширину последующих заходок принимают в пределах 0,2—0,45 радиуса разгрузки экскаватора. При выборе ширины заходки необходимо учитывать следующее: с увеличением ширины заходки сокращается время простоев на передвижки экскаваторов; одновременно уменьшается использование радиуса разгрузки, что вытекает из уравнения (65); ширину заходки по вскрыше необходимо увязывать с условиями выемки песков добычным экскаватором.

К главным особенностям систем вскрышных работ с поперечными заходками относятся: более постоянный объем вскрышных работ при отработке отдельных заходок; меньшая длина разрезных траншей; несколько упрощенная технология разработки, поскольку месторождение отрабатывают сразу по всей ширине. Однако при таком порядке ведения работ труднее выбрать расположение разрезных траншей, при котором глубина их будет наименьшая; более часто приходится переводить экскаватор на отработку новых заходок, что связано с увеличением простоев и увеличением времени на менее производительной работе по зарезке новых заходок; опережение во вскрышных работах уменьшается, вследствие чего затрудняется подготовка достаточных запасов для зимней добычи. Поперечное направление вскрышных и добычных забоев создает еще ряд дополнительных преимуществ при добыче и извлечении полезного ископаемого.

К главным особенностям систем вскрышных работ с продольными заходками (рис. 52, б) относятся: сокращение числа и частоты переходов и врезок в новые заходки; возможность поддерживать значительную длину заходок или иметь большой фронт для работы экскаватора, вследствие чего можно поддерживать большее опережение во вскрышных работах и подготавливать большие запасы для зимней добычи; разрезные траншеи легче расположить на площадях с меньшей глубиной торфов, что позволяет относительно уменьшить объем вскрышных работ в первые годы работы предприятия, однако при таком порядке протяженность разрезных траншей возрастает. Наиболее часто при системах вскрышных работ с продольными заходками удается создать благоприятные условия для проведения вскрышных работ, но при этом осложняются добычные работы. При системах вскрышных работ с продольными и поперечными заходками несколько ухудшается использование радиуса разгрузки.

Веерная система вскрышных работ (рис. 52, в) тождественна описанной в главе II. Непостоянство ширины экскаваторных заходок затрудняет вскрышные работы с отсыпкой торфов в выработанное пространство. Поэтому при бестранспортной экскаваторной вскрыше веерную систему применяют только тогда, когда пески из разреза выдают ленточными конвейерами.

При системах вскрышных работ с выпуклой заходкой (рис. 52, г) экскаваторные заходки криволинейны, поэтому площадь отсыпки отвала 3; 4; 5; 6 больше площади выемки 1; 2; 3; 4, поскольку радиус кривой центра тяжести пород отвала больше радиуса кривой центра тяжести пород заходки. Торфа с боковых площадей 2; 3; 7; 8 размещают на бортах разреза. Вследствие этого высота отвала при выпуклой заходке уменьшается по сравнению с прямолинейной и экскаватором с определенным радиусом разгрузки можно разместить в выработанном пространстве торфа из уступов большей высоты. Увеличение высоты вскрышного уступа зависит от радиуса кривизны заходки. Так, при радиусе кривизны заходки 400, 600 и 800 м допускаемая мощность вскрышного уступа по сравнению с прямолинейной заходкой увеличивается соответственно на 17; 9 и 6%. Систему с выпуклой заходкой применяют при разработке месторождений большой ширины с неравномерной мощностью торфов, отсыпка которых в отвалы при прямолинейной заходке затруднительна.

При вогнутой заходке условия отсыпки торфов в отвалы ухудшаются, поэтому такую систему применяют тогда, когда обеспечивается большая полнота выемки песков или облегчается транспортирование песков.

