Способи ведення гірничих робіт

Особливості відкритого способу розробки.

Спосіб видобутку – це сукупність спеціальних технічних засобів і безпечних економічно доцільних технологічних процесів по оголенню корисних копалин, відділенню його від масиву гірничих порід і видобуванню на поверхню.

Розрізняють наступні способи видобутку корисних копалин: підземний; відкритий; дражний; підводний (з дна морів і океанів); физико-хімічні (геотехнологічні).

Підземний спосіб розробки корисної копалини відповідає по своєму призначенню веденню гірничих робіт нижче відмітки денної поверхні в спеціально пройдених гірничих виробках, що сполучаються з денною поверхнею за допомогою вертикальних або похилих стволів.

При підземному способі корисні копалини витягуються з надр землі під крівлею налягаючих порід і видаються на поверхню через спеціальні гірські виробки. Глибини видобутку залежать від застосовуваної техніки та потреби в мінеральній сировині. На крупних підприємствах підземного способу видобутку глибина розробки сягає 1 км та більше.

Відкритий спосіб розробки корисної копалини відповідає по своєму призначенню виробництву гірничих робіт безпосередньо під відкритим небом від відмітки денної поверхні і нижче, та видачі пустих порід і корисної копалини на денну поверхню через систему похилих капітальних траншей.

Так як призначенням данного курсу є введення в спеціальність саме гірничих інженерів з відкритого способу розробки, то в подальшому саме цей спосіб й буде докладно розглядатись.

Дражний спосіб свою назву одержав від машини – драги, яка являє собою самоходне або несамоходне судно, що здійснює видобуток гірської маси з дна водоймища та має на борту збагачувальне обладнання. Ефективна при розробці розсипних родовищ.

Спосіб видобутку з дна морів і океанів порівняно молодий, але, враховуючи, що на дні морів і океанів, так само як і в самій морській і океанській воді, зосереджені величезні (та практично незаймані) запаси дуже цінних корисних копалин, він є дуже перспективним.

В основу великої групи физико-хімічних методів (геотехнологічних методів) видобутку корисних копалин закладені різні хімічні, фізичні, физико-хімічні, біохімічні і інші процеси, за допомогою яких корисні копалини відділяються від масиву і витягуються на поверхню (метод фонтанного видобутку нафти, підземна газифікація вугілля, підземна виплавка солі). Вони засновані на переводі корисної копалини у рухомий стан за допомогою здійснення в місці її залягання в надрах теплових, масообмінних, хімічних і гідродинамічних процесів. Ці методи дозволяють здійснити процес виймання та видачі корисної копалини через свердловини без присутності людей під землею.

Так як переваги або недоліки будь-чого можливо з’ясувати лише порівнянням близьких між собою речей, то й відкритий спосіб ми будемо порівнювати саме з його найближчим «конкурентом» – підземним способом розробки.

До переваг відкритого способу розробки в порівнянні з підземним відносяться:

1. можливість забезпечення вищого рівня комплексної механізації і автоматизації гірничих робіт;

2. менші втрати і розубоження КК (практично немає потреби в створенні охоронних ціликів, як в деяких системах підземної розробки);

3. кращі умови для роздільного (селективного) виймання;

4. вища (у 3—5 разів) продуктивність праці і менша вартість продукції;

6. практично необмежена можливість створення і використання високопродуктивного великогабаритного гірничого і транспортного обладнання, здатного забезпечити найвищі техніко-економічні показники.

1. необхідність виймання, переміщення і складування у відвали або у вироблений простір великих об'ємів пустих порід;

2. відчуження дуже великої площі земель під земельний відвод кар’єру, відвали та хвостохранилища.

5. значний негативний вплив на оточуюче середовище (викиди отруйних газів при масових вибухах, пиління поверхонь відвалів та кар’єру та ін.).

Технологическая характеристика горных пород.

Объектом открытых горных работ являются разнообразнейшие горные породы: коренные (магматические, метаморфические, осадочные), залегающие в толще земной коры на месте своего образования и покрывающие их наносы – измельченные породы, переотложенные или перенесенные.

Для открытой разработки все горные породы целесообразно делить на группы:

1. Скальные и полускальные (в естественном их состоянии).

2. Разрушенные – искусственно или естественно измельченные породы первой группы.

Характеристика плотных, мягких и сыпучих пород.

Плотные породы включают твердые глины, мел, бурые и каменные угли и др. Предел прочности пород при одноосном сжатии равен 5-20 МПа. Они способны в массиве сохранять откосы под углом до 60-70˚ при высоте до 10-20м. Их можно разрабатывать горными машинами без предварительного рыхления при достаточных усилиях копания (не менее 0,3-0,4 МПа). Довольно часто при отсутствии мощной техники такие породы перед выемкой взрывают или рыхлят. При быстром сдвиге плотные породы скалываются, но при длительном воздействии нагрузки оно ведут себя как пластичные тела. Угол внутреннего трения β= 18-35˚.

Мягкие породы включают песчаные глины, суглинки, мягкие угли и др. Предел прочности их при сжатии 1 – 5 МПа, угол внутреннего трения β= 14-23˚. Достаточно легко без предварительного рыхления разрабатываются всеми видами выемочных машин с усилием копания 0,2 – 0,3 МПа и способны сохранять откосы под углом 50 - 60˚ при Н_у до 7 – 15 м. При высыхании эти породы становятся полутвердыми, а под действием воды набухают.

К сыпучим породам относятся однородные пески. Угол откоса в насыпях и в массиве не должен превышать угла внутреннего трения (β= 19-37˚). Усилие копания в песках наименьшее, т.к. силы сцепления между отдельными частицами практически отсутствуют.

Складовими частинами кар’єрів є відкриті гірничі виробки.

Гірнича виробка – споруда в надрах Землі або на її поверхні, створена в результаті проведення гірничих робіт, яка є порожниною особливої форми в масиві гірничих порід.

Доступ з поверхні до робочих уступів кар'єру і підготовку окремих уступів до розробки здійснюють шляхом проведення спеціальних гірничих виробок – в'їзних і розрізних траншей.

Траншея – відкрита гірнича виробка звичайно трапецієвидного перетину і значної довжини.

Основні параметри траншеї: ширина знизу, кути укосів бортів, подовжній похил і довжина.

Похила траншея, що служить для транспортного зв'язку поверхні з робочими уступами кар'єру, називається капітальною або в'їзною.

Горизонтальна траншея, призначена для створення початкового фронту робіт на уступі, називається розрізною. Розрізні траншеї є продовженням капітальних.

При розташуванні капітальної траншеї всередині кар'єру один з бортів її відпрацьовується і траншея набуває форму з'їзду.

Розвиток гірничих робіт на уступі умовно можливо поділити на три етапи:

Отже, при розкритті нового горизонту на першому етапі спочатку проходять в'їзну траншею, яка розташовується, як правило, на неробочому борті кар'єру.

Параметри траншеї (похил і ширина знизу) будуть залежати від виду транспорту та застосовуваного виймально-навантажувального обладнання. Так похил для автотранспорту може бути до 80-100 ‰, при тепловозному залізничному транспорті до 30 ‰, при електровозному – до 40 ‰.

1 – капітальна траншея, 2 – розрізна траншея; 3 – з'їзд
(цифрами позначені висотні відмітки горизонтів)

На наступному етапі в'їзна траншея переходить в розрізну, глибина якої дорівнює висоті уступу, а довжина залежить від видів транспорту.

Після цього розрізна траншея розширяється у бік робочого борту кар'єру і в'їзна траншея перетворюється на з'їзд.

Далі після виконання певного об'єму виймальних робіт створюються умови для розкриття нижчезалягаючого горизонту і весь цикл операцій повторюють, тобто всі етапи виконуються послідовно у суворо визначеному порядку.

Основні ЕТАПИ розробки, що виділяються за технічним призначенням: 1) підготовка поверхні кар'єрного поля і осушення родовища; 2) розкриття родовища і підготовка початкового фронту розкривних і добувних робіт; 3) розкривні роботи; 4) добувні роботи; 5) рекультивація порушених земель і поверхні відвалів.

Задачею першого етапу є створення умов для виробництва гірничих робіт.

Підготовка поверхні кар'єрного поля полягає у вирубуванні лісу і корчуванні пнів, осушенні боліт і озер, відведенні струмків і річок за межі кар'єрного поля, зносі будівель і споруд, перенесенні шляхів та видаленні інших перешкод, що ускладнюють ведення відкритих гірничих робіт.

Осушення родовища створює умови для роботи обладнання і підвищення стійкості бортів кар'єру. Роботи по осушенню звичайно проводять до початку гірничих робіт і потім продовжують в процесі розробки родовища.

– осушення поверхні кар'єрного поля звичайно здійснюється за допомогою мережі осушувальних і дренажних канав;

– огороджування кар'єру від поверхневих вод (зливових, повеневих і проникаючих з сусідніх водоймищ) проводиться шляхом проведення нагірних канав по частці або всьому периметру кар'єру;

– попереднє осушення родовища, призначене для пониження рівня підземних вод і осушення ділянок, які підлягають першочерговій розробці, проводиться до початку розробки шляхом буріння водознижуючих свердловин або при великому притоці води проведенням системи підземних дренажних виробок;

– поточне або експлуатаційне осушення здійснюється одночасно з розробкою родовища і полягає в систематичному видаленні води, що поступає в кар'єр, за допомогою відкритого або підземного водовідливу. У першому випадку, який звичайно застосовується при невеликому притоці води в кар'єр, вода збирається у водозбірник і відкачується насосами на поверхню, в другому — вода через спеціальні свердловини поступає в систему підземних дренажних вироблень і по стовбуру дренажної шахти підіймається на поверхню.

Задача другого етапу (розкриття родовища) – створення транспортного доступу з поверхні до корисних копалин і підготовка початкового фронту гірничих робіт, що здійснюється шляхом проведення в'їзних і розрізних траншей.

Задачею третього етапу (розкривні роботи) є видалення пустих порід, що покривають і вміщають корисні копалини, для подальшого його видобутку.

Задача четвертого етапу (добувні роботи) – видобування з надр корисних копалин відповідно з вимогами до його якості та заданою виробничою потужністю кар'єру.

Задача п'ятого етапу (рекультивація) полягає в приведенні порушених гірничими роботами земель і поверхні відвалів в стан, придатний для подальшого використання в народному господарстві.

Розглянуті вище етапи гірничих робіт спочатку виконуються послідовно, а потім одночасно, але з взаємним випередженням в часі і в просторі, тобто роботи по підготовці поверхні і осушенню родовища випереджають розкривні роботи, які, в свою чергу, передують добувним.

За організаційними ознаками розрізняють наступні ПЕРІОДИ відкритої розробки: 1) будівельний період до пуску кар'єру в експлуатацію; 2) період від пуску кар'єру в експлуатацію до досягнення проектної продуктивності; 3) період роботи кар'єру з проектною виробничою потужністю; 4) період допрацювання кар'єру.

У будівельний період виконуються всі гірничі роботи, необхідні для створення первинного фронту робіт видобутку.

В цей період кар’єр працює " в борг ", тобто поки ще практично не виробляє продукції (КК), яку можливо було б реалізувати, а лише проводить пониження до рівня корисної копалини. Звичайно прагнуть по можливості зменшити витрати на будівництво кар'єру і закінчити його в найкоротший термін, який може складати для крупних кар’єрів 0,5-2 роки.

У період від пуску в експлуатацію до досягнення проектної продуктивності кар'єр нарощує свою виробничу потужність від певної її частки (20–50%) до проектної. Гірничі роботи цього періоду фінансуються в основному за рахунок реалізації корисних копалин. Тривалість періоду залежить від інтенсивності ведення робіт і може складати 1-6 років.

Період роботи кар'єру з проектною виробничою потужністю характеризується планомірним видобутком корисних копалин відповідно до заданої виробничої потужності і вимог до його якості. Всі гірничі роботи цього найтривалішого періоду повністю фінансуються за рахунок реалізації корисних копалин. Це найдовший період розробки кар’єру та, в залежності від запасів родовища та потужності роботи кар’єру, може складати від 10 до 70 та більше років.

В період допрацювання кар'єру відбувається поступове згасання відкритих гірничих робіт у зв'язку з вичерпанням запасів корисних копалин або у зв'язку з досягненням кінцевої глибини кар'єру, при перевищенні якої відкрита розробка родовища стає недоцільною. У останньому випадку можливий перехід з відкритих робіт на підземні (комбінований спосіб розробки).

Основні технологічні процеси ВГР та поняття
про комплекси обладнання.

При екскаваторному способі ведення ВГР здійснюють наступні технологічні процеси:

1) підготовка гірських порід до виймання (відбій і розпушення гірської маси, відтаювання мерзлих порід)

2) виймально-навантажувальні роботи (екскавація)

Відбій і розпушення скельних порід здійснюються за допомогою буропідривних робіт. Верстатами шарошкового, обертального, пневмоударного або термічного буріння в масиві пробурюють свердловини діаметром від 125 до 400 мм і завглибшки 10—60 м, в яких розміщують вибухову речовину (ВВ). Продуктивність буріння складає до 100—120 м/зміну.

У якості вибухової речовини (ВР) використовують амоніт, ігданіт, грамоніт, зерногрануліт і ін. Маса заряду ВР в свердловині складає від 30—50 до 500— 600 кг та більше.

Буропідривні роботи на кар'єрах повинні забезпечувати: необхідну кількість підірваної породи і отримання уламків, що не перевищують певного розміру; запас висадженої гірської маси, необхідний для безперебійної роботи екскаваторів і встановлений по висоті і ширині розвал підірваної маси.

Навантаження (або екскавація) полягає в переміщенні розпушених порід або корисних копалин із забою в транспортні засоби. Звичайно цю операцію виконують екскаватори.

При виїмці м'яких і сипких порід, що не вимагають попереднього розпушення, відбій і навантаження поєднуються в одному процесі.

Для навантаження застосовують одноковшові екскаватори — механічні лопати (мехлопати) і драглайни з ковшем місткістю від 4-5 до 35-100 м3, а також багатоковшеві екскаватори – роторні і ланцюгові. Найбільш поширені мехлопати на гусеничному ходу з ковшем місткістю 5-20 м3. Ці екскаватори використовують для навантаження гірської маси в залізничні вагони і автосамоскиди. Продуктивність їх складає 1-4 млн. м3 на рік.

Крокуючі драглайни, що мають стрілу завдовжки від 40 до 150 м, звичайно використовують для перевалювання розкривних порід у внутрішні відвали і для проведення траншей.

Роторні екскаватори застосовують для екскавації рихлих порід. Вони мають високу продуктивність — до 12,5 тис. м3/ч.

Транспортування породи і корисних копалин здійснюється по залізниці, автосамоскидами та конвеєрами. Рідше застосовуються скіпові підйомники, гідравлічний транспорт та підвісні канатні шляхи.

При залізничному транспорті у якості транспортних посудин використовуються саморозвантажувальні вагони-думпкари вантажопідйомністю 100–180 т, а в якості локомотивів – електровози і тепловози. Ширина колії нормальна, тобто 1524 мм, максимальний допустимий ухил шляхів 60°/оо, радіус повороту шляхів 180–200 м.

Укладання нових залізничних колій і перекладання уступних і відвальних шляхів здійснюються ланками за допомогою залізничних кранів або шляхопересувачів.

Автомобільний транспорт в умовах кар'єрів має певні переваги в порівнянні із залізничним: велику маневреність, здатність долати значні підйоми (до 140°/оо) можливість вести роботу при менших радіусах повороту (10–50 м). Основними засобами автомобільного транспорту є автосамоскиди і тягачі з напівпричепами і причепами. Вітчизняними заводами випускаються кар'єрні автосамоскиди вантажопідйомністю від 40 до 180 т.

Для успішного застосування автомобільного транспорту необхідні якісні автошляхи. На уступах в кар'єрі проводять прості і поліпшені ґрунтові або щебеневі шляхи і лише при слабких ґрунтах укладають шляхи із збірного залізобетону. Головні постійні автошляхи при великому вантажообігу – бетонні. Швидкість руху автосамоскидів на з'їздах в середньому близько 10 км/ч, на головних дорогах –18-25 км/ч.

На кар'єрах застосовуються стрічкові конвеєри продуктивністю від 300 до 1000 м3/ч, а в окремих випадках до 12000 м3/ч. Ширина конвеєрної стрічки від 900 до 2000 мм, швидкість її руху від 2 до 5 м/с.

Використання конвеєрів забезпечує безперервність транспортування і можливість переміщення матеріалу під кутом до 18°.

Відвалування здійснюється за допомогою відвальних екскаваторів, відвальних плугів, бульдозерів та консольних відвалувачів.

Оттаивание может осуществляться путем электрообогрева, поверхностного изжога, с помощью горячих газов, пара, воды, при сжигании термохимических патронов и т.п.

Электрообогрев может быть глубинным или поверхностным, низким или высокочастотным.

При глубинном электрообогреве переменным током промышленной частоты напряжением 12 – 380 В электроды размещают в шпурах, пробуренных на глубину промерзания пород по квадратной или шахматной сетке, на расстоянии 0,5 – 0,7 м. Расход электроэнергии при этом составляет до 70 мДж/м³.

Использование усовершенствованных электроигл с напряжением 1 – 2 В и током 2А снижает расход электроэнергии до 30 мДж/м³.

При поверхностном электрообогреве полосовые электроды в виде сеток из тонкой медной проволоки, длина которых равна длине откоса уступа, укладывают на его откос. Питание осуществляется от генератора высокочастотных колебаний.

Поверхностный изжог (сжигание слоя угля толщиной 0,2 – 0,35м) иногда используется на карьерах по добыче глин, промерзшая до глубины 2м глина полностью оттаивает в течении 6 – 10 дней. Расход топлива на 1м³ оттаеной породы составляет угля 30 – 60 кг., торфа 120 – 140 кг.

Для поверхностного оттаивания пород газообразным топливом используются горючие газы, поступающие в карьер по газопроводу, или доставляемые в баллонах. Развиваются методы оттаивания пород инфракрасным излучением.

Оттаивание паром производится с помощью паровых игл (стальных труб внутренним диаметром 19 – 22 мм и длиной 1,7 – 3,0 м), вставляемых в шпуры или забиваемых в породы по мере их оттаивания на расстоянии 2 – 2,5 м друг от друга. Используется насыщенный пар с температурой 102 – 110 Сº под давлением 0,2 – 0,5 мПа. Продолжительность оттаивания тяжелых глин 4 – 6 часов, расход пара на 1м³ мерзлоты составляет 20 – 30 кг.

Достоинства способа – относительная экономичность.

В качестве недостатка следует отметить увлажнение пород, что способствует их повторному замерзанию.

Подобным же образом осуществляется оттаивание горячей водой.

Оттаивание речной водой производят посредством нагнетания её по погружаемым в мерзлые породы трубчатым иглам, проведения дренажных канав или дождевания. Оно может проводиться также при естественном просачивании воды из расположенной на возвышенной части массива оросительной канавы в расположенную ниже на расстоянии 70 – 150 м дренажную канаву глубиной до 2 – 3 м. От оросительной могут проводиться поперечные канавы глубиной до 2,7 м, оканчивающиеся в 30 – 50 см от дренажной. Расход воды на 1 м³ мерзлых пород составляет 120 – 200 м³.

Организация работы буровых станков должна обеспечить максимальную их эффективность и взаимосвязь бурения с другими процессами в карьере.

Подготовка рабочих мест буровых станков осуществляется по буровым блокам соответственно блоковому взрыванию горных пород. После обуривания одного блока станки перемещаются на новый соответственно плану горных работ.

Порядок обуривания блока характеризуется последовательностью бурения отдельных скважин, то есть схемой перемещения станков. При бурении скважин первого ряда станок должен располагаться перпендикулярно к бровке уступа, так чтобы горизонтирующие домкраты и гусеницы находились вне призмы возможного обрушения.

Порядная схема перемещения станков применяется при отставании буровых работ и взрывании одного ряда скважин.

Поперечно-диагональная схема перемещения станков целесообразна при числе рядов скважин не более трех и их шахматном расположении.

Поперечно-возвратная схема перемещения применяется при квадратной сетке скважин. Поперечные схемы передвижки обеспечивают значительную экономию машинного времени буровых станков, а также лучшие условия их эксплуатации.

При использовании на одном блоке 2-3-х станков – целесообразно их рассредоточить, выделяя для каждого станка отдельный фронт работ.

Номера и проектная глубина скважин, а также общий объем работ указываются при выдаче буровым бригадам сменного наряда.

Вибухові речовини, які використовують у промисловості, розподіляють на промислові, призначені для формування зарядів ВР у масивах порід, та ініціюючі для виготовлення засобів підривання (азид свинцю, гримуча ртуть, тетрил).

Промислові ВР випускають у паперових, просочених парафіном патронах, у пресованому і порошкоподібному вигляді, а також розсипними у вигляді гранул у паперових або поліетиленових мішках.

Відомо велику кількість різних за складом і властивостями ВР, але на практиці на відкритих та підземних гірничих роботах в основному застосовують аміачно-селітряні ВР, які є механічними сумішами аміачної селітри з різними добавками. Схему складу розповсюджених аміачно-селітряних ВР подана на діаграмі.

При вибуху заряду ВР і хімічному перетворенні вибухової речовини в підривній порожнині за дуже короткий час (практично миттєво) виділяється велика (до 800-1000 ккал/кг) кількість теплоти і значний об’єм газоподібних продуктів (500-1000 л/кг) детонації. Практично миттєво вивільнюється величезна кількість енергії. Температура підвищується до 1200-4000^о, тиск практично миттєво збільшується до десятків тисяч атмосфер (сотень МПа), що викликає утворення ударних вибухових хвиль у навколишньому середовищі, які поширюються (розповсюджуються) в усі сторони з надзвуковою швидкістю. Ці хвилі повністю або частково відбиваються від вільних площин, тріщин у масиві і виникає їх інтерференція. Комплексний вплив всіх цих факторів та величезного тиску на оточуючий заряд ВР масив викликає зруйнування певного об’єму породи.

Підривання зарядів у свердловинах може бути миттєвим або короткосповільненим з інтервалом сповільнення в межах 15-75 мс.

При короткосповільненому підриванні (КСП) свердловинних зарядів істототно покращуються показники вибухових робіт: підвищується рівномірність подрібнення, зменшується порушення масиву від попереднього вибуху, скорочується вихід негабариту, зменшуються витрати ВР, скорочується ширина розвалу в 1,2-1,3 рази і зона розлітання осколків, а також зменшується сейсмічний ефект.

При КСП важко правильно визначити інтервал сповільнення. При його збільшенні підвищується ефект вибуху, але може відбутися підбій суміжних свердловин. Інтервал сповільнення встановлюється звичайно дослідним шляхом.

