Сулин-Техника-и-технология-разработки-россыпей-открытым-способом. Таких пород с рыхлением и без него почти одинаковы

• Название: Таких пород с рыхлением и без него почти одинаковы
• Дата: 09.12.2021
• Размер: 133.19 Kb.
• Имя файла: Сулин-Техника-и-технология-разработки-россыпей-открытым-способом.docx
• Тип: Документы; #297249

IV до V — в 2,5—3 раза. Установлено, что при разработке пород

4. 
   и V категорий производительность бульдозеров составляет лишь 20—50% нормативной. Учитывая большой удельный вес пород IV—
   
5. 
   категорий, разрабатываемых бульдозерами на приисках Се­веро-Востока, провели исследования работы машин на разра­ботке пород с предварительным их рыхлением и без него.
   

Наблюдения проводили при вскрышных и добычных работах на 12 промышленных полигонах. Участки россыпей подбирали с соста­вом пород различных категорий и относительно постоянными гор­нотехническими условиями работы машин. Установили, что ско­рость рабочего хода машин, разрабатывающих предварительно разрыхленные рыхлителями (см. табл. 46) породы, на 10—15% выше, чем машин, производящих выемку породы без рыхления. Рыхлением обеспечивается равномерная загрузка бульдозера поро­дой на меньшем расстоянии, исключаются повторные наборы от­вала из-за встречающихся в массиве валунов и выступов коренных пород, а также «кочек» мерзлоты. Производительность машин по­вышается пропорционально снижению затрат времени на выполне­ние операций технологического цикла и увеличению объема вала породы, перемещаемой за один заезд. После предварительного рыхления производительность бульдозера при разработке пород I и II категорий увеличивается на 1,5—5%, III категории — на 15— 20%, IV —на 55—60%, V —в 1,5—1,7 раза и VI — в 2,6—3 раза.

Экономическая оценка работы бульдозеров с рыхлением пород рыхлителями и без него показывает, что на выемке пород IV—VI категорий целесообразно применять рыхлители, а на разработке пород I и II категорий предварительное рыхление не эффективно, так как незначительное повышение производительности машин не окупает затрат на рыхление. Породы III категории, за исключе­нием жирных глин и суглинков, также следует разрабатывать без предварительного рыхления: упрощается организация работ, хотя затраты труда на разработку 1000 м³ таких пород с рыхлением и без него почти одинаковы.

§ 5. Системы бульдозерной разработки россыпей

На приисках Северо-Востока разработка пород бульдозерами производится параллельными или веерными заездами при' транс­портировании торфов непосредственно в отвал, промежуточные валки, транспортные траншеи и песков — к загрузочным бункерам промприборов. На вскрыше торфов основным признаком, опреде­ляющим систему бульдозерной разработки, является не направле­ние заездов, а вид выездов. Вид и расположение выездов пред­определяют как направление заездов, так и способ отвалообразо- вания и оказывают существенное влияние на технико-экономиче­ские показатели вскрышных работ.

Различают следующие основные системы вскрыши:

параллельная — с выполаживанием борта разреза по простира­нию;

веерная — созданием траншейных выездов по бортам разреза; траншейная — с созданием на полигоне аккумулирующих транспортных траншей.

В выборе системы вскрышных работ решающим является мини­мальная себестоимость 1 м³ вскрыши. В связи с этим рассмотрим элементы систем и организацию работ.

1. Параллельная система вскрыши торфов. По этой системе вскрыши работы производятся с устройством пологого выезда по всей длине борта вскрываемого полигона (разреза). Выемка пород




Рис. 34. Схема вскрыши торфов бульдозерами по параллельной

системе




и их перемещение ведутся параллельными заездами, направлен­ными перпендикулярно оси полигона. Торфа размещаются в отвал треугольного сечения на один или оба борта разреза, как это по­казало на рис. 34. На рис. 34 видно, что работа бульдозера может быть разделена на два этапа, различно влияющих на производи­тельность машин: первый этап — работа бульдозера в пределах вскрываемого полигона; второй этап — транспортирование вскрыш­ных пород на подъем за борт разреза и производство отвалообра- зования за контуром полигона. В первом случае производитель­ность бульдозера зависит от категории разрабатываемых пород и ширины вскрываемого полигона, а во втором — от глубины разреза, размеров отвала, способа и угла отвалообразования и, наконец, от рельефа подотвальной площади, на которой размещаются торфа. Поэтому при проектировании и производстве вскрышных работ осо­бое внимание должно быть уделено наиболее экономичным вари­антам устройства выездов и способов отвалообразования, оказыва­ющих решающее влияние на себестоимость 1 м³ вскрыши торфов.