При системе вскрышных работ со спиральной заходкой (рис. 52, д) экскаватором начинают отрабатывать заходку с внешней границы разрабатываемой площади, постепенно перемещаясь по спирали внутрь. При отработке наружной части заходки торфа сваливают на борт разреза. В дальнейшем торфа размещают в выработанном пространстве. При таком порядке ведения заходки отсутствуют простои из-за холостых переходов вскрышного и добычного экскаваторов, поскольку оба экскаватора непрерывно перемещаются один за другим. Кроме того, на многих участках экскаватор работает с выпуклой заходкой. Систему вскрышных работ со спиральной заходкой применяют для разработки широких малообводненных месторождений с небольшим уклоном плотика. Эта система позволяет создавать наибольшие опережения вскрышных работ, что обеспечивает более равномерную загрузку машин при переменном коэффициенте вскрыши. Применение спиральной системы вскрыши предопределяет использование на добычном уступе также спиральной системы разработки.

При системах с прямой укладкой торфов экскаватором-драглайном их размещают в конечный отвал, расположенный в выработанном пространстве (см. рис. 47). Экскаватор устанавливают так, чтобы плоскость вскрышного забоя была перпендикулярна направлению перемещения экскаватора, а это позволяет размещать экскаватор на незатронутой выемкой площади заходки, чем облегчают передвижку машины. Однако при таком порядке отвалообразования ухудшается использование радиуса разгрузки экскаватора, вследствие чего среднее расстояние перемещения торфов из забоя в отвалы невелико и не превышает радиуса разгрузки экскаватора. Системы вскрышных работ с прямой укладкой торфов целесообразно применять при относительной небольшой и средней мощности торфов; на россыпных месторождениях они получили наибольшее распространение.

При системах вскрышных работ с перевалкой торфов применяют обычно шагающие экскаваторы с небольшим удельным давлением на почву. Из положения I (рис. 53) экскаватором производят выемку верхней части торфов мощностью T1 и размещают их во временном отвале 1; 2; 3; 4; 5; 6. При этом стремятся отсыпать поверхность отвала 3; 4 более ровно. Затем бульдозером несколько разравнивают поверхность 3; 4 и на нее переводят экскаватор по съездам, которые им же подготавливаются. Из положения II экскаватором производят выемку нижней толщи торфов, а также перевалку временного отвала 1; 2; 3; 4; 5; 6 в конечный отвал 2; 7; 8; 9. Если свежеотсыпанные отвалы весьма устойчивы, то экскаватор иногда располагают только на временном отвале в положении II, из которого выемку верхней части торфов он производит верхним черпанием.

При таком порядке ведения вскрышных работ лучше используют радиус и высоту разгрузки вскрышного экскаватора, благодаря чему им можно осуществлять бестранспортную вскрышу на месторождениях с большей мощностью торфов. Однако это связано с частичной перевалкой торфов; кроме того, эта система применима при устойчивых отвалах, порода которых свободно выдерживает вес экскаватора. Систему вскрышных работ с перевалкой применяют на вскрышных работах угольных разрезов, ее вполне возможно использовать и на вскрышных работах при мощных торфах на сухих россыпях.

Согласно схеме (рис. 53) и уравнениям (66) и (70), предельная мощность вынимаемых торфов в зависимости от высоты разгрузки применяемого вскрышного экскаватора определяется уравнением

На предельную мощность вынимаемых торфов в зависимости от радиуса разгрузки влияет расположение оси экскаватора относительно площадки по дну разреза. Так, с увеличением расстояния от основания отвала (рис. 53) предельная мощность вскрыши уменьшается. На дне разреза должно быть достаточно места для разворота автосамосвала. Пространство, на котором происходит разворот, слагается из ширины экскаваторной заходки b и ширины площадки d2. Для принятой ширины площадки расстояние от оси экскаватора до точки 7 должно быть меньше радиуса разгрузки. На основании этих соображений выбирают ширину площадки d2, а затем и величину d.

Предельная мощность вынимаемых торфов в зависимости от радиуса разгрузки, согласно рис. 53 и уравнению высоты отвала, равна

При подсчете по уравнениям (72) и (73) принимают наименьшую предельную мощность вскрыши. В зависимости от шага передвижки экскаватора ее следует принимать несколько меньше подсчитанной величины. Объем перевалки определяют графически, подсчитывая сечение площади 1; 2; 3; 4; 5; 6.

Другие новости по теме: