Осушение, вскрытие и основные процессы при подготовительных работах разработки роторными экскаваторами

15.06.2018
Осушение и вскрытие. Роторные экскаваторы следует применять в основном для разработки сухих месторождений, поэтому для осушения проводят обычно нагорные канавы, предотвращающие сток в разрез поверхностных вод, а для откачки весенних и дождевых вод из разрезов устанавливают насосы. На месторождениях, имеющих даже небольшой приток подземных вод, необходимо тщательно осушать отрабатываемые площади и горизонты, так как роторные экскаваторы имеют большой вес и их приходится устанавливать на нижних, более обводненных горизонтах.

На россыпях применяют независимый способ вскрытия двух или трех горизонтов, к каждому из которых проходят один или два отдельных выезда, располагаемых во внешних траншеях или по бортам разрезов.

Наиболее распространено при разработке россыпей независимое вскрытие двух горизонтов с отработкой месторождения двумя уступами (рис. 65). В верхний уступ выделяют только торфа, и его основание располагают на 0,2—1 м выше кровли пласта для уменьшения потерь песков во время проведения основных вскрышных работ. На верхнем вскрышном уступе роторный экскаватор обычно устанавливают с отвалообразователем и производят вскрышу с отвалом торфов в выработанное пространство. Высота вскрышного уступа не должна превышать допускаемые величины по размерам экскаватора и отвалообразователя. К основанию уступа проходят выезды 1; 2 и 2; 4, которые используют для вывода из разреза экскаватора и доставки материалов, поэтому подъем их не должен превышать 0,05.

Для размещения на уступе экскаватора и транспортного оборудования проходят траншеи и котлованы, размеры которых должны быть достаточны для их работы. Проходка траншей роторными экскаваторами средних и больших размеров связана со значительным снижением их производительности и необходимостью применять особые перегружатели для перегрузки пород от экскаватора на выданной конвейер. Поэтому котлован для размещения экскаватора и выработки для установки всего транспортного оборудования проходят заранее одноковшовыми экскаваторами с вывозкой пород автосамосвалами в отвалы 25.

Для размещения отвалообразователя необходима проходка выработки больших размеров 3; 6; 5; 8; 7; 4, ширина которой достигает 150—200 м. Ширину этого первоначального разреза определяют графически, исходя из расположения экскаватора и отвалообразователя. В целях скорейшего использования на вскрыше роторного экскаватора и ускорения проходческих работ иногда в первое время развития вскрышных работ на уступе применяют транспортную вскрышу с перемещением торфов во внешние отвалы ленточным конвейером до тех пор, пока выработка не будет расширена до нужных для установки отвалообразователя размеров. Это позволяет значительно уменьшить объем выработок, проходимых одноковшовыми экскаваторами, поскольку для установки забойного конвейера необходима узкая разрезная траншея 8; 19; 18; 17.

Для применения транспортной вскрыши на верхнем уступе в течение ограниченного времени необходимо использовать забойный, выдачной и отвальный конвейеры. Это возможно тогда, когда транспортное оборудование эксплуатируется на добыче и не используется во время начала развития вскрышных работ.

Нижним уступом отрабатывают пласт песков с небольшим слоем перекрывающих его торфов. На добычном уступе роторные экскаваторы применяют тогда, когда пласт имеет достаточную мощность (не менее 4 м) и экскаватор может быть полностью загружен, а также когда слоевая выемка песков роторными ковшами допустима и не усложняет последующее обогащение песков, плотик ровный и сложен из устойчивых нескальных пород.

От добычного экскаватора пески передают на забойный конвейер 9 и далее через перегрузочную установку 10 на стационарные 11 и 12, последний часто снабжается двойной лентой, по которой доставляют пески на обогатительную установку. К добычному уступу проводят ряд выработок: внешнюю траншею 1; 2; 13; 21, в которой установлен выданной конвейер 12 и устроен выезд для грузовых автомашин и экскаватора, котлован 13; 14; 15; 16; 17; 20; 21 для размещения экскаватора, перегрузочной конвейерной установки и насосов, а также и узкую траншею 17, 18; 19; 20; 21 для забойного конвейера. Целесообразно, чтобы поперечный конвейер 11 имел на конце выдвижную раму, допускающую быстрое удлинение его при переходе экскаватора к выемке последующей заходки. При отсутствии выдвижной рамы необходимо экскаватором-драглайном проходить опережающую траншею 22; 23 для установки звена конвейера 11. Для выемки маломощного пласта песков на добычном уступе могут быть применены одноковшовые или многоковшовые экскаваторы.

При вскрытии месторождения двумя независимыми горизонтами технология разработки проста и представляется возможным применять наиболее экономичную вскрышу с отвалообразователями.

Разработка месторождения при независимом вскрытии трех горизонтов и с отработкой месторождения четырьмя уступами изображена на рис. 66. Торфа вследствие большой мощности отрабатывают тремя уступами. Большое число вскрышных уступов осложняет применение на верхнем уступе отвалообразователей, поэтому приходится применять для транспортирования торфов сложные отвальные мосты или переходить на более дорогую транспортную вскрышу с перемещением торфов во внешние отвалы ленточными конвейерами. Высота верхнего уступа должна быть возможно меньшей и не превышать предельной высоты черпания экскаватора.

Выработки вскрытия к верхнему горизонту состоят из выезда 11 для спуска и обслуживания экскаватора; небольшой траншеи 8, в которой устанавливают конвейер, выдающий торфа на поверхность; котлована 10; 11 для экскаватора; траншей 8, 9, 10 для забойного и 9; 13; 12 выданного конвейеров. На втором вскрышном уступе возможно применение отвалообразователя, поэтому высоту уступа можно применять наибольшей, которая возможна по высоте черпания и отвалообразованию и при которой наиболее полно загружаются экскаваторы.

При определении горизонта основания второго уступа учитывают предельно допускаемую высоту черпания экскаватора и целесообразность расположения его выше кровли пласта на толщину предохранительного слоя торфов («рубашки»). Выработки вскрытия второго горизонта состоят из выезда 6; 7; котлована для экскаватора 3; 4; 5; 7 и траншеи для забойного конвейера 1; 2; 3; 7, если на время развития вскрышных работ на втором уступе временно (как на верхнем уступе) будет применен транспортный способ вскрыши с ленточными конвейерами.

При большой мощности торфов и при недостаточной высоте черпания у машин на первом и втором уступах второй горизонт можно расположить выше кровли пласта на 2—7 м, образуя из этой толщи третий вскрышной уступ (см. рис. 66). На этом уступе вскрыша торфов должна быть совмещена с зачисткой кровли пласта, причем эти работы необходимо производить с использованием бестранспортной вскрыши. Для этих работ при небольшом их объеме наиболее подходят шагающие одноковшовые экскаваторы, которые совместно с бульдозерами зачищают кровлю и отваливают торфа в выработанное пространство. Вскрытие третьего уступа по торфам производится без выработок, экскаватор располагают на кровле этого уступа, и обслуживание его осуществляется по второму горизонту.

Четвертым уступом отрабатывают пласт песков. Добычной откаточный горизонт расположен в кровле пласта и вскрытие его производят выездом, расположенным во внешней траншее 5; 6; 7. Из-за малой мощности пласта и необходимости раздельной выемки песков от прослойков пустых пород на этом уступе установлен экскаватор-драглайн, и вывозка песков предусмотрена автосамосвалами. Выездная траншея из разреза и дорога по поверхности до обогатительной установки должны иметь твердое покрытие.

Местоположение внешней траншеи, в которой размещается выезд для выдачи песков, должно обеспечивать: наикратчайшее расстояние перемещения песков из забоя до промывной установки; подход основания траншеи к месту с наиболее низкими отметками плотика; наименьшую мощность торфов. При выборе расположения траншеи для выдачи торфов следует стремиться выдерживать наименьшие расстояния до отвалов, на которых может быть достигнута меньшая стоимость укладки торфов.