Устройство выездов производится путем срезки породы наклон­ными слоями на подъем по мере углубления разреза. Устраивать пологие выезды рекомендуется под углом 12—14°. Выемку пород при этом следует производить горизонтальными слоями до проект­ной линии пологого откоса вместе с проведением вскрышных работ по мере углубления разреза. В практике вскрышных работ разли­чают три варианта создания пологого выезда (рис. 35):










Рис. 35. Схемы создания пологого выезда и отвалообразования при парал­лельной системе вскрыши торфов:

а — обычно применяемая; б—в — рациональные варианты устройства выездов и отвало­образования




с устройством всего пологого выезда за пределами контура (рис. 35, а);

с устройством половины выезда в контуре и другой половины за границами вскрываемого полигона (рис. 35,6);

с устройством выезда внутри полигона (рис. 35, в).

В первом варианте расстояние от контура до начала отвала и дополнительный объем пустых пород являются максимальными, что значительно удорожает себестоимость вскрышных работ. Во втором варианте дополнительный объем уменьшается на 2/3 по сравнению с первым, а расстояние от контура до начала отвала сокращается наполовину. В третьем варианте дополнительные объ­емы выемки пустых пород вовсе исключаются, и расстояние от кон­тура до начала отвала будет минимальным. Выезд в пределах полигона рекомендуется создавать в тех случаях, когда ширина основания целика, оставленного внутри разреза, составляет мень­ше 1/3 ширины полигона. На узких полигонах этот вариант выез­дов не рекомендуется. Выемку вскрышных пород из целика оставленного откоса в пределах полигона следует производить в два приема. Первоначально — продольными, а затем — попереч­ными заездами бульдозера по откосу с последующим выездом в отвал. Расстояние между выездами при выемке целиков горизон­тальными слоями составляет: при мощности торфов до 3 м — 60 м, при мощности торфов 4—5 м — 100 м.

Отвалообразование производится обычно под некоторым по­стоянным углом с развитием отвала за счет наращивания его по линии естественного откоса (рис. 35, а). Бульдозер с грузом под­нимается на максимальную высоту и оттуда сталкивает породу под откос. Скатываясь, порода теряет половину высоты, на которую она была поднята, и работа, затрачиваемая на ее подъем, оказывается непроизводительной. Вместо такого малоэкономичного способа наращивания отвала следует применять более рациональное по­слойное отвалообразование (рис. 35, бив). При послойном способе отсыпка отвала производится горизонтальными слоями толщиной 0,8—1,2 м. Чтобы не выполнять планировочные работы на отвале, слои наращиваются попеременно наступающим и отступающим фронтом. Такая организация отвалообразования позволяет обеспе­чить среднюю высоту подъема бульдозера в два раза меньше, чем при отсыпке отвала с наращиванием слоев по линии естественного откоса. Применение описанного послойного способа наращивания отвала обеспечит повышение производительности бульдозера при отвалообразовании до 25% по сравнению с применяемым (рис. 35, а), а в среднем на вскрышных работах на 10—12%.

На приисках Северо-Востока значительная часть россыпных месторождений, расположена в долинах рек и ручьев, имеющих большие уклоны и крутые увалы, неудобные для отвалообразова­ния. На таких увалах и косогорах резко снижается емкость торфя­ных отвалов. Увеличить емкость отвала в этих случаях можно только за счет его высоты, но при этом увеличивается угол подъема бульдозера на отвал, который не может превышать 14—28° (в зави­симости от типа бульдозера). Для сохранения предельных углов подъема машины при транспортировании вскрышных пород к месту их складирования заезды бульдозером целесообразно производить не перпендикулярно оси полигона, как это показано на рис. 34, а под острым углом в сторону падения долины.

При вскрыше торфов на полигонах, где рельеф подотвальной пло­щадки имеет крутой подъем или не принимает (по предельным уг­лам подъема бульдозера) объем вскрышных пород, рационально применять комбинированное отвалообразование. Сущность его со­стоит в том, что одна или две трети объема торфов вскрывается по обычной системе параллельными заездами, с образованием отвала под прямым углом к оси полигона, а остальная часть торфов вскрывается комбинированно и порода укладывается на ранее об­разованный отвал под острым углом к оси полигона (долины) (рис.36). Во избежание бокового крена бульдозера поверхность до* рожки (в поперечном сечении) должна быть горизонтальной, а поверхность отвала — ступенчатой формы. Ширина уступов при этом не должна превышать ширину ножа бульдозера на 1,5—2 м. Применение комбинированного способа отвалообразования позво­ляет повысить производительность машин на 3—8%, увеличить емкость отвала на минимальной подотвальной площади и произво­дить вскрышные работы на месторождениях в долинах каньоно­образного типа [29].

2. Веерная система вскрыши торфов. Вскрышные работы по этой системе производятся радиальными заездами бульдозера по поли­гону в направлении к выездным траншеям. Разработанные породы сначала транспортируются и складируются в перевалочные валки,.




Рис. 36. Схема комбинированного отвалообразования при параллельной системе

вскрыши торфов




а затем перетранспортируются через выездные траншеи в постоян­ные отвалы секторной формы (рис. 37). Эта система наиболее рас­пространена на полигонах шириной 40—50 м с мощностью торфов 3—4 м при размещении торфов на оба борта разреза.

Расстояния между выездными траншеями. В практике вскрыш­ных работ стремятся к увеличению расстояний между траншеями. Однако излишне большие расстояния между ними приводят к сни­жению производительности бульдозеров, слишком малые ведут к увеличению дополнительных объемов ГПР. Поэтому при проекти­ровании необходимо серьезное внимание обращать на расчеты по определению количества выездных траншей на полигоне исходя из условия минимальных затрат на его подготовку к добычным рабо­там. Расчетные расстояния между выездами при двустороннем от- валообразовании М для бульдозеров Д-494А и Д-532 приведены в табл. 50.

Если на вскрыше торфов используются бульдозеры с мощностью двигателя 180 и 385 л. с., то к расстояниям, указанным в табл. 50, необходимо применить поправочные коэффициенты:

при глубине выемки 3 м — соответственно 1,75 и 2,3 „ „ „ 4м— „ 1,6 „2,1

„ „ „ 5м— „ 1,4 „1,9

Из табл. 50 видно, что чем шире полигон, тем-меньшее расстоя­ние между выездными траншеями. Чем больше мощность вскрыва­емых торфов, тем больше расстояние между траншеями. Эта зави­симость сохраняется во всех случаях.




Рис. 37. Схема вскрыши торфов бульдозерами по веерной системе





Таблица 50

Расчетные расстояния между выездами, м

Мощность торфов, м	Ширина полигона		' м
	20	40	60
2	20
3	30	20	—
4	40	30	—
5	50	40	30

Примечание. Пропуски в табл. 50 означают, что при этих параметрах россыпи должна применяться система с па­раллельными заездами.





Отвалообразование при веерной системе вскрышных работ про­изводится послойно-радиальными заездами бульдозера. Угол подъ­ема на отвал находится в пределах 14—28°. Секторный отвал

представляет собой [37] часть тела вращения треугольника (рис. 38), в связи с чем емкость отвала определяется как раз­ность объема усеченного конуса с радиусами оснований R₃ и /?₄ и конуса с радиусом основания /?₄ при одинаковой их высоте h₀. Выразив R₄ и h₀ через R₃ и тригонометрические функции углов, емкость секторного отвала Усек в плотной массе определится из




/₀ sin Во cos a₂ \ s.a(fe + a₂))^T



Рис. 39. График для определения объема на один градус секторного отвала в зависимости от радиуса и угла отвалообразовапия

(68)
выражения



^сек

360 • 3k
sin (Р₂ + a₂)

где l₀ — длина отвала в основа­нии, м;

Р2 — угол образования отва- ла, ..,°;

«2 — угол естественного от­коса отвала, ..,°;




Рис. 38. Схема расположения выезд­ных траншей и отвалов торфов на горизонтальной и наклонной пло­щадке (пунктиром показан отвал на горизонтальной площадке, сплошной линией — на наклонной площадке)









4=7

У сек^р Sin р₂ COS 0С₂ sin (р₂ + ^а2)

sin р₂ sin a₂ sin (Р₂ + а₂)

(69)
у — угол разворота сектора отвала, ...°; k_v — коэффициент разрыхления породы, откуда формула длины отвала по основанию /₀ примет вид

Изменение объема торфов, приходящееся на один градус сек­тора отвала у в зависимости от радиуса R_z и угла отвалообразо- вания (З2, характеризуется графиком рис. 39. Зная объем торфов на полигоне и объем траншей, приходящихся на один выезд, а также угол сектора, можно определить радиус отвала. Например, для Усек = 2400 м³ (в плотной массе) с углом сектора у = 50° и углом образования отвала ^2 = 8° объем, приходящийся на один градус сектора, равен 2400:50 = 48 м³. По графику рис. 39 при р₂ = 8° объем отвала равен 48 м³, соответственно /₀ = 44 м.










1> ср “I^- ^от *"f" ^

■у»

(70)

где среднее расстояние грузового хода на полигоне определяется приближенно по формуле

In-

Y

+(0,55 В_а)\

(71)
Среднее расстояние транспортировки при работе бульдозеров по веерной системе с созданием выездных траншей включает: сред­нее расстояние грузового хода по полигону //, длину выезда /в', среднее расстояние грузового хода по отвалу W и увеличение рас­стояния за счет подъема, учитывающее подъем на выезде и отвале

где W — расстояние между выездами, м\

В_и — ширина полигона, м.