При КСП використовують різні схеми ініціювання зарядів, що реалізуються у вигляді схем з’єднання (комутації) свердловин у підривну сітку.

При порядних схемах інтервал сповільнення між суміжними рядами t = 25¸75 мс.

Схеми з поздовжнім врубом широко застосовуються при проведенні траншей, а також на уступах для зменшення ширини розвалу.

Діагональні і врубові схеми більш досконалі, тому що ведуть до утворення додаткових вільних поверхонь, у ряді випадків до додаткового співударяння породних кусків і направленому формуванню розвалу. Величина перебуру свердловин врубового ряду на 1-2 м більша, ніж останніх. Дані схеми забезпечують якісне подрібнення, але характеризуються викидом породи в сторону масиву, недостатньою проробкою підошви і збільшенням сейсмічної дії вибуху.

Схеми з поперечним врубом забезпечують скорочення ширини розвалу на 20-30% і дозволяють покращити подрібнення.

Схема комутації вибухової сітки при коротко-сповільненому вибуху: а – порядна; б – врубова з поздовжнім врубом; в – врубова з поперечним врубом; 1 – КД; 2 – КЗДШ

Выемка мягких, сыпучих и плотных пород обычно производится непосредственно из массива, а выемка разрушенных (взорванных) пород – из развала или разрыхленного слоя.

Поверхность горных пород в массиве или развале, являющаяся объектом выемки называется забоем. Забоем могут являться: торец уступа, т.е. боковой его откос (а); площадка уступа (б); продольный откос уступа (в).

Соответственно забой называется торцевым, фронтальным и забоем-площадкой. Разновидностью торцевого забоя является траншейный забой.

Забои всех типов по структуре могут быть однородными (простыми), если в их пределах породы имеют сравнительно одинаковые свойства, и разнородными (сложными), если в их пределах перемежевываются вскрышные породы с существенно разными свойствами, вскрышные породы с полезными ископаемыми или полезные ископаемые различных типов и сортов.

В простых забоях производится валовая (сплошная) выемка пород. В сложных забоях выемка вскрышных пород с различными свойствами также обычно валовая, а выемка полезного ископаемого (ПИ) и вскрыши или различных сортов ПИ производится чаще всего раздельно.

Выбор типа забоя зависит как от свойств разрабатываемых вскрышных пород и ПИ и условий их залегания, так и от используемого выемочного оборудования. Обычно стремятся к применению простых забоев.

По взаимному расположению забоя и горизонта установки экскаватора различают способы выемки верхним черпанием (забой расположен выше горизонта установки экскаватора), нижним черпанием, смешанным (нижним и верхним) черпание. Аналогично различают и способы погрузки: нижнюю, верхнюю и смешанную.

В результате перемещения забоев в пределах определенного участка развала или массива уступа последовательно отрабатываются породные полосы, называемые заходками.

Часть заходки по её длине называется забойным блоком.

По расположению относительно фронта работ уступа заходки подразделяются на продольные (ориентированы вдоль фронта работ уступа), поперечные (направленные вкрест фронта) и диагональные (ориентированы в промежуточном направлении).

Продольные заходки возможны при всех видах транспорта, диагональные заходки применяются при железнодорожном и автомобильном транспорте и поперечные - при автомобильном и конвейерном.

По ширине заходки подразделяются на нормальные (А_н), узкие (А_у), широкие (А_ш).

В нормальных заходках выемка пород производится при постоянном положении оси движения экскаватора по длине заходки и максимальным использованием их рабочих параметров.

Узкие заходки отличаются от нормальных неполным использованием рабочих параметров при постоянном положении оси перемещения их вдоль заходки.

Широкие заходки при всех типах забоев характеризуются переменным положением оси движения экскаватора в плане при выемке породы по длине заходки.

По характеру движения транспортных средств при выемке пород в пределах заходки последние подразделяются на тупиковые и сквозные.