На разрезах большой производительности, когда на вскрыше должны работать два больших экскаватора, необходимо рассматривать вариант расположения добычной траншеи и выездов для выдачи песков в средней части месторождения, а выездов для выдачи торфов — по бокам месторождения.

На крупных россыпях одновременно с выбором способа вскрытия и расположения траншей приходится выбирать и размеры площадей, подлежащих вскрытию траншей. Размеры отрабатываемых площадей во многих случаях определяют длину экскаваторных заходок, т. е. длину фронта работ. В настоящее время для экскаватора с ковшом емкостью 200 л длину фронта работ принимают 200—400 м, а при емкости 400 л и более 400—1200 м. Большая длина фронта работ даже для больших экскаваторов обычно невыгодна.

Ширина траншей по основанию должна быть достаточной для расположения транспортных путей и безопасного их обслуживания, а в случае необходимости и дороги для выезда экскаватора. Бортам траншеи придают угол, несколько меньший угла естественного откоса. Длину и объем траншеи сечением правильной трапеции определяют по уравнениям (21) и (22).

Проходить траншеи и котлованы наиболее удобно колесными скреперами или одноковшовыми экскаваторами. Шагающие экскаваторы позволяют проходить узкие траншеи для установки конвейеров с непосредственной укладкой пород в отвалы 14; 15 и 16; 17 (см. рис. 66) без их перевозки. При проходе траншей экскаватором типа механической лопаты неизбежна перевозка пород в автосамосвалах, а сечение траншеи приходится увеличивать до размеров, указанных на рис. 44, поэтому проходка таких траншей стоит дорого. Однако траншеи 8; 11 (см. рис. 66) проходят с использованием автосамосвалов, так как породы необходимо вывозить на значительное расстояние из-за отсутствия поблизости площадей под отвалы.

На рис. 67 изображены проектные схемы проходки траншей роторными экскаваторами при использовании шагающих отвалообразователей и перегружателей и с различным расположением отвалов. Проходка траншей роторными экскаваторами осложнена. Это объясняется сложностью выемки пород в стороне забоя, в которой размещен редуктор, поскольку не все типы роторных экскаваторов приспособлены производить выемку пород в этом направлении. При проходке траншей использовать экскаватор высокопроизводительно возможно, если установить промежуточный перегружатель с поворотными приемным и разгрузочным конвейерами, выпуск которых в настоящее время налаживается для экскаваторов с ковшом емкостью 400 л. По этим причинам траншеи проходят одноковшовыми экскаваторами или колесными скреперами.

Основные процессы при подготовительных работах. Роторные экскаваторы с конвейером на корпусе для размещения торфов в выработанное пространство строят редко, поэтому бестранспортную вскрышу в чистом ее виде не применяют. На вскрышных работах совместно с роторными экскаваторами широко используют отвалообразователи, значительно реже используют также отвальные мосты.

При вскрыше торфов с отвалообразователями расположение вскрышного и добычного забоев взаимосвязано с размерами отвалообразователя, так же как и при бестранспортной вскрыше одноковшовыми экскаваторами. Вследствие этого опережение вскрышного забоя относительно добычного зависит во многом от длины заходок, т. е. длины фронта работ. Для уменьшения стоимости вскрышных работ их проводят в основном в течении теплого времени года. Поэтому опережение вскрышных работ на предприятиях с кругло-годовой добычей песков должно обеспечивать добычу песков на протяжении всего года. Это обстоятельство необходимо учитывать при установлении основных размеров оборудования, вскрышных выработок и длины фронта работ.

При транспортном способе вскрыши с роторными экскаваторами используют забойные, выданные, магистральные и отвальные конвейеры и отвалообразователь. Обслуживать такое большое число механизмов трудоемко, технология вскрыши при многозвенном процессе сложна, а себестоимость в два-три раза больше предыдущего способа. Преимуществом данного способа вскрыши является его универсальность и возможность применять вскрышные работы в разнообразных условиях залегания месторождения. При этом способе вскрыши возможно поддерживать любое экономически Целесообразное опережение вскрышных работ по отношению к добычным.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: