Лекции по "Геологии"

Экскаваторные отвалы при ж/д транспорте

На экскаваторных отвалах  для размещения породы используют экскаваторы (мехлопаты, драглайны и многоковшовые  экскаваторы – абзетцеры).

Технология  отвалообразования с применением  мехлопат. Этот способ отвалообразования получил в настоящее время наибольшее распространение и имеет следующие особенности. Отвальный уступ высотой от10 до 40 м разбивается на два подуступа (см. сх.). Экскаватор располагается на кровле нижнего подуступа, которая ниже кровли верхнего подуступа на 4 – 7 м и где располагаются рельсовые пути.

Порода разгружается из думпкаров в приемную яму отвального экскаватора, имеющую длину 20 – 25 м, глубину (ниже горизонта установки экскаватора) 0,8 – 1, 0 м и вместимость 200 – 300 м³. Экскаватор переваливает породу в трех направлениях: вперед по ходу экскаватора, в сторону под откос отвала и назад, создавая при этом отвальную заходку, высота которой должна быть выше уровня ж/д пути на 0,5 – 1, 0 м. Это превышение рассчитано на усадку породы.

Ширина отвальной площадки должна удовлетворять следующим условиям:

 

А_О = k_п(R_Ч + R_Р);

 

А_О = R_Ч –

где k_п – коэффициент использования линейных параметров экскаватора (0,85 – 0,9); R_Ч , R_Р - радиусы черпания и разгрузки экскаватора. м; l_б - длина фронта разгрузки (бункера), равная длине 1,5 – 2, думпкаров.

После разгрузки породы откос уступа принимает прямолинейный профиль с углом, близким к углу естественного откоса пород.

Размещение породы экскаватором может производиться с отсыпкой верхнего и нижнего подуступов одновременно. В случае неустойчивых отвалов первоначально отсыпается нижний подуступ длиной 100 м и более, после чего экскаватор при обратном ходе засыпает верхний подуступ, затем операция повторяется.

При устойчивом основании  и крепких устойчивых породах  отвал отсыпается на всю высоту. После отсыпки заходки экскаватор выводят на поверхность отвала и отгоняют холостым ходом или перевозят на платформе к началу следующей заходки, что является существенным недостатком

К достоинствам экскаваторного отвалообразования относятся:

1) более высока производительность трудящихся благодаря меньшей трудоемкости передвижки путей, которая обычно производится звеньями с помощью кранов;

2) высокая производительность  отвального тупика;

3) возможность устройства  отвалов в самых различных  условиях, в том числе на заболоченных площадях.

Основным недостатком  является потребность в больших  капвложениях из-за необходимости использования  на переэкскавации породы дорогостоящих  машин – экскаваторов.

Отвалообразование драглайнами при ж/д транспорте. Такой способ впервые был освоен на карьерах Соколовско-Сарбайском ГОК(е).

Процесс отвалообразования аналогичен процессу отвалообразования мехлопатами. Наибольшее распространение получили две схемы отсыпки: однотупиковая (а, сх. ) комбинированная (б). при первой схеме ж/д путь и драглайн располагаются на кровле отвального уступа, отсыпаемого сразу на всю высоту. Порода из приемного бункера экскавируется драглайном вперед по ходу экскаватора и сбоку под откос отвала. Максимальная ширина отвальной заходки ( в м):

 

А_о = R_Р +

 

где R_Р, R_Ч - радиусы черпания и разгрузки драглайна, м; l_б – длина приемного бункера, м. Чем больше ширина заходки, тем больше шаг переукладки путей и угол поворота драглайна и меньше его техническая производительность.

При второй схеме с комбинированной отсыпкой драглайн располагается на предотвале, который отсыпается с опережением на величину радиуса разгрузки.

Применение драглайнов для отвалообразования по сравнению  с мехлопатами имеет следующие  преимущества:

1) при одинаковой емкости  ковша ширина заходки увеличивается в два – четыре раза, что существенно снижает трудоемкость работ по передвижке ж/д путей;

2) вследствие большей  емкости приемного бункера уменьшается  время разгрузки локомотивсостава  и повышается производительность  ж/д транспорта;

3) более длительный  срок службы ж/д пути, поэтому можно его устраивать более капитальным и применять мощный подвижной состав и возможно увеличение высоты яруса отвала; снижается трудоемкость по переукладке путей;

4) более высокая эффективность отвалообразования рыхлых и обводненных пород, а также в условиях сложного рельефа (косогоры, овраги) и при слабых основаниях.

Недостатками являются:

1) высокие капитальные  затраты;

2) сравнительно невысокая  производительность драглайнов  на 1 м³ породы, уложенной в отвал.

Несмотря на это драглайны успешно применяются на отвалах.

Отвалообразование многоковшовыми экскаваторами при  ж/д транспорте.

В этом случае применяются  так называемые абзетцеры (схема). По сравнению с обычными многоковшовыми экскаваторами абзетцеры имеют  короткую раму, приспособленную для черпания из траншей шириной 1, 5 – 2,5 м. Разгрузочный механизм имеет консольную форму с ленточным конвейером. Для выравнивания поверхности отвала перед передвижкой ж/д путей абзетцеры снабжены специальной ковшовой рамой длиной 10 – 15 м.

Технология и организация работы многоковшового экскаватора по размещению породы в отвале заключается в следующем. Экскаватор, передвигаясь по фронту работ, черпает ковшом породу, разгруженную из думпкаров в приемную траншею, и затем разгружает ее на отвальный ленточный конвейер.

Многократно передвигаясь по фронту отвального тупика, экскаватор, изменяя угол поворота разгрузочной консоли, заполняет свободное пространство шириной 10 - 40 м. После заполнения отвала на ширину заходки поверхность планируют, а пути передергивают в новое положение.

К основным преимуществам  отвалообразования многоковшовыми экскаваторами относятся большая высота отвала и большая приемная способность его, а также высокая производительность многоковшовых экскаваторов.

Отвалообразование транспортно-отвальными мостами и консольными отвалообразователями.

Транспортно-отвальный  мост работает вместе с роторным экскаватором. Он обычно изготавливается для каждого карьера индивидуально и опирается на специальные самоходные опоры, одна из которых может быть располагается на породном уступе, другая на отвальном подуступе ( в любых вариантах).

Консольный отвалообразователь представляет собой консольно установленный  конвейер длиной  до 225 м с углом наклона 17 – 18 градусов. Длина приемной консоли 60 м.

 

Отвалообразование при автомобильном транспорте

Для отвалообразования  при автомобильном транспорте в  настоящее время используются мощные бульдозеры. При использовании автосамосвалов особо большой грузоподъемности (более 110 т) целесообразно применение драглайнов.

Бульдозерное отвалообразование  при автомобильном транспорте заключается  в разгрузке автосамосвала, планировки поверхности отвала и устройства главной и временной дорог.

Автосамосвалы разворачиваются  на временной автодороге и задним ходом подъезжают к месту разгрузки. Разгрузка автосамосвалов небольшой грузоподъемности (до 40 т) производится на расстоянии 1 – 2,5 м от верхней бровки отвала. При этом часть выгружаемой породы скатывается непосредственно под откос.

Планировка поверхности  производится бульдозерами, которые сдвигают под откос выгружаемую на ней породу. Как правило бровка откоса укреплена предохранительным валом.

При бульдозерном отвалообразовании  высота отвального уступа (яруса) зависит  от устойчивости пород и обычно составляет 15 – 30 м.

На отвалах применяются  обычно две схемы работ: 1) разгрузка  автомашин и планировка отвальной  бровки совмещаются на одном участке; 2) разгрузка автосамосвалов и планировка отвальной бровки производятся на различных  участках. Вторая форма удобней.

Общая длина фронта работ отвального участка, включая длину разгрузочной, планируемой и резервной площадок, которые колеблются от 100 до 500 м и зависит от числа одновременно работающих автосамосвалов.

Ночью отвал освещается прожекторами или лампами. Разгрузочная площадка выполняется с уклоном внутрь отвала в три градуса.

Основными параметрами, характеризующими отвальные работы при транспортировании пород автомобилями, являются: длина фронта отвального участка и всего отвала, число участков. Высота отвала, шаг переноски отвальной автодороги, приемная и пропускная способность отвала, продолжительность загрузки и подготовки отвального участка, объем бульдозерных работ и необходимое число бульдозеров и при заданном объеме работ.

Отвал обычно состоит  из трех участков равной длины по фронту разгрузки. Один рабочий, другой резервный и на третьем ведутся планировочные работы.

Длина фронта отвального участка должна допускать одновременную  разгрузку заданного числа машин.

Если в работе находится N автосамосвалов, то одновременно разгружаются:

 

N_O = N (t_P.M/t_P), где t_P.M – продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале (60 – 100 с); t_P – техническая продолжительность рейса, с.

Длина фронта разгрузочной площадки (в м): l_П = N_Ob, где b – ширина полосы, занимаемой автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (15 – 20 м).

Длина фронта отвала (в м) : L = 3l_П.

Объем бульдозерных работ (в м³0 : Q_B = П_В k_З, где П_В - количество породы, принимаемой на отвал; k_З - коэффициент заваленности, характеризующий объем породы, остающийся на поверхности отвала и надлежащей планировке бульдозером (0,4 – 0,7).

Достоинства.

1. Простота работ на отвале.

2. Возможность быстрого строительства.

3. Небольшие затраты на отвалообразование.

4. Низкие капитальные затраты  на оборудование.

Бульдозер является не только отвальной  машиной, но и основной машиной для  строительства и ремонта дорог  карьерных дорог, и других работ.

Средняя производительность бульдозеров мощностью 70 квт и 180 квт составляет на отвалах около 1500м³ в смену в скальных породах.

Экскаваторное отвалообразование  при автомобильном транспорте.

При бульдозерном отвалообразовании  большое значение имеет обеспечение  безопасных условий при разгрузке  автосамовсалов, особенно грузоподъемностью  свыше 75 т. Для исключения схода автосамосвалов под откос отвалов они должны разгружаться на расстоянии не менее 5 м от бровки. Поэтому почти вся порода выгружается на площадку. В результате чего возрастает нагрузка на бульдозеры. Кроме этого возникает необходимость снижать высоту отвала. Использование тяжелых автосамосвалов на строительстве отвальных дорог, которые устанавливаются через 35 – 50 м, требует больших затрат.

Для повышения безопасности работ  используют экскаватор драглайн.

Параметры забоя приведены на схеме.

На первом этапе развития автомобильного отвала заполняют нижний ярус, состоящий из двух подуступов. Драглайн располагают на несколько метров ниже транспортного горизонта на кровле нижнего подуступа и, черпая породу из приемного бункера, заполняет нижний подуступ. Также драглайн может заполнять и верхний подуступ.