Горные работы

16.06.2018
Разработка россыпей земснарядами во многом тождественна дражному способу: выемка пород, системы разработки, способы подготовки и способы вскрытия применяют те же, что и при дражных работах. Поэтому в данном разделе рассмотрены только особенности ведения горных работ.

Земснаряды применяют для разработки россыпей, имеющих значительный приток поверхностных и почвенных вод. Однако при высоком содержании, например, рутила (300 кг/м3) ими разрабатывают и маловодные россыпи. Так, для работы земснаряда с годовой производительностью 3,5 млн. м3 и имеющего плавучий пескопровод диаметром 520 мм (г. Фритаун, Сьерра-Леоне) в засушливое время года воду подают из речки на расстояние 10 км по водопроводу диаметром 750 мм.

Вскрытие месторождения обычно производят с расположением земснаряда в котловане. Однако на указанной выше россыпи применили вскрытие плотиной, которая имеет высоту 15 м, а длину 360 м.

На морских береговых россыпях применяют вскрытие с оставлением вдоль линии прибоя целика, которым удерживают воду и земснаряд на постоянном горизонте независимо от приливов и отливов, а также предохраняют его от волн во время шторма.

При большом количестве корней в торфах или при большой мощности торфов применяют независимый способ вскрытия двух горизонтов. На верхнем горизонте, сложенном торфами, устанавливают вскрышные машины для проведения предварительной вскрыши.

Подготовительные работы проводят так же, как и на дражных разработках.

Добычные работы отличаются от дражных наличием плавучего пескопровода, по которому пески перекачивают на промывную установку, и отсутствием у забоя отвалов хвостов. Плавучий пескопровод состоит из звеньев труб длиной 6 м, соединенных шарнирными фланцами или гибкими резиновыми шлангами. Первое звено пескопровода 7 (см. рис. 195) присоединяют к земснаряду посредством вставки 6 и поворотной сальниковой муфты 5, укрепленной на корме понтона. Эта муфта допускает поворот первого звена на ±90° от среднего положения. Наибольший угол отклонения шарнирного фланца плавучего звена относительно оси трубы 18°, что определяет линию изгиба пескопровода. Для присоединения пескопровода к его береговой части устанавливают шарнирную соединительную подъемную трубу 8 с лебедкой, расположенной на понтоне 9, что обеспечивает бесперебойную работу при колебаниях уровня воды в разрезе. Длина пескопровода обычно 0,2—0,5 км. На длинных пескопроводах каждое третье-четвертое плавучее звено снабжают шпилем — ручной лебедкой для передвижки и закрепления пескопровода.

Земснаряды приспособлены для маневрирования на свае или на канатах. Наиболее распространено маневрирование на свае; этот процесс тождествен маневрированию свайных драг. При работе с земснарядами обычно применяют смешанный способ выемки: верхнюю часть забоя от уровня воды на глубину 2—4 м отрабатывают поддором, осуществляя подрезку уступа на этом уровне с полуподшагиванием; нижнюю часть уступа отрабатывают слоевой выемкой с прямым забоем. Угол поворота 70—110°. Толщина вынимаемого слоя изменяется от 1/3 до полного диаметра рыхлителя при выемке легких пород. Величина подачи (ухода) земснаряда 1—3 м и связана с размерами рыхлителя.

В приплотиковой части после выемки пород образуются гребни, которые не могут быть зачищены. Кроме того, при выемке не полностью засасывают породы, разрыхленные рыхлителем, они оседают на дно разреза, образуя слой, так называемый просор. Мощность просора (см. рис. 195) достигает до 0,2 мощности отрабатываемого уступа. Скальный плотик зачищать земснарядом нельзя. По этим причинам земснаряды целесообразно применять для разработки россыпей, у которых пласт залегает на ложном плотике, сложенном песчаными породами. Для наиболее полной выемки металлоносных песков необходима подработка ложного плотика на глубину в зависимости от ожидаемой мощности просора. Дно разреза, сложенное рыхлыми породами, под воздействием всасывающей струи разрыхляется на глубину hp, равную 0,6—1,2 м.

Когда в торфах древних морских донных россыпей встречаются прослойки несколько сцементированных пород повышенной крепости, применяют буровзрывные работы. Скважины бурили диаметром 100 мм двумя буровыми станками, установленными на одной грузовой машине. Такая буровая установка позволяла одновременно бурить две скважины. Ряды скважин располагали на расстоянии 6,1 м, а в ряду на 8,5 м.

Во время выемки стремятся равномерно засасывать пески, не допуская очень малого или большого их разжижения. При малом разжижении песков, которое может быть вызвано обвалом верхней части уступа или выемкой слоя излишней толщины, землесос прекращает всасывание, и в пескопроводе возникают гидравлические удары, что вызывает в трубах и фланцах разрывы. За всасыванием песков наблюдают по величине разрежения (вакуума) на всасе, а также с помощью особого устройства — плотномера по величине разжижения песков или плотности гидросмеси.

При запуске землесоса необходимо предупреждать возникновение гидравлических ударов. Для этого во всас землесоса через особый клапан впускают воздух, с тем чтобы разрежение и нагрузка увеличивались постепенно, или же пескопровод перекрывают задвижкой и после запуска ее медленно открывают.

Для облегчения всасывания и предотвращения большого разрежения и кавитации во всасывающую трубу землесоса через насадки подают напорную воду. Это нагнетательное (эжекторное) устройство может включаться автоматически при достижении разрежения установленной величины.

Ролики для направления носовых бортовых канатов на земснарядах укреплены на нижнем конце черпаковой рамы, береговые ролики для бортовых канатов не применяют, поэтому канаты непосредственно прикрепляются к оттяжке мертвяка или якоря, который бросают в водоем с укрепленным на канате поплавком.

В случае необходимости земснаряды могут маневрировать на канатах. Для этого на них установлены лебедки для головного (станового) каната, а также для бортовых канатов.

Для подъема якорей и завоза их к месту установки при каждом земснаряде имеется гребная или моторная «завозня» с ручным шпилем или лебедкой для подъема якоря. Моторные завозни имеют мощность двигателя 60—100 л. с.

Необходимо различать наименьшую и наибольшую допускаемую ширину заходки (прорези).

Наиболее распространены две системы разработки — одинарнопоперечная и смежно-продольная. Поскольку вблизи земснаряда в выработанное пространство не размещают отвалы, то система разработки по существу не влияет на потери песков в межходовых целиках.

Во время морозов работа земснарядов осложняется больше, чем у драг, поскольку плавучий пескопровод вмерзает в лед, возникают разрывы пескопровода от гидравлических ударов, а также осложняется отепление пескопровода и распределение пород в гидравлические отвалы.