Особенности открытого способа разработки 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Особенности открытого способа разработки



ОТВЕТЫ ПО ОГР

1.Сущность огр и основные понятия.

Горные работы, производимые непосредственно с земной поверхности в открытых горных выработках (в траншеях или полутраншеях), носят название открытых горных работ.
Основной целью открытых горных работ является разработка месторождений полезных ископаемых. Способ разработки месторождений полезных ископаемых с применением открытых горных работ называется открытым способом.
Горное предприятие, осуществляющее добычу полезного ископаемого открытым способом, называется карьером. В практике открытой разработки угольных и россыпных месторождений вместо термина "карьер" применяют название "разрез" и "прииск".
В процессе производства открытых горных работ земная поверхность месторождения нарушается и образуется выработанное пространство, ограниченное искусственно созданной поверхностью. Это выработанное пространство, представляющее собой совокупность горных выработок, также носит название "карьер".
Значительные объемы, покрывающих и вмещающих полезное ископаемое горных пород, которые называются вскрышными, или вскрышей. Полезное ископаемое и вскрыша вывозятся из карьера на поверхность или размещаться в его выработанном пространстве.
Разработка массива горных пород (вскрыши и полезного ископаемого) в границах карьера производится горизонтальными или слабонаклонными слоями. Слои обычно отрабатываются параллельно с некоторым отставанием работ в пространстве и во времени на лежащем ниже слое. Таким образом, боковая поверхность карьера приобретает ступенчатую форму. Необходимость разделения разрабатываемого массива горных пород на слои определяется последующими факторами:
• ограниченными параметрами горных машин, осуществляющих выемку (разработку) горных пород в пределах слоя;
• наличием в разрабатываемом массиве слоев, имеющих различные физико-технические и качественные характеристики;
• повышенной опасностью обрушения обнаженного массива горных пород значительной высоты.
По виду применяемого оборудования различаются экскаваторный и гидравлический способы производства открытых горных работ. Экскаваторный способ является универсальным. При экскаваторном способе применяется различное оборудование - буровые станки, рыхлители, экскаваторы, погрузчики, скреперы, бульдозеры, колесный и конвейерный транспорт. При гидравлическом способе основные производственные процессы осуществляются энергией движущейся воды. Для этой цели применяется специальное оборудование - гидромониторы, землесосы и др. Гидравлический способ разработки применяется только в благоприятных горно-геологических и климатических условиях (в основном при разработке рыхлых пород, наличии достаточного количества воды и площадей для размещения пород в гидроотвалах).

ПЕРИОДЫ ВЕДЕНИЯ ОГР.

Открытые горные работы подразделяются на следующие периоды:

§ подготовительный;

§ горно-капитальный;

§ эксплуатационный;

§ погашения.

Все эти работы начинают в определенной последовательности, а затем ведут одновременно, однако при некотором опережении в пространстве. Подготовительный период включает подготовку поверхности, осушение месторождения и ограждение его от стока поверхностных вод.

Подготовка поверхности связана с удалением искусственных и естественных препятствий, мешающих разработке:

§ необходимо вырубить лес;

§ отвести поверхностные воды и осушить водоемы;

§ снести здания и сооружения на площади карьера;

§ подготовить место для отвалов пустых пород;

§ подвести к карьеру железную и шоссейные дороги;

§ построить производственные, служебные и жилые помещения;

§ обеспечить предприятие электроэнергией и т. д.

Осушение месторождения необходимо для придания большей устойчивости откосам уступов и предотвращения оползней бортов карьеров, создания благоприятных условий для работы'машин и транспортных средств, а также безопасных условий труда. В карьеры вода поступает из водоносных горизонтов месторождения, а также при атмосферных осадках в виде дождя или снега.

Существуют два вида осушения месторождений:

§ предварительное;

§ текущее.

Предварительное осушение производят до начала разработки с целью понижения уровня подземных вод и осушения участков, подлежащих разработке в первую очередь. Текущее осушение проводят одновременно с разработкой месторождения. Применяют поверхностный и подземный способы осушения.

Поверхностный способ используют, когда водоносный горизонт и горизонт грунтовых вод находятся близко от поверхности. Канавы, при помощи которых дренируется вода, располагают так, чтобы они охватывали карьер с трех сторон. Вода собирается п котлован-водосборник и откачивается насосами на поверхность, а при благоприятном рельефе местности сбрасывается самотеком. Если водоносные горизонты залегают глубоко от поверхности, то осушение производят подземным способом: по пласту проводят сеть дренажных штреков и скважин-фильтров. Штреки с поверхностью сообщаются через штольни или стволы. По ним вода сбрасывается за пределы карьера. Для осушения применяют также забивные и сквозные фильтры, водопонизительиые скважины, оборудованные специальными глубинными насосами. Перечисленные выше работы выполняются, как правило, и в период эксплуатации.

Горно-капитальному периоду соответствуют первоначальные работы по удалению покрывающих и вмещающих пород для обеспечения доступа/ к полезному ископаемому. В этот период проводятся капитальные и разрезные траншеи и создается устойчивый фронт добычных и вскрышных работ. Когда горно- капитальные работы выполняются одновременно с эксплуатационными. этот период называют освоением проектной мощности карьера. Основу эксплуатационного периода составляют вскрышные и добычные работы.

Период погашения горных работ связан, как правило, с постепенным завершением горных работ на вскрышных и добычных горизонтах в связи с отработкой запасов, демонтажом горного оборудования и транспортных коммуникации. В этот период производится восстановление поверхности (рекультивация).

Главные параметры карьера характеризуют масштабы открытых горных работ. К ним относятся:

§ запасы полезного ископаемого в карьерном поле, которые определяет возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки;конечная глубина карьера, которая определяет возможную производственную мощность, размеры по поверхности, общин объем извлекаемой горной массы (современные карьеры имеют глубину до 450 м);

§ размеры карьера по простиранию и вкрест простирания по поверхности;

§ определяются размерами залежи и влияют на глубину и размеры дна карьера, углы откоса его бортов;

§ размеры дна карьера, которые устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части залежи на отметке конечной глубины карьера;

§ углы откосов борта карьера, определяемые условиями устойчивости пород прибортового массива и размерами транспортных коммуникаций;

§ общий объем горной массы в контурах карьера — показатель, определяющий производственную мощность и срок его службы

 

 

КОЭФФИЦИЕНТ ВСКРЫШИ.

Количество вскрышных пород, приходящихся на единицу полезного ископаемого при открытом способе разработки месторождения. Коэффициент вскрыши носит название весового, если измерение производится в тоннах (т/т) и объемного, если в кубических метрах (м3/м3). Иногда Коэффициент вскрыши измеряют отношением объема вскрышных пород к 1 т полезного ископаемого (м3/т). В проектной практике и исследованиях обычно пользуются объемными показателями Коэффициента вскрыши.

Различают следующие основные виды Коэффициента вскрыши:
граничный (предельный) Коэффициент вскрыши— максимально допустимый по условию экономичности открытых разработок. Его часто называют допустимым, иногда критическим, экономическим, расчетным, экономически допусти-мыми т. д.
По величине граничного Коэффициента вскрыши устанавливают границы открытых горных работ. Обычно он определяется из условия равенства себестоимости добычи полезного ископаемого открытым и подземным способами (применительно к данным условиям);

средний Коэффициент вскрыши — отношение общего объема вскрышных пород в конечных контурах карьера VB или его участка к общему объему полезного ископаемого в этих же контурах Vи или в этом же участке, если эти данные получены по материалам геологоразведочных работ, то средний Коэффициент вскрыши называют геологическим.
В проектной практике рассчитывают действительные значения объемов вскрышных пород в конечных контурах карьера и объемов полезного ископаемого за вычетом потерь; в этом случае средний Коэффициент вскрыши называют также промышленным;

контурный Коэффициент вскрыши — отношение объема вскрышных пород, прирезаемых к карьеру при увеличении глубины его в процессе проектирования на один слой (уступ), к объему полезного ископаемого в этом слое (уступе). При проектировании или исследовании расширение контуров карьера производится обычно слоями, равными или кратными высоте уступа (см. Уступ). В связи с этим контурный Коэффициент вскрыши часто называют также по горизонтальным, поуступным, при-горизонтальным, иногда слоевым, горизонтальным.
Величина контурного Коэффициента вскрыши существенно зависит от глубины карьера, горизонтальной мощности, угла падения и простирания залежи в пределах рассматриваемой глубины, рельефа поверхности карьерного поля. С увеличением глубины она, как правило, возрастает и на предельной (конечной) глубине приравнивается к значению граничного К.в.
Для наклонных и крутых залежей увеличение глубины карьера вызывает расширение его контуров по всем бортам; для горизонтальных и пологих объемы вскрышных пород и полезного ископаемого прирезаются за счет увеличения размеров карьера в плане или только по отдельным бортам;

текущий Коэффициент вскрыши — отношение объема вскрышных пород VB. m фактически перемещаемых из массива в отвалы за определенный период времени (месяц, квартал, полугодие, год), к фактически добываемому за этот период объему полезного ископаемого Vи m; он характеризует принятый порядок развития горных работ на действующем или проектируемом предприятии по месяцам, кварталам и годам, а также служит основанием для планирования производственной себестоимости полезного ископаемого;

слоевой Коэффициент вскрыши — отношение объема вскрышных пород в границах горизонтального слоя карьера VB. c к объему полезного ископаемого в этом же слое Vи.с эксплуатационный Коэффициент вскрыши — расчетное отношение объема вскрышных пород к объему полезного ископаемого за период эксплуатационных работ в карьере или на его участке. Иногда его называют средним эксплуатационным.
Эксплуатационный Коэффициент вскрыши служит критерием для планирования горных работ и расчетов потребного количества горного и транспортного оборудования за период эксплуатации. Величина его резко отличается от значений среднего К.в. только при ограниченных размерах карьера в плане, большой мощности покрывающих пород, а также при сравнительно больших объемах горно-капитальных работ, связанных с применением специального оборудования (например, транспортно-отвальных мостов);

первоначальный Коэффициент вскрыши — отношение объема вскрышных пород, вынимаемых за период строительства карьера VBC (за счет капитальных затрат), к общему объему извлекаемого полезного ископаемого в конечных контурах карьера Vиc;
плановый Коэффициент вскрыши — используется при текущем планировании производственной себестоимости полезного ископаемого.
Плановый Коэффициент вскрыши называют иногда стоимостным или коэффициентом «погашения» вскрыши.

 

УСТУП И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ.

При открытой разработке извлекаемые горные породы разделяют на горизонтальные слои. В процессе разработки горизонтальные слои приобретают уступную форму. Уступ- основной технологический элемент карьера. К элементам карьера также относят: борт, подошву, откос карьера и его верхний и нижние контуры.

В процессе ведения открытых горных работ боковая поверхность(борт) делается ступенчатой. Часть боковой поверхности карьера в форме ступени называется уступом. Поверхности ограничивающие уступ с верху или снизу называются соответственно верхней или нижней площадкой уступа, а также горизонтами. Главный признак уступа- наличие транспортного горизонта.

Высота уступа h-высота слоя, отрабатываемого с одного транспортного горизонта. Поэтому, если транспортный горизонт расположен посередине уступа, то он разделяется на верхний и нижний подуступы. Площадка уступа, на которой размещают добычное оборудование, называется рабочей, и сам уступ называется рабочим. Если на площадке работы не ведут, то её называют бермой.

Бермы могут транспортными(соединительными), если по ним транспортируют грузы или они служат для сообщения между горизонтами, и предохранительными предназначенными для повышения устойчивости бортов карьера и для задержки кусков породы, падающих с верхних уступов. Наклонная боковая поверхность уступа называется откосом, а угол между откосом и горизонтальной плоскостью- углом откоса уступа. Часть уступа, где ведутся добычные работы, называется забоем.

Высота уступа изменяется от 5 до 25 м. Чем крепче и устойчивее руды или породы, тем круче может быть угол откоса и наоборот. Так, в скальных крепких породах угол откоса достигает 80°, а в глинистых не более 40°.

Боковая поверхность карьера, образованная уступами, называется бортом карьера, а его нижняя площадка- подошвой. Линии пересечения борта карьера с дневной поверхностью и подошвой называются соответственно верхним и нижним контурами карьера. Условная плоскость, соединяющая контуры карьера, называется откосом борта карьера.

Глубину карьера измеряют расстоянием по вертикали между его подошвой и средней отметкой дневной поверхности в пределах верхнего контура карьера. Угол откоса борта карьера - угол между горизонтальной плоскостью и откосом борта. Величина этого угла тем меньше, тем слабее породы, слагающие его борт. В очень крепких породах угол откоса борта карьера составляет 55° при глубине 90-300 метров, а в мягких породах не более 40° и менее при тех же глубинах карьера.

Доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера обеспечивается путем проведения капитальных траншей, а подготовка отдельных уступов к разработке- разрезных траншей. Траншеи являются открытыми горными выработками. С боков траншеи ограничиваются бортами, а снизу подошвой. Капитальные траншеи проводят с определенным углом, для возможности заезда транспортных средств, а разрезные траншеи проводятся горизонтальными. Путем проведения разрезных траншей на уступах создается первоначальный фронт работ. При дальнейшей разработке отбойку ведут с одного или двух бортов разрезной траншеи; с удалением бортов друг от друга траншея как горная выработка перестает существовать.

КАРЬЕР И ЕГО ПАРАМЕТРЫ.

К главным параметрам карьера относятся: граничный коэффициент вскрыши, конечная глубина карьера, размеры карьера по дну и по верху, объем горной массы в контурах карьера, объем запасов полезного ископаемого, средний коэффициент вскрыши, производственная мощность карьера, срок службы, объем вскрышных пород, объем горной массы. Главные параметры карьера

1. Конечная глубина, которая при разработке наклонных и крутых залежей определяет возможную производственную мощность карьера, размеры его по поверхности, общий объём извлекаемой горной массы. Для горизонтальных и пологих залежей конечная глубина определяется природными условиями и изменяется незначительно за весь период разработки. Конечная глубина устанавливается при проектировании карьера. Проектами предусматривается возможность открытой разработки до глубины 700-900 м.

2. Размеры карьера на поверхности по простиранию и вкрест простирания определяются размерами залежи, дна карьера, глубины и углов откосов его бортов. Они устанавливаются графически или аналитически. Форма дна карьера в плане обычно близка к овальной. Длинна карьера изменяется от сотен метров до 8 километров, а ширина до 4 километров.

3. Размеры дна карьера устанавливаются оконтуриванием разрабатываемой части залежи на отметке конечной глубины карьера. Минимальные размеры дна карьера определяются условиями безопасной выемки и погрузки пород на нижнем уступе (ширина не менее 20 м., длинна не менее 50-100 м.)

4. Углы откосов бортов карьера определяются условиями устойчивости пород прибортового массива и размещения транспортных коммуникаций. Их принимают более крутыми для уменьшения объёма вскрышных работ.

5. Общий обьём горной массы в контурах карьера является важнейшим показателем, определяющим производственную мощность предприятия, срок его существования и др.

Площадь, форма контура и периметр дна карьера в первую очередь зависят от размеров и конфигурации залежи. Дну карьера придается по возможности округленная форма с целью повышения устойчивости бортов и уменьшения объема извлекаемых вскрышных горных пород.

6. Запасы полезного ископаемого в контурах карьераважнейший показатель, определяющий возможный масштаб добычи, срок существования карьера и экономические результаты разработки. Запасы в пределах каждого уступа (горизонта) и карьерного поля в целом устанавливаются при разведке месторождения, а затем уточняются и пересчитываются в контурах карьера при проектировании и эксплуатации его в соответствии с установленными и периодически изменяющимися кондициями на полезное ископаемое.

СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ ГОРНЫХ ПОРОД К ВЫЕМКЕ.

Разработка горных пород начинается с их подготовки к выемке. Качество подготовки пород оказывает определяющее влияние на производительность выемочно-погрузочного, транспортного и иного оборудования, а в конечном счете - на величину общих затрат на разработку. Поэтому выбору способа подготовки пород и обеспечению его эффективности уделяется особое внимание.

Способ подготовки пород выбирается в соответствии с их свойствами. Так, разработка мягких пород может включать их предварительное осушение, предохранение от промерзания или оттаивания промерзших пород. При подготовке полускальных пород могут использоваться механическое или взрывное рыхление, а при подготовке скальных пород- пока только взрывной способ разрушения массива. При разработке различных по свойствам пород затраты на их подготовку составляют от 5 до 40 % общих затрат на горные работы.

БУРИМОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД.

Бурение скважин является процессом трудоемким и дорогостоящим. В сравнительно слабых породах с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову, не превышает 3-5, бурение скважин осуществляется легко при высокой производительности буровых станков. Но в породах весьма крепких, с коэффициентом крепости 18-20 и более процесс бурения превращается в серьезную проблему при крайне низкой производительности бурения, высокой интенсивности износа бурового инструмента и высокой стоимости бурения.

Эффективность бурения оценивается скорость бурения и стойкость бурового инструмента, которая определяется количеством метров скважин, пройденных долотом до полного его износа.

Основным фактором, от которого зависит эффективность бурения, являются прочностные свойства пород. Причем при разрушении пород буровой инструмент преодолевает в основном два вида сопротивления- пределы прочности при сжатии и при сдвиге.

В соответствии с величиной показатель трудности бурения(Пб) все горные породы разделены на 5 классов и 25 категорий.

1 класс- легкобуримые породы (Пб=1-5)-гипс, мергель,аргилиты, алевролиты.

2 класс- породы средней буримости (Пб=5,1-10)-известняки, слабые плотные песчаники, апатито-нефелиновые руды.

3 класс- труднобуримые породы (Пб=10,1-15)-диориты, габбро, доломиты.

4 класс- весьма труднобуримые породы (Пб=15,1-20)- граниты, кварциты, диабазы, гранодиориты...

5 класс- исключительно труднобуримые породы (Пб=20,1-25)-базальты, андезиты и др.

Породы с показателем Пб>25 относятся внекатегорным.

По способу разрушения горной породы все используемые на карьерах буровые станки делятся на две группы:

-станки осуществляющие бурение скважин путем механического разрушения горной породы в результате непосредственного воздействия на нее бурового инструмента;

-станки использующие физические методы воздействия на горную породу с целью ее разрушения.

По характеру воздействия бурового инструмента на горную породу механические способы бурения подразделяются на бурение ударное, вращательное и ударно-вращательное.

При физических способах бурения для разрушения горных пород могут быть использованы термическое, взрывное, гидравлическое, электрогидравлическое, лазерное и другие способы воздействия на горные породы. В настоящее время в практическом плане реализован пока только один- термический способ бурения.

Наряду с чисто механическими и физическими методами используется также комбинированный метод воздействия на горные породы. К их числу относятся комбинации некоторых механических способов разрушения пород и соответствующих породоразрушающих органов- режуще-шарошечный, ударно-шарошечный и режуще-шарошечный, а также комбинации механических и физических способов разрушения, например термоударный и термошарошечный. Породоразрушающие элементы комбинированного инструмента участвуют в процессе бурения либо одновременно, либо поочередно и раздельно в соответствии со свойствами проходимых буровым инструментом пород.

 

 

Ударное бурение

Ударное бурение - процесс проведения шпуров и скважин путём ударного разрушения горной породы внедряющимся инструментом, рабочие лезвия которого, как правило, имеют форму клина. Ударно-канатное бурение вертикальных (взрывных, разведочных, гидрогеологических и вентиляционных) скважин диаметром 150—600 мм, глубиной 20—500 м и более производится буровыми станками при помощи падающего на забой инструмента массой 0,5—3,0 т; частота ударов 40—60 в 1 мин.

Пневмоударное бурение

Пневмоударное бурение - способ бурения с применением в качестве рабочего органа пневмоударника (забойного двигателя, погружаемого в скважину и работающего от энергии сжатого воздуха). Погружной пневмоударник предназначен для бурения скважин различного назначения диаметром 110-152 мм на открытых горных породах средней и высокой крепости, в том числе абразивных, разрушенных и трещиноватых наглубину 30-150 м. в зависимости от рабочего давления энергоносителя на выходе в пневмоударник. Пневмоударник в комплекте с буровой коронкой является рабочим органом буровой машины. Он представляет собой пневматический ударный механизм, имеющий беззолотниковую систему воздухораспределения с центральным подводом сжатого воздуха в рабочие камеры цилиндра и центральным выхлопом отработанного воздуха на забой скважины через канал бурового инструмента. Основные достоинства пневмоударников: легкое забуривание, отсутствие заклинивания буровых коронок при бурении по разрушенным и трещиноватым породам, эффективная очистка забоя от шлама, удобная и быстрая смена инструмента. Пневмоударники обладают высокой стойкостью и высокой производительностью бурения.

Пневмоударное бурение глубоких скважин производят с помощью стационарных буровых установок, а взрывных — с помощью лёгких, средних и тяжёлых буровых станков. Сжатый воздух для станков подаётся от передвижных или стационарных компрессоров. Пыль, образующуюся при бурении, подавляют с помощью пылеулавливающих установок или воздушно-водяной смеси. Стойкость долота, армированного твёрдым сплавом, зависит от крепости и абразивности буримых горных пород и изменяется от 5—10 до 500—1000 м.

Комбинированное бурение

Комбинированное бурение - сочетание или поинтервальное чередование различных способов и видов бурения (ударного с вращательным, бескернового с колонковым и т.д.) при проходке одной скважины. Основное преимущество К. б. перед любым видом бурения заключается в том, что оно позволяет рационально применять при проходке одной скважины несколько видов бурения, каждый из которых оптимален в определённых горно-геологических условиях. Например, вблизи от поверхности земли горные породы (грунты) особенно разнообразны по физико-механическим свойствам, поэтому бурение неглубоких скважин при инженерно-геологических изысканиях, поисково-съёмочных работах, разведке нерудных строительных материалов часто производится комбинированным способом. Для проходки этих скважин (глубиной обычно 40—50 м) выпускаются передвижные и самоходные установки, которые позволяют сочетать несколько способов бурения. При детальной разведке глубокими скважинами многих полезных ископаемых бескерновое бурение часто сочетается с колонковым. При этом мощная толща пород, не содержащих полезного ископаемого, пробуривается бескерновым способом на форсированном режиме, а толща пород, вмещающая полезное ископаемое, проходится колонковым способом при тщательном отборе керна. К. б. применяется при глубоком бурении на нефть и газ: мощные толщи вязкопластичных пород бурятся роторным способом, а скальные породы — с помощью Турбобуров и Электробуров.

 

ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАРЬЕРНОМУ ТРАНСПОРТУ.

СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ, ПАРАМЕТРЫ ОТВАЛОВ.

ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ ТРАНСПОРТЕ

ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ АВТОМОБИЛЬНОМ ТРАНСПОРТЕ.

ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ ПРИ КОНВЕЕРНОМ ТРАНСПОРТЕ.

Искусственная насыпь, образующаяся в результате складирования вскрышных пород, называется отвалом, а совокупность производственных операций по приему и размещению вскрышных пород на отвале – отвальными работами. Технология, механизация и организация отвальных работ составляют сущность и содержание процесса отвалообразования.
Отвал вскрышных пород представляет собой геометрическое тело в виде неправильной усеченной пирамиды. он характеризуется следующими параметрами: высотой и числом ярусов (уступов), углом откоса уступов, приемной способностью, длиной и способом перемещения отвального фронта работ.
Возможная высота отвального уступа зависит в основном от физико-механических свойств складируемых пород и пород, лежащих в основании отвала, а также от средств механизации отвальных работ.
Угол откоса отвальных уступов обычно равен углу естественного откоса пород, размещаемых в отвале. Он зависит от физико-механических свойств пород, их степени разрыхления и влажности.
Приемная способность отвала равна объему породы, который можно разместить на данной площади So отвала при его максимальном заполнении. Приемная способность отвала (в целике) на равнинной местности определяется по формуле

, м3 (7.1)

где Кн =0,8-0,9 коэффициент, учитывающий неравномерность отсыпки породы в отвал;
Кр =1,1 – 1,2 – коэффициент, учитывающий разрыхление породы в отвале;
h0 – высота уступа отвала, м;
Р0 – периметр площади основания отвала, м;
a 0 – угол откоса уступа отвала, град.
Длина фронта отвальных работ равна сумме длин отдельных участков (тупиков), на которые разбивается периметр отвала. Разбивка фронта отвальных работ на тупики позволяет рассредоточить по фронту основные и подготовительные работы при отвалообразовании. Длина отдельного тупика зависит в основном от принятого способа механизации отвальных работ, площади отвала и объема вскрышных пород, размещаемых в отвале.
Способ перемещения фронта отвальных работ определяет схему развития отвалов в плане. Различают три способа развития отвальных работ: параллельный, веерный и прямолинейный.
Процесс отвалообразования включает возведение первоначальных насыпей, разгрузку и складирование вскрышных пород, планировку поверхности отвала и перемещений транспортных коммуникаций на отвале.

Выбор места расположения отвалов
В зависимости от места расположения отвала по отношению к конечному контуру карьера различают внутренние отвалы, располагаемые в выработанном пространстве, и внешние отвалы, располагаемые за конечным контуром карьера. Использование внутренних отвалов позволяет сократить расстояние перемещения вскрыши и не отчуждать дополнительные площади под отвалы, сокращая тем самым объемы рекультивации земель. Однако создание внутренних отвалов возможно, когда разрабатываемое месторождение представлено горизонтальной или пологой залежью, вынимаемой на всю мощность.
Внешние отвалы создаются, как правило, при разработке наклонных и крутых месторождений, когда конечное положение подошвы карьера формируется только в конце его отработки. В начальный период разработки горизонтальной или пологой залежи, когда создается выработанное пространство карьера, вскрышные породы также вывозят на внешние отвалы.
В случае разработки горизонтальных или пологих месторождений, имеющих значительную мощность (40-50 и более м), одновременно создаются как внутренние, так и внешние отвалы. Вскрышу нижних уступов складируют на внутренних отвалах, а вскрышу верхних – на внешних.

Отвалообразование при железнодорожном транспорте


Экскаваторное отвалообразование при использовании на карьерах железнодорожного транспорта является ведущим (на его долю приходится 85 – 90%). Работа отвальных экскаваторов состоит в экскавации породы, перегружаемой из думпкаров, и укладка ее в отвал. При использовании мехлопаты отвальный уступ подразделяется на два подуступа. Мехлопата размещается на кровле нижнего подуступа, на которую производится разгрузка породы из думпкаров. Транспортные пути располагаются на кровле верхнего подуступа. Для удобства приема и последующей экскавации породы из думпкаров экскаватор на кроле нижнего подуступа образует специальную емкость (канаву) длиной, равной полуторной или двойной длине думпкара и глубиной 0,8 – 1,0 м. Состав на отвал подвигается вагонами вперед. В приемную емкость, как правило, думпкары разгружаются поочередно. Укладка экскаватором породы в отвал производится в трех направлениях: вперед по ходу в нижний подуступ, по ходу (по фронту отвального уступа) под откос нижнего подуступа и назад в верхний подуступ.
В зависимости от физико-механических характеристик пород применяют, укладываемых в отвал, и пород основания отвала применяют две схемы организации работы экскаватора на отвале.

1.
Если складируемые породы и породы основания отвала устойчивы, укладка производится одновременно в верхний и нижний подуступы отвала. После заполнения отвальной заходки экскаватор возвращается в первоначальное положение и начинает отсыпку новой заходки.

2.
В случае слабоустойчивых пород при прямом ходе экскаватора (от обменного пункта к тупику) производится отсыпка только нижнего подуступа. При обратном ходе экскаватор укладывает породу в верхний подуступ. При этом повышается устойчивость отвала, так как экскаватор при обратном ходе движется по уплотненной породе нижнего подуступа, что сводит к минимуму возможность оползневых явлений.


Рациональная высота отвального уступа меняется в широких пределах и составляет на равнине 15-30 м, а в гористой местности – 70 м и более.

Шаг переукладки отвальных путей зависит от линейных параметров экскаватора и определяется по формуле

A0=(Rч+Rpп (7.2)

где Rч и Rp – соответственно радиус черпания и разгрузки экскаватора, м; Кп = 0,85- 0,9 коэффициент использования линейных параметров экскаватора.

 

Производительность мехлопат на отвале, как правило, в 1,2-1,3 раза выше, их производительности на карьере, что объясняется более высоким значением коэффициента экскавации и коэффициента использования экскаваторов во времени на отвале (0,7-0,8 вместо 0,5-0,6). Использование мехлопат на отвалах возможно при складировании пород любой категории крепости. Для складирования мягких и мелко раздробленных полускальных и скальных пород широко применяются драглайны.
Плужное отвалообразование предшествовало экскаваторному, но из-за своей низкой производительности было в основном заменено последним. В настоящее время плужное отвалообразование находит применение на карьерах с небольшим объемом вскрышных работ в условиях скальных пород, допускающих высоту уступов более 15 м, при наличии большого числа тупиков, расположенных на разных горизонтах. Процесс плужного отвалообразования включает выполнение следующих операций: разгрузку породы из думпкаров под откос отвального уступа, профилирование откоса уступа (вспашка), планировка поверхности отвала для пути и передвижку пути.
Длина отвального тупика при плужном отвалообразовании колеблется в пределах 0,5 – 2,5 км. Высота уступов плужных отвалов составляет 15-25 м и ограничивается их устойчивостью. Остальные параметры плужного отвалообразования рассчитываются аналогично параметрам экскаваторного отвалообразования.
Достоинством плужного отвалообразования является использование недорогого и простого в правлении оборудования, обеспечивающего быструю разгрузку составов.
Недостатки плужных отвалов – малая приемная способность отвального тупика, большое число резервных тупиков, малый шаг передвижки путей, сложность отсыпки мягких пород.
Абзетцерное отвалообразование. Процесс отвалообразования с помощью абзетцеров включает разгрузку думпкаров в приемную траншею, расположенную на поверхности отвала, черпание породы из траншеи, перемещение породы в отвал, планировку поверхности отвала и передвижку путей. Абзетцер представляет собой полноповоротный многоковшовый экскаватор, имеющий разгрузочную консоль с ленточным конвейером. Отвальный уступ насыпается двумя подуступами. Абзетцер, приемная траншея и путь располагаются в этом случае на кровле нижнего подуступа. Высота абзетцерного отвала достигает 90 м. Высота верхнего подуступа 30 – 35 м, высота нижнего подуступа 40 – 55 м. Планировку поверхности отвала после его заполнения производят либо планирующей рамой абзетцера, либо бульдозером. Пути отвальных экскаваторов обычно многорельсовые, поэтому их передвигают путепередвигателями непрерывного действия. Ширина отвальной заходки зависит от длины отвальной консоли и угла ее наклона и составляет 40 – 60 м. Длина отвального тупика определяется по условию обеспечения непрерывности работы абзетцера и составляет 1 – 2 км. Техническая производительность абзетцеров составляет 2000 – 7000 м3/ч.
Бульдозерное отвалообразование. В связи с внедрением бульдозеров мощностью 300 л.с. и более на карьерах с железнодорожным транспортом начали применять бульдозерное отвалообразование. При этом способе отвалообразования отвальный уступ разделяется на два подуступа. Порода разгружается на кровлю нижнего подуступа (транспортные пути располагаются на кровле верхнего подуступа) и бульдозерами перемещается к его откосу. Нижний подуступ отсыпается в направлении к тупику. Верхний подуступ отсыпают наоборот. Высота верхнего подуступа принимается такой, чтобы разгруженная из думпкара порода была ниже уровня пути, т.е должна быть в пределах 1,5 – 2,5 м. Расстояние от внешнего конца шпал до верхней бровки верхнего подуступа должно быть не менее 1 м. Высота нижнего подуступа принимается по условию устойчивости его откоса. Рациональная длина отвального тупика составляет 1,5 – 2,0 км.


Отвалообразование при автотранспорте.



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2017-01-28; просмотров: 1837; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.243.2.41 (0.063 с.)