Лекции по "Геологии"

Проведение траншей многоковшовыми экскаваторами применяется в  мягких породах на тех карьерах, где эти экскаваторы являются вскрышными или добычными.

Бестранспортные способы  проведения траншей

Бестранспортные способы  проведения траншей применяют в  тех случаях, когда один или оба  борта траншеи достаточно устойчивы  и имеется возможность разместить на них породу, вынимаемую из забоя.

При этих способах применяют экскаваторы  с большими рабочими параметрами – драглайны, реже механические лопаты. Драглайнами обычно проводят траншеи в мягких породах, не требующих буровзрывных работ. Мощные драглайны с ковшами емкостью более 6 м³ можно использовать при проведении траншей в полускальных породах, разрабатываемых с помощью БВР. Использование рабочего времени экскаватора при бестранспортных способах достигает 0,9 – 0,95, что связано с отсутствием задержек возникающих при погрузке в средства транспорта.

Проведение траншей  драглайном с размещением породы на обоих бортах (9.11) широко применяется при проведении внешних капитальных траншей в период строительства карьера.

Возможные глубина и ширина траншеи  при этом способе зависит от рабочих  размеров экскаваторов, ФМС пород  и расположения экскаватора относительно оси траншеи.

Проходку ведут либо при условии  установки драглайна по оси траншеи  либо зигзагообразно.

В первом случае параметры траншеи  определяются из условия равенства  объемов породы, вынимаемой из траншеи  и возможных объемов навалов на обоих бортах траншеи:

V_T k_P ≤ 2V_O

k_P - коэфф. Разрыхления

 

При этом глубина траншеи не должна превышать глубины черпания экскаватора. Высота навала не должна превышать  высоты разгрузки драглайна.

Расстояние от оси траншеи до центра навала не должно превышать радиуса разгрузки драглайна.

Второй случай используется при  необходимости проведения траншеи  с более широкими параметрами. Экскаватор смещен относительно оси и может  отбрасывать породу дальше от траншеи.

Траншеи больших размеров проводят за несколько проходов драглайна. При этом одновременно может работать несколько драглайнов.

Проведение траншей  драглайном с размещением породы на одном борту 

Чаще применяется при проведении разрезных траншей в период строительства  карьера. Для увеличения радиуса действия может использоваться зигзагообразный ход.

Проведение траншей  драглайнами с переэксавацией породы

Применяют обычно в том случае, когда рабочие параметры драглайнов недостаточны для создания выемки заданных параметров. При этой схеме проводят траншею неполного сечения, размещая породы во временный отвал. Затем драглайн перемещает породу из временного отвала дальше от борта. После этого вынимается вторая заходка и траншея расширяется до нормального сечения. Обычно, при этой схеме используют два драглайна.

Бестранспортное проведение траншей (полутраншей) на косогорах

Осуществляется обычно мехлопатами (рис 9.13), при этом экскаватор сбрасывает породу под откос. Высота отвала породы от уровня стояния экскаватора не должна превышать высоту разгрузки экскаватора.

 

Классификация вскрывающих выработок и способов вскрытия

 

Вскрывающие выработки различают по расположению траншей относительно контура карьера (внешние и внутренние), по форме трассы (прямые, петлевые, тупиковые и спиральные рис. 249 из Борисова и 12. 8 из Хохр.), по расположению относительно центра карьера (фланговые и центральные).

Вскрытие внешними траншеями используют при отработке пологих, неглубоко залегающих месторождений, иногда для верхних горизонтов крутопадающих месторождений. Применяют вскрытие либо отдельными траншеями (вскрывают не более трех горизонтов, на косогорах может быть и больше), либо группой траншей (общими или групповыми). Рис. 248 из Борисова и 10.5 из Хохр. В этом случае каждая траншея, вскрывающая нижележащий горизонт, проходится внутри траншеи верхнего горизонта. Число уступов, вскрываемых общими траншеями, достигает 5 – 6. При групповом вскрытии одна группа траншей вскрывает породные горизонты, другая – добычные. При этом вскрытие может осуществляться с двух флангов при тупиковом фронте работ или сквозном. Рис. 10.4 из Хохр., и с одного фланга.

Вскрытие двумя флангами, создающими тупиковый фронт и возвратное движение обычно применяется при большой длине карьерного поля, когда целесообразно рассредоточить потоки вскрышных пород и полезного ископаемого по разным направлениям.

Расположение траншей на одном  фланге карьера целесообразно использовать при разработке месторождений с  небольшими запасами, при небольшой  производительности карьера, при незначительной глубине залежи.

Центральное расположение траншей  используется очень редко. Это позволяет сократить дальность транспортирования, но траншеи располагаются в выработанном пространстве, где необходимо оставлять целики, ведущие к потерям п.и.. Поэтому вскрытие центральной траншеей применяется только на очень пологих и горизонтальных месторождениях, при небольшой мощности вскрышных пород (с небольшой глубиной залегания полезного ископаемого). При большой длине карьера используют вскрытие центральной траншеей в комбинации с фланговыми.

На флангах располагают обычно, отдельные и групповые траншеи, а на одном фланге и в центре – общие (10.5 – хохр.). Групповые отличаются от общих тем, при групповом вскрытии одна группа траншей используется для транспортировки п.и, а другая для вск. породы. По общим траншеям осуществляется транспортировка как п. и так и вск. породы.

 2. Вскрытие внутренними траншеями осуществляется вследствие расположения траншей внутри контура карьера и применяются в основном для вскрытия средних и глубоких карьеров, при крутом угле падения залежей, также может использоваться и при вскрытии пологих месторождений. При этом способе сокращается объем породных работ. Внутренние траншеи аналогично внешнему вскрытию могут быть отдельными, групповыми или общими. Трасса капитальных траншей, может быть, простой или сложной. Простая – если она имеет одно направление по всей длине, и сложной, если она состоит из двух или нескольких участков разного направления. В последнем случае отдельные участки трассы соединены между собой петлями, кривыми или тупиками, соответственно с этим траншеи называют петлевыми, спиральными или тупиковыми (рис. 249 из Борисова и 12. 8 из Хохр.).

 

Классификация и краткая  характеристика систем открытой разработки

 

Системой открытой разработки называется определенный порядок выполнения во времени ив пространстве подготовительных, вскрышных и добычных работ в границах карьера.

Системы открытой разработки не отличаются таким многообразием. Как системы  подземной разработки. Из существующих классификаций систем разработки наибольшее распространение получили классификации академика Мельникова и профессора Шешко.

В основу этих и ряда других классификаций  положен способ перемещения вскрышных  пород в отвалы.

В таблице приведена упрощенная классификация систем разработки, основанная этом принципе (способ перемещения пустых пород в отвалы).

Приведенная классификация не является исчерпывающей и отражается и  отражает только основные системы разработки, применяемые в горно-рудной промышленности.

Класс	Группа
I. Бестранспортные	1. Простая 2. С кратной перевалкой
II. Транспортно-отвальные	1. С применением консольных отвалообразователей. 2.С применением траспортно- отвальных  мостов.
III. Транспортные	1. Со вскрытием тупиковыми съездами. 2. Со вскрытием спиральными съездами.
IV. Комбинированные	1. С сочетанием I и III классов. 2. С сочетанием II и III классов.

 

 

 

Бестранспортные системы разработки

 

При бестранспортных системах отработки  вскрышные породы в основном складируются в выработанное пространство (внутренний отвал).

При этих системах перемещение пустых пород в выработанное пространство осуществляется вскрышными экскаваторами  типа прямой механической лопаты или  драглайном. На рис. 253 из Борисова показана схема бестранспортной системы с перелопачиванием в выработанное пространство драглайном. Детали простой бестранспортной системы приведены на рис. 254 из Борисова.

1 – внешняя отдельная фланговая  траншея; 2 – съезд для экскаватора  (въездная траншея на добычной  горизонт, если транспортирование  будет вестись по почве пласта); 3 – широкая разрезная траншея; 4 – пустые породы на нерабочем борту; 5 – разрезная траншея по руде (проходится добычным экскаватором).

Часто для обеспечения второго  выезда из карьера на другом фланге месторождения также проходят въездную траншею 6.

В этом случае если длина фронта работ  достаточна, уступ делят на два  блока с одновременным производством  вскрышных и добычных работ в  разных блоках.

В тех случаях, когда мощность вскрыши  значительна и параметры вскрышного экскаватора недостаточны для полного размещения породы в выработанном пространстве, применяют системы с кратной перевалкой пустых пород (рис 255 из Борисова). Иногда (особенно при разработке россыпных месторождений) вскрышные и добычные работы выполняют одним драглайном попеременно. Такой вариант бестранспортной системы называется «экскаватор – карьер».

Основными достоинствами бестранспортных  систем является низкая себестоимость 1 т руды, простота производства работ, особенно при схеме «экскаватор  – карьер».

Применение мощных вскрышных экскаваторов значительно расширяет область применения этой системы разработки. Драглайны с емкостью ковша более 10 м³ можно применять и на экскавации скальных пород, предварительно разрыхленных взрывом.

Недостаток систем – жесткая  взаимосвязь между вскрышными и добычными работами, не позволяющая создать большие запасы руд, готовых к выемке.

Транспортно-отвальные  системы разработки

При транспортно-отвальных системах разработки для перемещения вскрыши  в выработанное пространство применяют  консольные отвалообразователи или транспортно-отвальные мосты. Вскрышные и добычные работы ведут многочерпаковыми экскаваторами (цепными или роторными), реже применяют прямые мехлопаты.

Схема системы разработки с перемещением породы во внутренние отвалы консольным отвалообразователем приведена на рис. 256 из Борисова. (он состоит из ходовых тележек 1, с металлоконструкциями 2, которые служат основанием для конвейера. Экскаватор 3 грузит породу в бункер 4 отвалообразователя, и ленточный конвейер перемещает породу в отвал 5. Отвалообразователи выпускают на гусеничном и шагающем ходу.

Обобщенные показатели консольных отвалообразователей:

- длина отвальной консоли, м  – 40 – 180;

- высота разгрузки от уровня  установки, м – 10 – 60;

- ширина конвейерной ленты, мм  – 900 – 2000;

- общий вес отвалообразователя, т – 100 – 2000;

- производительность, м³/ч – 300 – 5500.

Достоинства – отработка месторождений  с большой мощностью вскрыши (до 30 – 50 м).

Недостатки – жесткие условия  применения (пологие залежи относительно небольшой мощности, при мягких вскрышных породах).

Транспортно-отвальные  мосты (рис. 257 из Бор.)

Отличаются от консольных наличием длинной мостовой фермы 1, расположенной на самоходных опорах, - забойной 2 и отвальной -3.

Высота опор должна допускать размещение под мостовой фермой добычного оборудования. Опоры моста передвигаются вдоль уступов карьера по многониточным рельсовым путям 4. Транспортно-отвальные мосты работают в сочетании с многочерпаковыми  экскаваторами, порода от которых поступает на ленточный конвейер моста и в конце консольной фермы 5 разгружается в отвал.

Характеристика крупного отвального моста

- общая длина, м – 336

- длина отвальной консоли -, м  – 140

- расстояние между опорами моста,  м – 175 + 15

- наибольшая высота отвала, м  – 14

- скорость хода, м/мин – 6

- ширина главного конвейера,  мм – 1800

- вес моста, т – 3000

- теоретическая производительность, м³/ч ( в целике) – 3300.

Транспортные  системы разработки

Транспортные системы разработки характеризуются перемещением пустых пород в отвалы средствами колесного или конвейерного транспорта. Эти системы применяются при самых разнообразных горногеологических условиях залегания месторождения, поэтому получили более широкое распространение.

В большинстве случаев они применяются  при наклонных и крутопадающих пластах или мощных залежах, когда нет возможности разместить отвалы внутри карьера. Поэтому пустые породы вывозят за пределы карьера во внешние отвалы.