Расстояние на выезде определится из выражения



(72)
/ h_T cos а₀

^в Sin (а₂ — 5) ’

где h_T — мощность торфов, м;

ао — угол подъема выезда, ...°; б — угол подъема борта долины, ..,°.

Среднее расстояние транспортировки на отвале рекомендуется принимать равным /_от = 0,78/?₃.

3. Траншейная система вскрыши торфов. Рассматриваемая си­стема вскрыши (рис. 40) применяется в основном при разработке россыпей, расположенных на террасах, склонах долин и в поймах рек с большим уклоном рельефа, породы которых имеют высокое содержание глины, ила, супесей и льда [57].

Организация работ на полигоне начинается с последовательного проведения ряда параллельных аккумулирующих транспортных траншей в поперечном или параллельном к оси полигона направ­лении. Ширина траншей делается равной длине отвала бульдозера (рис. 40, а), а при значительных расстояниях перемещения пород иногда удваивается (рис. 40,6). Углубляются траншеи обычно на 0,4 м, а иногда достигают 0,6—0,8 м. Проходка траншей начинается за контуром полигона от самой низкой отметки поверхности. Вы­емка пород при углублении траншеи (рис. 40, траншея II) произво-



129
9 Заказ № 490



10-15,0 10-15,0



Рис. 40. Схемы комбинированной системы вскрыши торфов: а — траншейно-веерная; б —ч траншейно-параллельная при спаренной работе машин
дится короткими (3—4 м) заездами бульдозера в последователь­ности, указанной на рис. 40 цифрами 1,2 и т. д. Порода в этом случае перемещается не только до конца траншеи, но и на не­сколько метров вперед. Там она накапливается, затем за один ход

транспортируется в большем объеме. Разжиженные породы, пере­мещенные до конца траншеи, выталкиваются на наклонную по­верхность, по которой они растекаются под уклон. После того как траншея пройдена до конца (т. е. до противоположного контура полигона), бульдозер веерными заездами, показанными на рис. 40, а стрелками под углом 30—40° к оси траншеи, приступает к выемке вскрышных пород. При этом ширина разрабатываемой ленты

с каждой стороны траншеи составляет 10—15 м, а выемочного участка — 20—30 м.

В практике вскрышных работ также встречаются обводненные участки россыпи, на которых ило-глинистые породы по мере их оттаивания превращаются в плывун и не поддаются транспорти­ровке отвалом бульдозера.

В этом случае применяют спаренную работу машин по парал­лельной системе (рис. 40,6). Как видно из рис. 40,6, разрабаты­ваемые породы складируются в аккумулирующие транспортные траншеи, по которым они транспортируются за пределы полигона. Благодаря углублению траншеи объем перемещаемых пород вы­сокой влажности за один заезд бульдозером достигает 4—5 м³, а при спаренной работе 12—16 м³.

§ 6. Организация бульдозерной вскрыши торфов зимой

Бульдозерная выемка пород зимой производится по той же па­раллельной системе вскрыши, что и летом (см. рис. 34). Однако установившийся порядок производства вскрышных работ на при­исках Северо-Востока в зимний период по подвиганию забоев можно считать уступной системой вскрыши.

Организация работ по уступной системе вскрыши сводится к проведению (с помощью БВР) основных и буровых траншей на всю мощность вскрываемого слоя пустых пород, с последующим развитием бортов основных (разрезных) траншей как рабочих уступов по простиранию россыпи. Величина уступов определяется принятым способом подготовки пород к выемке.

Разрыхленные породы из разреза убирают в плоский отвал или складируют у борта (при экскаваторном отвалообразовани’и); при этом бульдозер движется параллельными заездами. Производи­тельность бульдозеров как при рыхлении пород с помощью верти­кальных, так и горизонтальных взрывных скважин изменяется лишь под влиянием крупности дробления. Так, при выходе крупнокуско­вой фракции (куски более 0,5 м³) породы до 3% общего объема производительность машин практически не изменяется; при выходе ее от 3 до 8% (в среднем 5%) она снижается до 10%, а при выходе негабарита 8—15% уменьшается на 15—30%.

Во время опытных работ были рассмотрены две схемы бульдо- зирования пород: при расположении горизонтальных скважин па­раллельно (рис. 41, а) и перпендикулярно (рис. 41,6) уступу. Установлено, что при рыхлении пород с помощью минных шцуров, вертикальных и горизонтальных скважин, которые расположены перпендикулярно уступу, когда применяется схема В, выемка по­род производится только с подрезкой их одним бортом отвала бульдозера. В связи с этим на 15—25% снижается скорость рабо­чего хода и происходят поломки навесного оборудования (простои из-за которых достигают 15—20%). При изменении организации работ по этой же схеме и равномерной выемке пород по всей