Выемка пород прямым и косым забоями

При выемке прямым забоем, как и при других слоевых способах, черпаковая рама с цепью во время затягивания поднимается выше поверхности россыпи (см. рис. 177). Выемку пород начинают с поверхности слоями по всей длине забоя, и драга совершает поворот во время выемки на полный угол. При достижении угла забоя черпаковую раму опускают для выемки следующего слоя, включают барабан маневровой лебедки противоположного хода и приступают к выемке нижележащего слоя. Таким образом вынимают последующие слои до тех пор, пока не будет зачищен плотик. После этого черпаковую раму вновь поднимают, драга зашагивает и приступает к отработке новой забойной площадки.

Драгу располагают посередине разреза и она поворачивается от своего среднего положения на одинаковый угол как вправо, так и влево. Для уменьшения потерь песков в углах забоя необходимо, чтобы при выемке каждого слоя драгу поворачивали на один и тот же угол, проверяя это по видимым неподвижным предметам или по автоматическому прибору. Величину опускания черпаковой рамы определяют по числу оборотов роликов у подъемного полиспаста или по автоматическому прибору.

Отвалы при выемке прямым забоем отсыпают в средней части разреза, причем оси забоя, и галечных отвалов почти совпадают, а ось нижних отвалов немного смещена в сторону нерабочей сваи (см. рис. 177, а).

Слоевая выемка позволяет изменять толщину отрабатываемого слоя в зависимости от крепости пород, чем достигается наиболее полная загрузка главного двигателя, а также уменьшается средняя высота подъема пород по сравнению с выемкой поддором. Это обеспечивает лучшее использование мощности двигателя для зачерпывания пород, и наполнение черпаков возрастает. При слоевой выемке на драгу подают однородную породу, имеется возможность в случае надобности выдавать торфа отдельно от песков, что способствует повышению извлечения металла во время промывки. Пески при слоевой выемке подаются в бочку более равномерно, загружая обогатительное оборудование в зависимости от его пропускной способности и коэффициента извлечения металла.

Указанные особенности присущи всем способам слоевой выемки. При способе выемки прямым забоем упрощается организация работы, так как драгой производят выемку по всей длине забоя; ширина выемочной площадки забоя в обоих углах разреза одинакова, что способствует улучшению заполнения черпака; двигатели маневровых лебедок загружены более равномерно и лучше используются их мощности. По этим причинам способ прямым забоем создает благоприятные условия для заполнения черпаков породой, поэтому его следует применять, когда решающее значение на производительность драги оказывает процесс зачерпывания.

При разработке глубоких россыпей верхняя часть забоя 19; 20 (см. рис. 161) обрушается. Так, на Бодайбинской россыпи при подводной глубине черпания 12—22 м обрушение забоя распространялось ниже уровня воды на глубину 4—6 м. В этих условиях к слоевой выемке приступали при зашагивании на 5 м с глубины 3 м и ниже уровня воды.

На россыпях небольшой глубиной отвалы имеют малую высоту даже при сосредоточенной их отсыпке, поэтому основания отвалов 13; 18 (см. рис. 161) не касаются бортов разреза. При разработке глубоких россыпей отвалами засыпают пласт песков по бортам разреза 16; 17 (см. рис. 177, а). Высота засыпки возрастает с увеличением глубины россыпи. Засыпка пласта по обоим бортам разреза усложняет отработку россыпи, так как неизбежны потери или разубоживание песков. Поэтому выемка прямым забоем с расположением отвалов в средней части разреза в определенных условиях вызывает необходимость оставлять подводный межходовой целик.

Во время поворота драги углы кормы понтона приближаются на различное расстояние к нижним эфельным отвалам. Радиус поворота кормы в сторону рабочей сваи меньше, чем в сторону нерабочей. Поэтому при одинаковом угле поворота драги от среднего положения угол кормы понтона у нерабочей сваи оказывается на 3—5 м ближе к отвалу. Поэтому выемку прямым забоем применяют тогда, когда нижние отвалы имеют малую надводную высоту и между кормой понтона и отвалом будет обеспечен безопасный зазор при приближении кормы на это дополнительное расстояние.

Для уменьшения возможности соприкосновения понтона с отвалом углы кормы делают со скосами, и линия 6—7 наиболее близко приближается к отвалам (рис. 177, в). Точка 6 скоса кормы в стороне нерабочей сваи приближается к отвалу во время поворота драги на величину ly'', которая из треугольников 1; 5; 9 и 5; 8; 6 по работе определяется уравнением

Данное уравнение справедливо тогда, когда углы поворота драги меньше разности между прямым углом и углом скоса кормы 8 (см. рис. 177, а), т. е. при ф2<90° — е. Если драга поворачивается на большие углы, когда ф2 >90° — е, то ближе к отвалу подойдет уже точка 7 скоса кормы. В таком случае необходимо в третьем члене уравнения (197) синус заменить косинусом, а длину скоса взять не по корме, а по борту понтона, т. е. Щ'.

Угол кормы в стороне рабочей сваи при повороте на угол ф1 приближается к отвалу на меньшее расстояние по сравнению с противоположным углом кормы. Поэтому обычно угол ф1 принимается несколько больше угла ф2 и наиболее часто угол ф1>90° — е. В таких случаях наиболее близко к отвалу приближается точка 13 скоса кормы.

Аналогично из треугольников 7; 10; 12 и 12; 14; 11 имеем

где ly'', lу'' — соответственно величина приближения к отвалу скоса поворота драги в сторону рабочей сваи и в сторону нерабочей сваи, м;

Щ', Щ'' — соответственно длина скоса кормы по борту понтона и по корме понтона, м.

Данное уравнение справедливо при угле ф1 > 90° — е. Если угол ф1<90° — е, то в третьем члене необходимо косинус заменить синусом, а длину скоса взять по корме понтона.

При выемке косым забоем драгу располагают ближе к одному из бортов разреза, поэтому продольные оси забоя и драги (в среднем положении) не совпадают, а находятся на расстоянии lсд (рис. 177, б). Углы поворота драги от среднего положения разные, в сторону рабочей сваи угол поворота принимают больше половины полного угла поворота, а в сторону нерабочей сваи — меньше половины его. Выемка пород в забое производится так же, как и в предыдущем способе, т. е. слоями с поверхности россыпи. Углы поворота от среднего положения могут быть подобраны по уравнениям (197) и (198) так, чтобы расположение обоих углов кормы понтона относительно нижних отвалов было одинаковым.

При выемке косым забоем отвалы размещаются ближе к тому борту, где расположена драга, а по противоположному борту создается широкая протока. Вследствие этого даже при значительной высоте отвалов засыпается только ближний борт разреза, а удаленный от драги в сторону рабочей сваи может остаться незасыпанным 29; 30 ,(см. рис. 177, б).

При образовании широкой протоки взаимозависимость между ее шириной и глубиной (см. рис. 177, б) определяется по уравнению

где bп — ширина протоки на уровне поверхности земли, м;

hп — глубина протоки от поверхности до плотика, м;

d1' — ширина протоки по плотику между основанием верхнего (галечного) отвала и основанием борта разреза, м; ог = ctg bг (ог — угол откоса галечного отвала, град);

ор = ctg вp (вр — угол откоса борта разреза, град).

Необходимая ширина протоки обеспечивается соответствующим подбором углов полуповорота драги ф1 и ф2 по уравнению (при этом угол ф2 принимается равным наименьшему допускаемому)

где hг' — высота галечного отвала в крайней точке отсыпки над поверхностью земли, м.

Значения остальных величин указаны в уравнениях (168), (172), (187) и (199).

Выемку косым забоем применяют в следующих условиях: при значительной надводной высоте нижних отвалов во избежание соприкосновения кормы понтона с откосом эфелей; при отработке россыпи значительной глубины, чтобы предотвратить засыпку отвалами пласта песков по борту разреза; когда отвалы используют под перемычки и необходимо боковое одностороннее размещение их в разрезе; при необходимости создать вдоль борта разреза широкую протоку для водононижения.