Тупиковые заходки характеризуются возможностью движения транспортных средств только в пределах выработанного пространства отрабатываемой заходки. Они подразделяются на траншейные и эксплуатационные, последние применяют при ограниченной ширине рабочих площадок уступов.

Сквозные заходки позволяют организовать движение транспортных средств в пределах всей длины заходки. По структуре заходки могут быть однородными, разнородными и сложно разнородными.

Выемка пород скреперами, бульдозерами и погрузчиками.

Колесные скреперы в процессе работы совершают выемку горной массы, её перемещение и разгрузку на отвале (складе) или в транспортные сосуды (специальные бункеры).

Большинство скреперов по способу загрузки скребковые. При этом загрузка мощных скреперов осуществляется, как правило, с подталкиванием их бульдозером. Выпускаются также скреперы у которых срезаемая скребком порода подается в ковш элеватором, являющимся его передней стенкой (их применение эффективно при разработке сыпучих пород). Мощные скреперы – полуприцепные с одноосными тягачами на колесном ходу. Максимальная скорость их движения достигает 40 – 60 км/час в порожняковом направлении и 20 – 30 км/час при движении в грузовом направлении.

Прицепные скреперы с гусеничными тягачами из-за небольшой скорости движения (7 – 10 км/час) применяются лишь при небольших расстояниях транспортирования (до 400 – 500 м), при плохих дорожных условиях и сложном рельефе местности.

При подходе скрепера к забою ковш опускается, а передняя его заслонка поднимается. При движении по забою скребок срезает слой (стружку) породы толщиной t. В мягких и песчаных породах t = 0,2 – 0,3 м, в плотных и разрушенных породах t = 0,1 – 0,15 м. Длительность и путь загрузки скрепера определяется величиной t. Степень наполнения ковша зависит от влажности пород. При выемке сухих песчаных пород полного наполнения ковша не происходит. Ковш наполняется «с шапкой» при выемке суглинистых пород естественной влажности.

При использовании трактора-тягоча в процессе экскавации плотных и разрушенных пород мощными скребковыми скреперами наполнение ковша возрастает на 10 – 12%, а время загрузки ковша сокращается на 30 – 50%. Один тягач обслуживает два-четыре скрепера.

Скреперными забоями являются площадки, фронтальный откос или торец уступа. При фронтальном и торцевом забоях сокращается время загрузки ковша на 20 – 30%, так как наполнение его происходит быстрее благодаря увеличению толщины стружки. Длина наклонного забоя часто принимается кратной пути загрузки скрепера и зависит от высоты разрабатываемого уступа. Оптимальный уклон по условиям загрузки составляет 5 - 6º.

Ширина скреперной заходки А (м) при торцевом забое равна ширине полосы скрепирования В_ск (м) или может дополнительно включать транспортную полосу шириной Т для перемещения груженных и порожних скреперов, дренажную полосу Z и при выемке разрушенных пород - также полосу рыхления плотных или полускальных пород В_р.

При наличии в заходке полос скрепирования, рыхления, а также транспортной полосы скрепер после выемки наклонного породного слоя в полосе скрепирования на глубину 0,5 – 1,5 м производит выемку разрушенной породы в полосе рыхления. Для проезда скреперов используется бывшая полоса скрепирования (после обработки грейдером). Ширина заходки достигает 50 м и более.

В цикле скрепирования основную часть времени (до 70-80%) занимает движение скрепера в грузовом и порожняковом направлениях.

Эксплуатационная производительность скрепера определяется по формуле:

где

- коэффициент наполнения ковша;

- коэффициент разрыхления породы;

- геометрическая емкость ковша, м3;

- продолжительность рабочего цикла скрепера, сек.;

где

- время загрузки ковша, с;

;

- время движения в грузовом и порожняковом направлениях, с;

- продолжительность разгрузочно-планировочных работ, с.

Возможные параметры забоя зависят от места расположения драглайна и способа черпания.

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: