Организация погрузки и выгрузки добываемых материалов

Схема и режим рабочих перемещений снаряда

В технологию добычи строительных мате­риалов, кроме выполнения вспомогательных операций, входят порядок (схема и режим) рабочих перемещений добывающих технических средств, регулирование грунтозабора, а также па­раметры режимов работы сортировочного, обогатительного, спе­циального и другого оборудования. Технологические параметры разрабатывают для каждого типа технических средств и спосо­ба их работы, а также для определенного вида судовой тех­ники.

Землесосные снаряды. Технология работы землесосного сна­ряда отличается тем, что снарядом за один проход, как прави­ло, отрабатывают месторождение на всю полезную толщу или на максимальную глубину опускания рамы.

Траншейный способ работы широко применяют на землесос­ных снарядах при разработке месторождений с несвязными по­родами, легко осыпающимися с откосов траншей. При работе используют траншейные наконечники с гидравлическими рых­лителями или без них.

Траншейным землесосным снарядом полезное ископаемое из­влекают в процессе движения по продольной траншее. Блоки месторождения делят 'на серии, серии — на траншеи. При одном положении папильонажных якорей, снарядом разрабатывают одну серию, затем его переводят на смежную. Ширину траншеи обычно принимают 15—30 м, длину серии 50—100 м.

Траншейный способ имеет две разновидности работы — се­риями сверху вниз и снизу вверх. Пре­имущественно применяют вторую из них, так как, несмотря на большую сложность, при этом можно широко маневрировать транспортными судами в случае ограниченных глубин.

Перед началом разработки первой серии снаряд занимает положение I перед началом разработки второй серии — поло­жение II. Серии состоят из траншей (1—4), ограничены конт­рольными створами (КС1, КС2, КСЗ) и кромками (левой и правой, считая по ходу снаряда) карьера. При переходе на вторую серию перекладывают якоря и переводят плавучий пульпопровод.

Скорость перемещения снаряда регулируют в зависимости от насыщения пульпы, сообразуясь е техническими возможностями грунтонасосной установки. При этом нельзя допускать предельного вакуума при котором наступает кавитационный режим работы установки и забой пульпопровода (отложение добываемой породы в пульпопроводе, приводящее к прекращению подачи пульпы).

Признаки забоя пульпопровода являются: увеличение ва­куума а затем его уменьшение вследствие снижения подачи пульпы; значительное увеличение давления и насыщения пуль­пы в пульпопроводе; нарастание осаждающегося слоя добыва­емой породы в пульпопроводе, уменьшение нагрузки на двига­тель и увеличение его частоты вращения; ослабление напора струп, вытекающей из погрузочного лотка снаряда.

Признаки забоя устанавливают по контрольно-измеритель­ным приборам, расположенным в центральном посту управле­ния земснарядом (вакуумметру, манометру, консистометру, та­хометру и др.). Для предотвращения забоя уменьшают скорость перемещения снаряда по траншее. Если этого недостаточно, то поднимают раму и промывают пульпопровод.

Отклонения снаряда от продольного створа в процессе пере­мещения по траншее недопустимы, так как при этом наруша­ется принятая технология работы, снижается его производитель­ность, увеличиваются технологические потерн запасов на место­рождении.

Папильонажный способ работы применяют на землесосных снарядах при разработке месторождения тонкими слоями (1— 2 м). Породу извлекают в процессе перемещения снаряда по­перек разрабатываемого карьера. Поперечное перемещение (папильонаж) осуществляют путем выбирания оперативными ле­бедками боковых канатов с одного борта и травления с проти­воположного. Снаряд, пройдя расстояние от одной кромки карь­ера до другой, удаляет полосу добываемой породы шириной I—3 м. У кромки карьера снаряд перемещают вперед по стано­вому канату на расстояние, после чего он движется в обратном направлении и т. д.

Папильонирование можно производить сериями сверху вниз или снизу вверх (преимущественно применяют последний), раз­работку начинают с нижней части карьера.

Траншейно-ямный способ добычи можно применять на раз­личных месторождениях, в том числе на месторождениях с плотными трудноподдающимися разработке породами, засорен­ными включениями. Разработку месторождения ведут сразу на всю полезную толщу или полную глубину опускания рамы сна­ряда.

Основное отличие траншейно-ямного способа от траншейно­го состоит в скачкообразном перемещении снаряда по траншее: Движения снаряда чередуются со стоянками, т. е. сделав скачок вперед, снаряд стоит на месте и разрабатывает яму. В результате этого траншея имеет не только продольные, но и поперечные гребни, способствующие увеличению технологических потерь запасов при разработке месторождения. Вместе с тем при работе в забое обеспечивается более полное насыщение пульпы, способствующее повышению производительности снаряда.

Многочерпаковые снаряды. Технология работы многочерпакового снаряда сходна с технологией работы папильонажного землесосного снаряда, схема их рабочих перемещений идентична. Процесс извлечения породы многочерпаковым снарядом слагается из движения черпаковой цепи и перемещения снаряда в пределах разрабатываемого блока месторождения. Режим рабочих перемещений зависит от толщины снимаемого слоя, рода и свойств породы, глубины её извлечения, производительности технологического оборудования снаряда.

Для извлечения породы папильонажным способом приводят в движение черпаковую цепь, опускают на заданную глубину раму и перемещают снаряд поперек блока карьера, осущест­вляя его подачу по становому канату у кромок блока. Породу отделяют от дна водоема одновременно несколькими черпаками, находящимися в шлейфе. Заполнение черпаков при заходе их в шлейф, заканчивается после выхода аз породы и зависит от рабочего вылета черпака. На несвяз­ных породах перед снарядом образуется поперечный вал, улучшающий наполнение черпаков, но мешающий судоходству при ограниченных глубинах

Скорость движения черпаковой цепи зависит от свойств породы толщины снимаемого слоя, производительности снаряда и типа его обогатительного оборудования. Скорость цепи уменьшают при работе на породах, обладающих большим сопротивлением резанию (с целью предотвращения повреждения черпакового устройства), а также на мелкозернистых песках (с целью предотвращения уноса песка из черпаков течением). В любом случае скорость черпаковой цепи должна обеспечивать заданную производительность снаряда.

Многочерпаковые снаряды работают папильонажным спосо­бом послойно. Толщина снимаемого слоя породы не должна превышать вылет черпака. Учитывая, что гравиедобывающие многочерпаковые снаряды не оборудованы устройствами пог­рузки или отвода за пределы месторождения нетоварных фрак­ций (песка) в целях предотвращения разубоживания месторож­дения режим их рабочих перемещений должен быть таким, чтобы при разработке первого и последующих слоев нетоварные фракции не сбрасывались на нижерасположенную «не полностью отработанную часть месторождения. Это условие ограничивает свободу действий багермейстера и вносит определенные огра­ничения в технологию папильонажного способа работы снарядов.

Плавучие краны. Технология добычи полезного ископаемого плавучим краном состоит в том, что по выставленным на местности створам кран устанавливают в начале траншеи 1. Ширину траншеи в зависимости от вылета стрелы крана при­нимают обычно 20 м. На каждой стоянке краном извлекают породу на полосе 1_п шириной 5 м. После разработки первой полосы на заданную глубину кран с помощью якорей пере­ставляют на вторую и т. д.

Технологические карты. Оптимальный режим рабочих пере­мещений снаряда в процессе извлечения породы, параметры работы грунтозаборного, сортировочного и обогатительного уст­ройств определяют с помощью технологических карт, составля­емых для каждого типа снаряда и условий его работы.

В качестве примера в сокращенном виде приве­дена технологическая карта траншейного землесосного снаряда производительностью 550 м³/ч, используемого на добыче песка. Основными параметрами работы снаряда являются полезная толщина снимаемого слоя породы, заглубление наконечника, скорость перемещения по траншее.

Технологическая карта может быть представлена не только в виде таблицы, но и более наглядно – в виде графика с теми же параметрами.

Контроль за отработкой месторождения. Огромное значение при добыче строительных материалов имеет маркшейдерский контроль за полнотой отработки месторождения. Добыча дол­жна производиться только при строгом соблюдении технологи разработки месторождения, разубоживание которого и сверх­нормативные потери запасов недопустимы.

Одно из основных условий правильной эксплуатации место­рождения— наличие надежных средств ориентации снаряда на карьере. Прежде чем приступить к разработке месторождения на местности выставляют створы и ориентиры. Вахтенный на­чальник снаряда обязан постоянно вести наблюдение за место­положением снаряда и в случае необходимости вносить коррек­тивы.

Надежным контролем правильности отработки месторожде­ния являются промеры глубин в процессе извлечения породы, которыми своевременно может быть обнаружено отклонение от принятой технологии добычи.

Глубина отработки месторождения должна соответствовать заданной. Особенно тщательно контролируют глубину отработ­ки при резких колебаниях уровня воды в водоеме. Для наблю­дения за уровнем воды на месте добычи устанавливают времен­ный гидрологический пост, показания по которому фиксируют в специальном журнале.

В процессе добычи постоянно ведут учет извлеченного ко­личества породы: по числу загруженных судов и их грузоподъ­емности, производительности снаряда и его рабочему времени, промерам глубин с борта снаряда, контрольной съемке отрабо­танной части карьера. Применяя различные методы подсчета извлеченного объема, можно получить наиболее достоверный результат.

Наиболее широко распространен метод подсчета объема по числу загруженных судов. Замеряя осадку судна до и после загрузки, пользуясь таблицей его грузоподъемности и исключая погруженную сопутствующую воду, определяют количество погруженного материала. Суммируя количество материала по всем загруженным судам, определяют полный извлеченный объ­ем на карьере за определенный промежуток времени. Так как: запасы полезного ископаемого в месторождении и производительность снаряда учитывают при естественной плотности породы в расчет извлеченного объема вводят коэффициент разрыхления, составляющий для гравия, песка и супеси 1,08-1,17, гальки и щебня 1,24-1,3, глины и скалы 1,3-1,45.

Обеспечение потребителей строительными материалами состоит в выполнении комплекса работ по их добыче, обогащению, погрузке в транспортные суда, перевозке и выгрузке на склады. Этот процесс часто дополняется другими транспортными операциями (распаузка судов, выгрузка и по­грузка материалов на промежуточных складах и т. д.).

Структурные технологические схемы добычи и переработки строительных материалов различны. Они зависят от характерис­тик технических средств и оборудования для добычи, перевозки и выгрузки, местных условий складирования или перевалки ма­териалов на другой вид транспорта в процессе доставки потре­бителям. Добыча и выгрузка материалов могут сочетаться с их обогащением, погрузкой, сортировкой и обезвоживанием.

В последние годы широко распространена гидромеханизация перегрузочных работ, связанных с добычей и перевозкой стро­ительных материалов. Применение гидромеханизации способствует повышению производительности и снижение затрат на перегрузочных работах, повышению качества добываемых материалов. Гидромеханизированная техника отличается простотой устройства, разнообразием технологических возможностей и надежностью. Особое значение имеет применение комплексной гидромеханизации на добыче, перевозки и выгрузке материалов с использованием землесосных снарядов, специализированного флота и гидроперегружателей.

Технологические схемы. Применяют пять основных техноло­гических схем добычи, обогащения (классификации) и выгруз­ки строительных материалов.

Для добычи песка или песчано-гравийной смеси землесосным снарядом извлекают материал со дна водоема и грузят в специализированное судно. Сопутствующую воду и мелкие нетоварные фракции сбрасывают через специальные за­глубленные сливные устройства в выработанное пространство карьера. За счет отмыва мелких фракций происходит обогаще­ние добываемого материала.

Такая схема распространена на добыче песка с незначитель­ным содержанием мелких фракций и гравия. Преимущества схемы заключаются в простоте обслуживания механизмов и оборудования, их высокой производительности, надежности ра­боты и частичном обогащении материалов. При наличии в песчано-гравийной смеси большого количества мелких нетоварных фракций применяют специальные обогатительные аппараты, а при значительном содержании частиц гравия производят ее классификацию на береговых гравийно-сортировочных установках (заводах).

При отсутствии специализированного флота в технологический процесс включают обезвоживающие (сгустительные) устройства. Эффективность гидромеханизированной добычи по указанной схеме значительно выше по сравнению с добычей плавучими кранами.

Для добычи гравия используют снаряд с гидроклассификатором установленным на его корпусе или на специальном судне-приставке. Принципиальной разницы в работе этих схем нет. Со снаряда песчано-гравийная смесь поступает в гидроклассификатор, затем по лотку (конвейеру) на погрузку в судно, а нетоварные фракции (песок) – по плавучему пульпопроводу -в выработанное пространство карьера. Добыча и разделение смеси с помощью гидроклассификатора на гравий и песок, промывка и погрузка гравия в судно, транспортирование в отвал нетоварного материала представляют собой единый технологический процесс.

При комплексном использовании добываемых материалов (использование песка при добыче гравия) схему дополняют оборудованием по обогащению и погрузке песка. Песок грузят в другое судно, установленное с противоположного борта снаряда. В случае классификации гравия и получения обогащения го песка, когда одновременно у снаряда находятся под загрузкой не менее трех транспортных судов, необходимо применение специального технологического судна-приставки.

В случае комбинированной схемы добычи гравия все технологическое оборудование и энергетическая установка, смонтированы на приставке. Добываемую плавучим краном песчано-гравийную смесь подают в бункер, затем грунтовым насосом по трубопроводу в гидроклассификатор. Выделившийся в гидрокласснфикаторе гравий грузят в судно, а нетоварный фракции отводят по плавучему пульпопроводу в разработанную часть карьера.

Применение этой схемы обеспечивает добычу, погрузку и улучшение качества материалов. Однако включение в технойнологический корпус плавучих кранов (машин циклического действия) снижает ее эффективность. Недостатком схемы является отсутствие оборудования для обогащения и погрузки песка. Сбрасывание песка за борт не только снижает эффективной использования добывающей техники (за счет безвозвратной потери песка производительность ее резко снижается), но и приводит к разубоживанию месторождения, дополнительным трудностям по рекультивации отвалов и соблюдению требований охраны окружающей среды.

Для добычи гравия и песка применяют комплексную схему безотходной технологии: многочерпаковый снаряд, оборудован сортировочным устройством, предназначенным для выделения гравия, а также устройством по погрузке гравия. Таким образом, вся добываемая песчано-гравийная смесь полностью используется. Под погрузкой одновременно находятся два судна: для гравия и для песка. В случае отсутствия достаточного числа судов или нецелесообразности использования песка последний сбрасывают за борт. Все технологическое оборудование смонтировано на снаряде. В качестве сортировочного устройства применены грохоты. Схема позволяет с высокой эффективностью использовать технические средства снижать себестоимость добычи строительных материалов, не допускать разубоживания месторождения и наиболее полно обеспечивать требования охраны окружающей среды.

На гидромеханизированной выгрузке песка и песчано-гравийной смеси с незначительным содержанием гравия широко Распространена технологическая схема с гидроперегружателем. Строительный материал извлекают из судна гидроперегружателем и направляют на гравийно-сортировочную уста­новку, расположенную на берегу. Обогащенный материал (песок, гравий) подают на склады. Возможен вариант транспортирования материала гидроперегружателем из судна на склад, минуя гравийно-сортировочную установку. Недостатками схемы являются невозможность гидромеханизированной загрузки не­специализированных судов, необходимость отвода значительных площадей (карты намыва, отстойники, отводные каналы), труд­ности с обеспечением на некоторых участках требований охра­ны окружающей среды. Преимущество схемы состоит в просто­те конструкции, возможности транспортирования материала на большие расстояния и высоту, высокая интенсивность обработ­ки судов.

Промежуточные склады. В процессе добычи и перевозки песчано-гравийных материалов применяют некоторые частные весьма эффективные технологические варианты, заслуживаю­щие внимания применительно к местным условиям работы. Они сводятся к созданию промежуточных складов. При недостатке транспортного флота и неритмичной его подаче под погрузку возникают простои как добывающей техники, так и транспортного флота. Чтобы исключить или сократить эти простои, соз­дают склады-накопители. При отсутствии транзитного флота до­бываемые материалы доставляют местными мелкотоннажными судами на склад-накопитель, расположенный в районе месторождения. С приходом транзитных судов сразу приступают к их загрузке. Таким образом, создается резерв материалов, который может быть использован в позднеосенний или ранневесенний ледовый период навигации, когда из-за смерзаемости

материалов и по другим причинам не может работать добывающая техника, или в другой период, когда из-за отсутствия грузов имеется излишняя провозная способность флота и создаётся недостаток технических средств добычи. В качестве местных транспортных судов для перевозки материалов на склады-накопители используют баржи или саморазгружающиеся шаланды.

Склады-накопители бывают надводные и подводные. Подводные водные склады целесообразно создавать с помощью саморазгружающихся шаланд, которые разгружаются практически без затраты времени. Из подводных складов материалы могут быть перегружены на берег кранами или снарядами.

Загрузка судов при отрицательной температуре воздуха в избежание смерзаемости материалов должна производиться с береговых складов обезвоженными материалами.

В условиях недостаточных габаритов пути на подходах к месторождению перевозки осуществляют с использованием про­межуточных складов, которые создают на участке глубоковод­ного пути, примыкающем к мелководному подходу к месторож­дению. Используя мелкотоннажный флот, материалы доставляют на промежуточный склад, откуда отгружают их на транзит­ные суда в течение всей навигации.

Склады гидромеханизированной выгрузки. Важным звеном в комплексной гидромеханизированной добыче и выгрузке строительных материалов являются склады. При плохой организа­ции работы складов ухудшается использование перегрузочных средств и флота, повышаются затраты на доставку материалов.

Склады гидромеханизированной выгрузки имеют специфические особенности: они занимают большие площади, оборудуются системами пульпопроводов, сливных колодцев, отводных кана­лов, отстойников и т. д. К ним предъявляют особые требования по охране окружающей среды.

Диаметр, длина и высота подъема пульпопровода от гидроперегружателей до карт намыва должны быть рассчитаны в гидравлическом отношении. При значительных длине и высоте подъема пульпопровода возникает необходимость становки промежуточных перекачивающих станций. Применяют два спо­соба складирования материалов — эстакадный и безэстакадный. При эстакадном способе пульпопровод укладывают на эста­кады, изготовленные из бетонных конструкций. На каждую карту намыва делают ответвления с выпусками, на которых устанавливают задвижки для регулирования подачи пульпы. Высота штабеля зависит от высоты эстакады. Эстакадный спо­соб по сравнению с безэстакадным требует больших капиталь­ных вложений, но значительно меньших эксплуатационных за­трат, так как отпадает необходимость монтажа и демонтажа пульпопроводов в процессе выгрузки материалов из судов и по­грузки на автотранспорт.

Безэстакадный способ применяют на складах, расположен­ных поблизости от берега, а также на складах незначительной вместимости. Трубы укладывают прямо на штабель с помощью трубоукладчика. Высота такого склада в 2-3 раза меньше, чем эстакадного. При строительстве складов производят гидравлические расчеты по отводу воды. Для отвода служат системы сбросной, фильтрационной и инфильтрационной вод. Первая состоит из шандорных колодцев и сборного коллектора сбросной воды, вторая- из дренажных труб и.колодцев по периметру и иногда по основанию склада, а также дренажной канавы вокруг скла­да. Воду из сборного сбросного коллектора и дренажной канавы отводят в отстойный бассейн, где оседают мелкие частицы по­роды. Затем осветленная вода стекает в водоем.

Вокруг каждой карты намыва сооружают из гравия или щебня дамбу построечного обвалования высотой 1—2 м и ши­риной у основания 3—5 м. На наружный слой дамбы уклады­вают бетонные плиты. Эксплуатационное обвалование высотой 1 —1,5 м и шириной у основания 1,5—2 м выполняют бульдозе­рами. Для автотранспорта строят постоянные или временные (с переносными плитами) подъездные дороги с твердым покры­тием.

Основной характеристикой намывного склада является ин­тенсивность перегрузочных работ. На складе оборудуют доста­точное число карт намыва (обычно 3—4), чередование которых позволяет обеспечить нормальный гидравлический режим рабо­ты склада и обезвоживание материалов, исключить размыв на­ружных откосов и расползание штабеля. При эксплуатации склада необходимо обращать внимание на качество обвалова­ния карт, поддерживать необходимые размеры отстойника и обеспечивать нормальную работу шандорных колодцев.

Глава 5. ПЛАНИРОВАНИЕ И УЧЕТ РАБОТЫ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

Дата добавления: 2014-01-04