Разработка месторождений

а) Подготовительные работы. Для ввода карьера в эксплуатацию необходимо выполнить комплекс подготовительных работ. В их состав входят:

- расчистка территории будущего карьера от деревьев, пней, кустарника;

- организация отвода поверхностных и грунтовых вод;

- устройство траншеи для вывозки вскрыши и добытого материала из карьера;

- работы по вскрытию и обнажению слоев полезного ископаемого для создания фронта работ по добыче;

- создание опережения вскрышного уступа.

Кроме того, к подготовительным работам относят устройство путей для вывозки материалов, установку оборудования по переработке камня, обеспечение карьера энергией, постройка складов, мастерских и пр. Все перечисленные работы относятся к капитальным, и производятся в период организации карьера.

Кроме вышеперечисленных работ в процессе работы карьера необходимо систематически проводить эксплуатационные подготовительные работы.

Работы по очистке территории карьера от леса, пней и пр. производят также, как и при подготовке к строительству дороги.

От притока поверхности вод карьеры ограждаются нагорными канавами, воду из канав отводят в пониженные места.

б) Разработку месторождений в пределах оконтуренной площади производят отдельными горизонтальными слоями. При этом верхний слой опережает нижний и карьер имеет форму уступов.

Рис. 8.1 Элементы карьера в разрезе: 0-1 – кровля вскрыши; 1, 3, 5, 8, 10, 12 – верхние бровки уступов; 2, 4, 6, 7, 9, 11 – нижние бровки уступов; 1-2, 3-4, 5-6, 7-8, 9-10, 11-12 – откосы уступов; 2-3 – подошва уступов вскрыши и рабочая берма вскрышного уступа; 5-4 – рабочая площадка уступа; 7-6 – подошва или дно карьера; 8-9, 10-11 – бермы безопасности; 1-6 – борт карьера; 12 – верхний контур карьера

На рабочих площадках уступов устанавливаются средства механизации. Часть рабочей площадки (непосредственно у откоса уступа), где производится отделение полезного ископаемого и его погрузка в транспортные средства называется забоем.

Для въезда транспорта в карьер и вывозки из него породы устраивают въездную траншею.

Для подготовки вскрышного или добычного уступа к разработке устраивают разрезные траншеи, открывающие фронт работ.

Уступы в плане разрабатываются параллельными полосами – заходками. Заходки разбивают на захватки, на которых ведутся добычные работы. Общая протяженность всех захваток составляет фронт работ.

Классификация систем разработок месторождений основана на принципах: обеспечения эффективной работы средств механизации на рабочих уступах; минимизации транспортных работ на вскрыше или доставке полезного ископаемого к местам переработки; безопасности горных работ. Существует ряд методов разработок карьеров.

Рис. 8.2. Классификация системы разработок месторождений: а – П-образная система захваток с односторонней разработкой; б – тоже с двухсторонней разработкой; в – Т-образная; г – Г-образная; д – веерообразная; е – тупиковая; ж – кольцевая; з – радиально-кольцевая; 1 – въездная траншея; 2 – разрезная траншея

При большой мощности вскрыши, холмистом карьере, малом фронте работ устраивают одну въездную траншею и разработку ведут по Г-образной схеме. По П-образной схеме работы ведут при меньшей мощности вскрыши и при необходимости обеспечения кольцевого движения транспорта. Причем в случае необходимости перерезки водоносного горизонта работы по П-образной схеме могут начинаться от дальних границ контура к ближним. Т-образная схема применяется при большом фронте работ.

При разработке месторождений с неправильной формой в плане возникает необходимость сохранить в процессе работ одинаковую длину захваток, в этом случае применяют веерообразную схему разработки (хотя применяют ее довольно редко).

При разработке рыхлых горных пород (гравий, песок, гравийно-песчаная смесь), когда предварительного размельчения не требуется, добычу горной массы можно вести на узком фронте работ, в этом случае разработку карьера можно вести по тупиковой, кольцевой или радиально-кольцевой схеме. Эти схемы применяются и в тех случаях, когда полезные ископаемые залегают в виде отдельных линз и напластований.

Во всех случаях при выборе той или иной схемы разработки карьера необходимо максимально учитывать местные условия, наличие машин и механизмов, а также перспективную мощность данного карьера и степень срочности ввода его в эксплуатацию.

в) Разработка карьера. Нормальное ведение в карьере добычных работ зависит от вскрышных работ. К этим работам предъявляются следующие требования.

Вскрышные работы в карьере не должны задерживать производство добычных работ. Вскрышной уступ всегда должен опережать добычной уступ на некоторый участок, длина которого полностью зависит от конкретных условий разработки карьера. Вскрышные работы, как правило, выполняются в теплое время года. При необходимости производства вскрышных работ в зимний период карьер целесообразно защищать от промерзания любым из известных вам способов, наиболее пригодных в данных условиях.

Для производства вскрышных работ могут применяться различные землеройные машины – бульдозеры, скреперы, экскаваторы с транспортными средствами. Работают эти машины по схемам, известным вам из общего курса возведения земляного полотна автомобильных дорог.

Грунт, полученный от вскрышных работ может быть использован: -

- для частичной засыпки разработанного карьера;

- в отвал;

- в овраги, болота;

- для отсыпки земляного полотна строящихся дорог и пр.

Метод разработки полезного ископаемого зависит от ряда факторов, но в основном определяется крепостью. При разработке каменных пород одной из основных технологических операций по добыче горной массы в карьере является размельчение горной массы, осуществляемое взрыванием.

Основная задача буровых работ – обеспечение равномерной степени дробления породы на заданные размеры. Комплекс буровзрывных работ состоит из следующих технологических операций:

- бурение шпуров или скважин;

- заряжение шпуров или скважин ВВ;

- взрывание;

- взрывание крупных негабаритных глыб.

Образовавшуюся после взрыва гонную массу грузят в транспортные средства. Для погрузки используют одноковшовые экскаваторы прямая лопата с емкостью ковша 0,8-1,2 м³. Экскаватор перемещается по подошве разрабатываемого уступа. При погрузке горной массы экскаватором прямая лопата наиболее приемлемы четыре схемы работы

- погрузка в отвал;

- боковая погрузка;

- боковая погрузка с расположением транспортных средств выше стоянки экскаватора;

- тупиковая погрузка.

Рис. 8.3. Схемы погрузочных работ экскаватора в забое

Погрузка в отвал обеспечивает наибольшую производительность экскаватора, но применяется сравнительно редко. Боковая погрузка расположением транспортных средств на одном уровне с экскаватором наиболее распространена. Расположение транспортных средств выше уровня стоянки экскаватора возможно при наличии экскаватора с удлиненной стрелой; условия работы экскаватора ухудшаются, но облегчается работа автотранспорта. Тупиковая схема погрузки наименее удобна. Усложняется работа как транспортных средств, так и экскаватора, т.к. угол поворота в этом случае достигает 150-180º.

Высота забоя при расположении транспортных средств в одном уровне с экскаватором не должна превышать высоту черпания экскаватора. Наибольшую высоту забоя (Н_з = 1,5 Нч) можно допускать только в случае разработки хорошо разрыхленных скальных пород, исключающих образование козырька.

Ширина забоя обычно назначается в зависимости от радиуса черпания экскаватора (А = 1,5 R). Уменьшение величины «А» до (0,5-1,0) обычно незначительно сказывается на производительности экскаватора.

г) Разработка месторождений гравия и песка чаще всего выполняется с помощью экскаваторов, могут применяться также и бульдозеры, скреперы. Иногда песчано-гравийные месторождения разрабатывают с помощью средств гидромеханизации.

Скреперы и, особенно бульдозеры применяются при разработке небольших месторождений, при этом материал может подаваться в транспортное средство или к бункерам перерабатывающих установок. Погрузка материала в транспортные средства в данном случае чаще всего осуществляется с помощью эстакады, на которой ставится бункер.

Рис. 8.4. Временная эстакада для погрузки материалов в автотранспорт

При гидромеханизированной разработке рыхлых материалов сильная струя воды увлекается в специальный лоток или по специально вырытому руслу. Если нельзя обеспечить транспортирование материалов самотеком, но перемещение в виде пульпы наиболее целесообразно, применяют землесосные снаряды в сочетании с гидромониторами. В этом случае материал из карьера транспортируется по трубам под напором, создаваемым земснарядом.

Рис. 8.5. Способы применения гидромеханизации при разработке

гравийных и песчаных карьеров

Подводные залежи песка и гравия разрабатываются плавучими землесосами, реже землечерпалками.

Рис. 8.6. Схемы разработки материалов землечерпалками и землесосами

Производительность землечерпалок колеблется от 50 до 100 м³/ч, при максимальной глубине черпания 3,5-4,5 м. Землесосы значительно чаще применяются для разработки подводных залежей, их производительность составляет 100-1200 м³/ч. Материал от землечерпалок доставляется на берег специальными баржами, а при использовании земснарядов транспортировка производится по трубам.

Транспортные работы. В подавляющем большинстве случаев все материалы из карьеров, которые разрабатывают дорожные организации транспортируются автомобильным транспортом. Во временных карьерах применяется только автомобильный транспорт. Основные преимущества этого вида транспорта – его высокая маневренность и способность преодолевать значительные уклоны. Ширина проезжей части дорог в карьерах принимается не менее 3,5 м – для однополосного движения и 7,5 м – для двухполосного. Крутизна подъемов, которые могут преодолевать автосамосвалы, достигает 70 ‰. Тип покрытия карьерных дорог выбирают в зависимости от грузонапряженности движения. Обычно на промышленных карьерах дороги строят с асфальтобетонным или цементобетонным покрытием, в притрассовых – со щебеночными или гравийными покрытиями.

Кроме автомобильного транспорта в карьерах используют и ленточные транспортеры, а иногда и железнодорожный транспорт. Особенно эффективна комбинированная работа автомобильного транспорта и ленточных транспортеров. Автомобили, как более мобильный транспорт, доставляют материалы к пунктам перегрузки, разгружаются в приемные бункеры, а далее материал поступает на переработку по транспортерам.

Дата добавления: 2014-01-07