Отвалообразование при автомобильном транспорте

Для отвалообразования при автомобильном транспорте в настоящее время используются мощные бульдозеры. При использовании автосамосвалов особо большой грузоподъемности (более 110 т) целесообразно применение драглайнов.

Бульдозерное отвалообразование при автомобильном транспорте заключается в разгрузке автосамосвала, планировки поверхности отвала и устройства главной и временной дорог.

Автосамосвалы разворачиваются на временной автодороге и задним ходом подъезжают к месту разгрузки. Разгрузка автосамосвалов небольшой грузоподъемности (до 40 т) производится на расстоянии 1 – 2,5 м от верхней бровки отвала. При этом часть выгружаемой породы скатывается непосредственно под откос.

Планировка поверхности производится бульдозерами, которые сдвигают под откос выгружаемую на ней породу. Как правило бровка откоса укреплена предохранительным валом.

При бульдозерном отвалообразовании высота отвального уступа (яруса) зависит от устойчивости пород и обычно составляет 15 – 30 м.

На отвалах применяются обычно две схемы работ: 1) разгрузка автомашин и планировка отвальной бровки совмещаются на одном участке; 2) разгрузка автосамосвалов и планировка отвальной бровки производятся на различных участках. Вторая форма удобней.

Общая длина фронта работ отвального участка, включая длину разгрузочной, планируемой и резервной площадок, которые колеблются от 100 до 500 м и зависит от числа одновременно работающих автосамосвалов.

Ночью отвал освещается прожекторами или лампами. Разгрузочная площадка выполняется с уклоном внутрь отвала в три градуса.

Основными параметрами, характеризующими отвальные работы при транспортировании пород автомобилями, являются: длина фронта отвального участка и всего отвала, число участков. Высота отвала, шаг переноски отвальной автодороги, приемная и пропускная способность отвала, продолжительность загрузки и подготовки отвального участка, объем бульдозерных работ и необходимое число бульдозеров и при заданном объеме работ.

Отвал обычно состоит из трех участков равной длины по фронту разгрузки. Один рабочий, другой резервный и на третьем ведутся планировочные работы.

Длина фронта отвального участка должна допускать одновременную разгрузку заданного числа машин.

Если в работе находится N автосамосвалов, то одновременно разгружаются:

NO = N (tP.M/tP), где tP.M – продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале (60 – 100 с); tP – техническая продолжительность рейса, с.

Длина фронта разгрузочной площадки (в м): lП = NOb, где b – ширина полосы, занимаемой автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (15 – 20 м).

Длина фронта отвала (в м) : L = 3lП.

Объем бульдозерных работ (в м30 : QB = ПВ kЗ, где ПВ — количество породы, принимаемой на отвал; kЗ — коэффициент заваленности, характеризующий объем породы, остающийся на поверхности отвала и надлежащей планировке бульдозером (0,4 – 0,7).

Достоинства.

1. Простота работ на отвале.

2. Возможность быстрого строительства.

3. Небольшие затраты на отвалообразование.

4. Низкие капитальные затраты на оборудование.

Бульдозер является не только отвальной машиной, но и основной машиной для строительства и ремонта дорог карьерных дорог, и других работ.

Средняя производительность бульдозеров мощностью 70 квт и 180 квт составляет на отвалах около 1500м3 в смену в скальных породах.

Экскаваторное отвалообразование при автомобильном транспорте.

При бульдозерном отвалообразовании большое значение имеет обеспечение безопасных условий при разгрузке автосамовсалов, особенно грузоподъемностью свыше 75 т. Для исключения схода автосамосвалов под откос отвалов они должны разгружаться на расстоянии не менее 5 м от бровки. Поэтому почти вся порода выгружается на площадку. В результате чего возрастает нагрузка на бульдозеры. Кроме этого возникает необходимость снижать высоту отвала. Использование тяжелых автосамосвалов на строительстве отвальных дорог, которые устанавливаются через 35 – 50 м, требует больших затрат.

Для повышения безопасности работ используют экскаватор драглайн.

Параметры забоя приведены на схеме.

На первом этапе развития автомобильного отвала заполняют нижний ярус, состоящий из двух подуступов. Драглайн располагают на несколько метров ниже транспортного горизонта на кровле нижнего подуступа и, черпая породу из приемного бункера, заполняет нижний подуступ. Также драглайн может заполнять и верхний подуступ.

>9 Отвалообразование style=»margin:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:left; text-indent:21.3pt»>

9.5 Отвалообразование при автомобильном транспорте

Для отвалообразования при автомобильном транспорте используются в настоящее время в основном мощные бульдозеры. При использовании автосамосвалов особо большой грузоподъемности (более 100..120 т) целесообразно применение драглайнов.

Бульдозерное отвалообразование при автомобильном транспорте состоит из:

· разгрузки автосамосвала;

· планировки поверхности отвала;

· устройства главной и временной автодорог.

Автосамосвалы разворачиваются на временной автодороге и задним ходом подъезжают к месту разгрузки. Разгрузка автосамосвалов относительно небольшой грузоподъемности (до 40 т) производится на расстоянии 1..2,5 м от верхней бровки отвала. При этом часть выгружаемой породы скатывается непосредственно под откос отвала. Планировка поверхности производится бульдозерами, которые сдвигают под откос выгруженную на ней породу.

По условиям безопасности на верхней бровке отвала необходимо постоянно устраивать предохранительный вал породы или применять стопорное устройство в виде, например, ограничительного деревянного или металлического бруса. Ограничительный брус удерживается двумя канатами, прикрепленными с помощью жимков к трубам, которые вбиты в массив отвального уступа и завалены крупными кусками породы. Наличие жимков позволяет увеличить длину каната и тем самым передвигать брус по мере перемещения бровки отвала.

При бульдозерном отвалообразовании высота отвального уступа зависит от устойчивости пород и обычно составляет 20..40 м.

На отвалах применяется одна из следующих форм организации работ:

· разгрузка автомашин и планировка отвальной бровки совмещаются на одном участке;

· разгрузка машин и планировка отвальной бровки производятся на различных участках.

Большее распространение получила вторая форма организации работ, так как разделение отвала на разгрузочные и планируемые участки создает большие удобства в работе машин и повышает безопасность труда.

Общая длина фронта работ отвального участка, включая длину разгрузочной, планируемой и резервной площадок, колеблется от 100 до 500 м и зависит от числа одновременно работающих автосамосвалов. При работе ночью отвальная площадка освещается прожекторами или лампами.

Основными параметрами, характеризующими отвальные работы при транспортировании пород автомобилями, являются:

· длина фронта отвального участка и всего отвалаp;

· число участков;

· высота отвала;

· шаг переноски отвальной автодороги;

· приемная и пропускная способность отвала;

· продолжительность загрузки и подготовки отвального участка;

· объем бульдозерных работ и необходимое число бульдозеров при заданном объеме работ.

Отвал состоит обычно из трех участков равной длины по фронту разгрузки (рис. 9.8):

· на одном участке ведется разгрузка;

· другой — резервный;

· на третьем производятся планировочные работы.

Длина фронта отвального участка должна допускать одновременную разгрузку заданного числа машин.

Рисунок 9.8 — Схема бульдозерного отвалообразования при автомобильном транспорте

Если в работе находятся N автосамосвалов, то одновременно разгружаются

(9.8)

где tрм. — продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, tрм. = 60..100 с;

tр -техническая продолжительность рейса, с.

Длина фронта разгрузочной площадки (в м)

(9.9)

где b — ширина полосы, занимаемой автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (b = 15..20 м).

Длина фронта отвала (в м)

(9.10)

Объем бульдозерных работ (в м3)

(9.11)

где Пв — количество породы, принимаемой на отвал;

kз — коэффициент заваленности, характеризующий объем породы, остающейся на поверхности отвала и надлежащей планировке бульдозером (kз = 0,4..0,7).

Шаг переноски автодороги обычно составляет 30..50 м.

К достоинствам бульдозерных отвалов относятся:

· простота работ на отвалах;

· возможность быстрого их строительства;

· небольшие затраты на отвалообразование;

· низкие капитальные затраты на оборудование.

Бульдозер является не только отвальной машиной, но и основной машиной для ремонта и строительства как отвальных, так и карьерных дорог.

Экскаваторное отвалообразование при автомобильном транспорте. При бульдозерном отвалообразовании большое значение имеет обеспечение безопасных условий при разгрузке автосамосвалов, особенно грузоподъемностью 75 т и более. Из-за большой нагрузки на отвальную бровку их безопасная разгрузка должна производиться на расстоянии 4..10 м от отвальной бровки. При этом вся или большая часть породы разгружается не под откос, а на поверхность отвала, что резко увеличивает объем бульдозерных работ. Кроме того, с целью предотвращения обрушения отвальной бровки приходится снижать высоту уступа, что приводит к увеличению затрат на строительство отвальных дорог. Использование тяжелых автосамосвалов на строительстве отвальных дорог, которые устраиваются через каждые 35..50 м, требует больших затрат.

Противоречие между необходимостью повышения высоты отвала и обеспечением безопасных условий работы при применении автосамосвалов особо большой грузоподъемности разрешается благодаря использованию драглайнов. Конструкция и параметры забоя драглайна и технологическая схема его работы на автомобильных отвалах показаны на рис. 9.9.

Рисунок 9.9 — Схема отсыпки драглайном первого яруса автомобильного отвала.

На первом этапе развития автомобильного отвала заполняют нижний ярус, состоящий из двух подуступов. Драглайн располагается на несколько метров ниже транспортного горизонта на кровле нижнего подуступа и, черпая породу из приемного бункера, заполняет нижний подуступ.

Верхний подуступ также может быть заполнен экскаватором или использован как резервная емкость для бульдозерного отвалообразования (рис. 9.2). Резервная емкость гарантирует стабильность работы отвала. При заполнении нижнего яруса экскаватор заполняет второй ярус, разгружая породу из ковша выше уровня транспортного горизонта. Доставка породы производится по той же автомобильной дороге. Верхний уступ заполняется с отставанием на одну заходку (слева от автодороги, рис. 9.9) или в той же заходке с ликвидацией автодороги по мере заполнения яруса. Второй ярус заполняется при обратном ходе экскаватора.

Приемная способность отвала и параметры забоя зависят от линейных параметров драглайна, устойчивости пород и рельефа основания отвала. При драглайнах ЭШ-10/70, ЭШ-13/50 и автосамосвалах БелАЗ-548 максимальная ширина заходки составляет 200..280 м, площадь нижнего яруса заходки 20..40 тыс.м2, верхнего – 15..20 тыс.м2. Из-за большой ширины заходки отвальные автодороги могут быть построены близкими к капитальным, а приемные устройства при использовании мощных автосамосвалов (грузоподъемностью 75 т и более) — полустационарными (рис. 9.9). Это позволяет увеличить скорости движения автосамосвалов и на 25..30% повысить их производительность по сравнению с разгрузкой на бульдозерных отвалах.

Полустационарные площадки должны иметь защитную опору высотой не менее радиуса колеса.

Вопросы для самоподготовки

1. Из чего состоит бульдозерное отвалообразование при автомобильном транспорте?

2. Для чего сооружается предохранительный вал породы?

3. Какими основными параметрами характеризуются отвальные работы при транспортировании пород автомобилями?

4. Как распределяется работа на трех участках по фронту разгрузки отвала?

5. Что относится к достоинствам бульдозерных отвалов?

6. В чем сущность экскаваторного отвалообразования при автомобильном транспорте?

Отвалообразование

ОТВАЛООБРАЗОВБНИЕ (а. waste disposal, stone disposal; н. Absetzen; ф. mise а terril; и. formacion de esсоmbrera, formacion de terreno, formacion de monton, formacion de depositos de esсоmbros) — процесс размещения пустых пород на специально отведённой площади; завершающий этап вскрышных работ на карьерах. Способы и средства отвалообразования тесно связаны с системами открытой разработки месторождений. При бестранспортной системе отвалообразование осуществляется одноковшовыми экскаваторами непосредственно во внутренние отвалы, при транспортно-отвальной — также во внутренние отвалы консольными отвалообразователями и транспортно- отвальными мостами.

Отвалообразование при транспортной системе разработки как на внутренних, так и на внешних отвалах выполняется с помощью отвальных плугов, одноковшовых экскаваторов, бульдозеров, отвалообразователей.

Отвалообразование пустых пород драглайнами осуществляют при разработке горизонтальных и пологопадающих пластообразных и россыпных месторождений. Драглайн, объединяя в себе функции выемочной и отвалообразующей машины, перемещает горные породы и укладывает их во внутренний отвал полосой, равной ширине заходки. При большой мощности вскрыши и достаточной устойчивости пород в отвале применяют отвалообразование с переэкскавацией драглайном части перемещённых первоначально в отвал пород во 2-й ярус.

Отвалообразование с помощью консольного отвалообразователя в выработанное пространство производится полосами шириной, равной ширине заходки экскаватора. Выполняется в процессе цикличного перемещения отвалообразователя по фронту вслед за экскаватором и отсыпки отвала внутри заходки по радиусу. Отвалообразование мягких и крепких горных пород на внешних отвалах этими же машинами производится 2 ярусами (сначала в нижнем, затем в верхнем) при перемещении вдоль отвального конвейера.

Отвалообразование с помощью транспортно-отвального моста осуществляется в выработанное пространство при разработке горизонтальных пластообразных залежей. Породу в отвал укладывают параллельными фронту работ полосами шириной, равной шагу передвижки транспортно-отвального моста вкрест простирания фронта работ. При неустойчивых горных породах предусматривается отвалообразование с предотвалом, а при большой длине моста — с предотвалом, уплотнённым специальным устройством для расположения на нём отвальной опоры моста.

Отвалообразование абзетцерами, которые экскавируют разгруженную в траншею породу и укладывают её сначала в нижний ярус, затем в верхний, применяется при перевозке мягкой вскрыши железнодорожным транспортом на внутренние и внешние отвалы.

При использовании для разработки горных пород средств гидромеханизации отвалообразование пустых пород производится на внешних, расположенных в пониженных местах и ограждённых дамбой, гидроотвалах. При доставке горных пород на гидроотвал колёсным транспортом отвалообразование осуществляется смывом её с откоса из специальной накопительной ёмкости или насыщением породы водой на откосе с последующим стеканием пульпы в гидроотвал.

Отвалообразование крепких горных пород одноковшовыми экскаваторами при разработке горизонтальных и пологопадающих залежей производится в выработанное пространство (аналогично отвалообразование мягких горных пород), а при разработке наклонных и крутопадающих залежей — на внешние отвалы. При этом порода, доставляемая железнодорожным транспортом, разгружается в специально подготовленное самим экскаватором углубление, откуда экскаватор перемещает её сначала в нижний, а затем в верхний ярус. Развитие отвала при доставке вскрыши железнодорожным транспортом может быть веерным, параллельным или криволинейным. Отвалообразование отвальным плугом и бульдозером осуществляется сталкиванием под откос отвала доставленной и разгруженной породы.

Расходы на отвалообразование составляют 12-15% себестоимости вскрыши на угольных разрезах, до 15% себестоимости 1 т полезных ископаемых на железорудных карьерах.

Для уменьшения площади отчуждаемых земель отвалообразование ведётся до максимально возможных высот отвалов. Технология отвалообразования обычно предусматривает возможность и эффективность последующей рекультивации поверхности, нарушенной горными работами.

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

» П.Ч. Чулаков, З.A. Бермухамбетов, И.Н. андйбейФе.:.-.-, .

Турсын Калыбеков и Е.С. Зулкарнаев

Казахский- политехнический институт им. . йна»-*(72) Авторы изобретеиия (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ОТКРЫТОЙ

РАЗРАБОТКЕ ИЕСТОРОИДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ.ИСКОПАЕИЫХ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ отвалообразования, при. котором с целью уменьшения затрат отсыпку пород производят сверху одним уступом 51 1.

Однако данный способ по условию.

«:устойчивости и техники безопасности снижает интенсивность отвалообразования, Известен также способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий отсыпку пород ярусамиснизу вверх в выработанное пространство карьера с последующей рекультивацией горизонтальной поверхности (23. .

Однако известный способ характеризуется низкой интенсивностью hpo цесса отвалообразования из-эа значительных объемов работ на ярусах, 1

2 увеличением транспортных расходов и объема планировочных работ..

Целью изобретения является повышение интенсивности отсыпки и снижение затрат в процессе отвалообразо» вания.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу отвалообраэо» вания при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, вклю-.. чающему отсыпку пород ярусами снизу вверх в выработанное пространство карьера с последующей рекультивацией горизонтальной поверхности, отсыпку каждого яруса производят от бортов карьера к центральной части карьерного поля поочередно с . протйбб-. положных сторон до смыкания нижней бровки вышележащего яруса с верхней бровкой нижележащего яруса.

Способ осуществляется следующим образом.

Привезенные вскрышные породы разгружаются на первом ярусе вне эоны

3 994729 опасных сдвижений массива. После чего с помощью специального оборудования, например бульдозера, вскрышные породы сталкиваются под откос.

Высота первого яруса в данном случае выбирается кратной высоте последующих ярусов.

По мере продвигания фронта отвальных работ отсыпку первого яруса производят до центральной части карьер- 10 ного поля, затем отвальные работы начинают на втором ярусе до смыкания нижней бровки вышележащего яруса с верхней бровкой нижележащего яруса.

При этом откосная часть первого яруса служит упорной поверхностью второго яруса, вследствие чего .обеспечивается устойчивость горизонтальной поверхности второго яруса и, следовательно, Ьезопасность ведения процесса отвалообразования.

После смыкания нижней бровки второго яруса с верхней бровкой первого яруса засыпку карьерного поля начинают на третьем ярусе, также до полного смыкания нижней бровки третьего яруса с верхней бровкой второго яруса.

После этого цикл отсыпки последующих (вышележащих) ярусов повторяется до достижения ими уровня рекультивационного горизонта, где засыпку выработанного пространства ведут в стратиграфической последовательности с нанесением потенциально-плодородного и плодородного слоев выше уровня дневной поверхности с учетом последующей их усадки °

Использование предлагаемого способа отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по сравнению с известными способами обеспечивает безопасные условия отсыпки за счет создания упорной поверхности и повышает интенсивность отвалообразования за счет увеличения высоты разгрузки в 1,5-2 раза. формула изобретения

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий отсыпку пород ярусами снизу asepx в выработанное пространство карьера с последующей рекультивацией горизонтальной поверхности, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения интенсивности засыпки и снижения затрат на отвалообразование, отсыпку каждого яруса производят от бортов карьера к центральной части карьерного поля поочередно с.противоположных сторон до смыкания нижней бровки вышележащего яруса с верхней бровкой нижележащего яруса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дороненко Е.П . Рекультивация земель, нарушенных открытыми разработками. M., «Недра», 1979, с. 58.

2. Там же, с. 60 (прототип).

Составитель l0. Скорняков

Редактор В. Иванова Техреду «. Надь

Корректор А, Дзятко

Подписное

Заказ .597/16 Тираж 601

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

» 11)03 Москва, Ж-3 Раушская наб. g. 4Д

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

6.3. Отвалообразование при автотранспорте

Наибольшее распространение при перевозке вскрыши автотранспортом получило бульдозерное отвалообразование.

Процесс отвалообразования при автотранспорте состоит из разгрузки автомашин на верхней площадке отвального уступа, перемещения породы под откос или планировки ее на площадке, поддержания автодорог на отвале. Последние два вида работ выполняются в основном бульдозерами.

Строительство бульдозерных отвалов на равнинной местности заключается в подведении автодорог к отвальному отводу и создании первоначального отвала шириной 70—100 м и высотой 2—5 м. Отвал наращивается до проектной высоты путем послойного складирования пород. Практикуется также увеличение высоты отвала до проектной путем разгрузки автосамосвалов под откос при ширине насыпи 40—50м и подъеме 5—7%. На косогорах создается площадка для разворота автосамосвалов в полутраншее, полувыемке или на насыпи. При крутых склонах может быть сооружен эстакадный отвал с железобетонным или бутобетонным барьером.

В эксплуатационный период отвалообразование производится двумя способами: периферийным или площадным.

Разгрузку породы ведут непосредственно под откос уступа или на расстоянии 3–5 м от него (периферийное отвалообразование), а при неустойчивых породах – по всей площади отвала (площадное отвалообразование).

В первом случае бульдозеры перемещают породу к верхней бровке отвала, и развитие отвального фронта происходит в плане, во втором – бульдозеры ведут планировку отвала, наращивая его по вертикали. Площадное отвалообразование применяют редко, главным образом для создания первоначальных насыпей.

Высота отвальных уступов на равнине обычно составляет 30–40 м. При отсыпке взорванной скальной вскрыши на склонах высота уступов ограничена лишь устойчивостью пород. Например, на карьере «Центральный» ОАО «Апатит» высота отвала составляет 400 м. В стесненных условиях применяют многоярусные отвалы. Для обеспечения их устойчивости высота первого уступа не превышает 12–15 м. Между первым и вторым уступом в процессе их формирования поддерживают берму шириной не менее 100–150 м, а между последующими уступами – 50–100 м.

Безопасную разгрузку автомашины вблизи бровки обеспечивает предохранительный вал высотой не менее 0,5 диаметра колеса автосамосвала. При отсутствии породного вала запрещают подъезд таких автосамосвалов к бровке ближе, чем на 5 м или ближе расстояния, указанного в паспорте. Кроме того, поверхности бульдозерного отвала по всему фронту разгрузки на участке, ширина которого равна длине автосамосвала, придают поперечный уклон по направлению к центру, величиной не менее 3°.

Разгрузку и планировку ведут на разных участках. Зона разгрузки должна быть обозначена с обеих сторон знаками (рис. 6.7). Производительность отвального бульдозера зависит от расстояния перемещения породы (табл. 6.2).

Таблица 6.2. Сменная производительность отвальных бульдозеров, м3 (по Гипроруде)

Расстояние перемещения, м	ДЗ-100, ДЗ-110ХЛ (Д-275А)	ДЗ-35 (Д-521А)	ДЗ-118 (Д-572)	ДЗ-60, ДЗ-60 ХЛ (Д-701)
Скальные породы





Рыхлые породы

Общая площадь отвала (м2):

, (6.8)

где W – общий объем вскрыши, размещаемой в отвале за срок его существования, м3; Kро – коэффициент остаточного разрыхления пород в отвале (обычно Kро =1,05–1,20); Ho – высота отвала, м.; Ко – коэффициент, учитывающий откосы и неравномерность заполнения площади (обычно Kо = 0,8–0,9 для одноярусных отвалов и 0,6–0,7 – для двухъярусных).

Общее число участков (ед):

Nу = Nур + Nуп+ Nурез, (6.16)

Общая длина отвального фронта, (м):

Lo = (60÷80)·Nу. (6.17)

На равнинных отвалах длина одного разгрузочного участка составляет 50—80 м. При разделении операций разгрузки и планировки длина фронта отсыпки увеличивается до 200—250 м.

Объем бульдозерных работ при периферийном отвалообразовании зависит от расстояния между разгружающейся автомашиной и верхней бровкой отвала

Объем бульдозерных работ, (м3):

Qбр = Авс·Кзав, (6.18)

где Авс – сменный объем вскрыши, поступаемой на отвал, м3; Кзав – коэффициент заваленности, д.ед. (обычно Кзав = 0,5–0,7).

Сменная производительность бульдозера при перемещении породы (м3):

, (6.20)

где G – объем призмы волочения в плотном теле, м3; tрц – продолжительность рабочего цикла бульдозера, с.; Тсм – продолжительность смены, ч.; Кв – коэффициент использования бульдозера в течение смены (0,8–0,9).

Производительность бульдозера при планировочных работах (м2):

, (6.22)

где F – площадь разравнивания, за один проход м2; m – число проходов бульдозера по одному месту (m = 1–2), ед.; Vп – скорость движения бульдозера при планировке, м/с.; tп – время на поворот бульдозера, с. (при холостом ходе tп = 0, и нужно в формулу (6.2) подставлять время холостого перегона tпер= L/Vх); L – длина планируемого участка за один цикл (L = Lр), м.

F = (в·sinφ – 0,5)·L, (6.23)

где в – длина лемеха, м.; φ – угол установки лемеха к продольной оси бульдозера, град.

Бульдозер с неповоротным лемехом перемещает породу на отвале при поперечных проходах под углом 90° к верхней бровке откоса; планировка разгрузочной площадки осуществляется при параллельных бровке отвала (продольных) проходах с подъемом 1—2° к бровке. При использовании бульдозеров с поворотным лемехом сокращается число их холостых перегонов, а производительность возрастает на 10—13%- Среднее расстояние перемещения породы составляет 3,5—7 м.

Форма бульдозерных отвалов в плане определяется расположением подъездных автодорог, числом участков разгрузки, схемой движения автомашин на отвале и рельефом поверхности.

При центральном расположении въезда на отвал пробег автомашин меньше, чем при фланговом. При большом объеме отвальных работ увеличение числа въездов на отвал сокращает расстояние транспортирования по насыпной породе, увеличивает скорость движения, позволяет избежать столкновений автомашин.

При складировании взорванных и смешанных пород обычно принимают схему с веерным расположением отвальных дорог (см. рис. 5.10, д), что позволяет сократить пробег автомобилей. При отсыпке мягких пород рациональна кольцевая схема движения на отвале по улучшенным автодорогам (см. рис. 5.10, г).

Использование на карьерах автосамосвалов грузоподъемностью 110–120 т и более при недостаточной несущей способности вскрышных пород потребовало решения проблемы обеспечения безопасных условий разгрузки. Из-за большой нагрузки на отвальную бровку, которая могла привести к обрушению пород, безопасная разгрузка должна производиться вне призмы обрушения (сползания) породы. Поэтому резко вырастает объем бульдозерных работ. В ряде случаев приходится уменьшать и высоту отвального уступа.

Производительность бульдозерных отвалов достигает 10— 15 млн. м3/год. Производительность труда отвальных работ составляет 350—500 м3/смену.

Достоинства бульдозерного отвалообразования: простая организация, малый срок строительства отвалов, высокая мобильность оборудования, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты на собственно отвальные работы, высокий коэффициент использования фронта отвалообразования.

Возникшее противоречие между технико-экономическими показателями отвальных работ и параметрами отвалов в этих условиях удалось решить за счет использования на отвалах драглайнов (рис.6.8.). Основные параметры отвала даны в таблице 6.3.

Первый промышленный эксперимент по отвалообразованию драглайном ЭШ-6/60 при перемещении вскрыши автотранспортом был осуществлен в 1974 г. на разрезе «Междуреченский» . Породу разгружали в приемную яму драглайна со специальной разгрузочной площадки. Вследствие больших рабочих параметров драглайна она находилась за пределами влияния оползневых явлений. Так как просыпей практически не было, отпала необходимость в бульдозере для зачистки площадки. Высота отвального уступа составляла 50 м. Сменная производительность драглайна достигала 3310 м3. Этот способ перспективен при отсыпке отвалов в сильно пересеченной местности, при наличии глубоких логов и пород в основании отвалов с недостаточной несущей способностью . Он создает более производительные и безопасные условия для работы автомобильного транспорта, позволяет значительно увеличить высоту отсыпаемого отвального яруса, уменьшить протяженность и повысить срок службы временных автодорог на отвале при более качественном их содержании.

На первом этапе развития отвала заполняют нижний ярус, состоящий из двух подуступов. Драглайн располагают на крове нижнего подуступа, на несколько метров ниже транспортного горизонта. Черпая породу из приемного бункера, он заполняет нижний подуступ. Верхний подуступ отсыпают с отставанием на одну заходку (не менее 1,5·Rр) или используют как резервную емкость для бульдозерного отвалообразования. Второй ярус отсыпают при обратном ходе экскаватора. При отсыпке отвала на косогоре угол откоса последнего составляет от 5º до 20º. Приемная способность отвала и параметры забоя зависят от линейных параметров драглайна, устойчивости пород и рельефа основания отвала. По данным В.С. Хохрякова, используя экскаваторы ЭШ-10/70, ЭШ-13/50 и автосамосвалы грузоподъемностью 55 т, максимальная ширина заходки составляет 200–250 м. Из-за большой ширины заходки отвальные автодороги могут быть построены близко к капитальным, а приемные устройства станут полустационарными (рис. 6.8.). Это позволяет почти вдвое увеличить скорость движения автосамосвалов, снизить маневры при разгрузке и на 20–25 % повысить производительность транспортных средств.

Таблица 6.3. Расчетные параметры отвала (по НИИОГР)

Показатели	Обозначение	Экскаватор
Показатели	Обозначение	ЭШ-10/70	ЭШ-13/50
Высота подуступа, м: верхнего нижнего	Н1 Н2
Высота яруса отвала, м	Ня
Размеры разгрузочной площадки, м: длина ширина	Lр Врп
Длина зоны разгрузки автосамосвала, м	Lа	26,5
Длина зоны работы экскаватора, м	Lэ	26,5
Высота предохранительного вала, м	hв
Глубина приемной ямы, м	hп
Угол откоса экскаваторного забоя, градус	α3
Расстояние между осями автодорог, м	Е
Ширина отвальной заходки, м	Ао

Известны также случаи применения гидравлического отвалообразования методом водонасыщения пород, доставляемых автотранспортом, но широкого распространения они не получили.

Отвалообразование при автотранспорте

7.3 Отвалообразование при автотранспорте

При транспортировании вскрыши на отвал автосамосвалами применяется бульдозерное отвалообразование. Процесс отвалообразования в этом случае включает разгрузку автосамосвалов на верхней площадке отвального уступа, перемещение пород под откос уступа, планировку поверхности отвала, ремонт и содержание автодорог.

Заполнение отвала осуществляется периферийным или площадным способом. В первом случае автосамосвалы разгружаются по фронту работ прямо под откос (при устойчивых отвалах) или на расстоянии 3-5 м от откоса. Затем порода бульдозерами перемещается под откос. Бульдозерный отвал в этом случае развивается в плане. При площадном способе автосамосвалы разгружаются по всей площади отвала. Поверхность отвала планируется бульдозерами, а затем укатывается катками. После этого отсыпается следующий слой и т.д. Бульдозерный отвал в этом случае развивается по вертикали. Более экономичным является периферийный способ, при котором меньше планировочных и дорожных работ. Площадный способ используется редко (в основном при складировании малоустойчивых мягких пород).

При периферийном способе, для безопасности, у верхней бровки уступа отвала устанавливаются деревянные или металлические упоры для задних колес автосамосвалов (иногда вместо упоров насыпают вал породы высотой 0,5-0,8 м и шириной 2-2,5 м).

Кроме того, поверхность бульдозерного отвала должна иметь уклон 4—5° в сторону центра отвала.

Высота бульдозерных отвалов на равнинной местности изменяется в широких пределах и ограничивается в основном физико-техническими характеристиками пород. Для скальных пород она составляет 30-35 м, для песчаных 15-20 м, для глинистых 10-15 м.

В условиях нагорных карьеров высота бульдозерных отвалов достигает 150 м и более. При такой высоте отвала разрабатываются специальные мероприятия, обеспечивающие безопасные условия работы обслуживающего персонала и оборудования.

Бульдозерный отвал обычно состоит из трех участков равной длины по фронту разгрузки (рис.7.8). На первом участке ведется разгрузка, на втором — планировочные работы, третий участок — резервный. По мере развития горных пород назначение участков меняется.

Рисунок 7.8 — Схема бульдозерного отвала:

Lф.о. Lф.р, Lф.п, Lф.рез — соответственно длина фронта отвала, разгрузки, планировки, резервного

7.4 Конвейерное отвалообразование

При транспортировании вскрыши ленточными конвейерами отвалообразование, как правило, осуществляется консольными ленточными отвалообразователями (рис. 7.9).

Консольный отвалообразователь представляет собой одноопорную металлическую ферму, смонтированную на поворотной платформе, имеющей самостоятельный ход. На отечественных карьерах наибольшее применение получили отвалообразователи на шагающем и шагающе-рельсовом ходу (табл. 7.2). Применяются также отвалообразователи на гусеничном ходу (производства Германии).

Процесс отвалообразования с использованием консольных ленточных отвалообразователей включает следующие основные операции: прием, транспортирование и укладку породы в отвал, планировку поверхности отвала, передвижку ленточных конвейеров. Технологическое отвальное оборудование включает отвальный ленточный конвейер и консольный ленточный отвалообразователь, который принимает породу с отвального конвейера и укладывает (отсыпает) ее в отвал. С целью увеличения приемной способности отвала (беи передвижки отвального конвейера) между отвалообразователем и отвальным конвейером устанавливается ленточный перегружатель. Породу в отвал можно отсыпать в один и два яруса. В случае двухъярусного отвала вначале отсыпается нижний ярус, а при обратном ходе (без передвижки конвейеров) — верхний. Отвальная заходка отсыпается путем поворота отвальной консоли в горизонтальной плоскости. При использовании консольных ленточных отвалообразователей фронт работ может развиваться как по веерной, так и по параллельной схемам. Поверхность отвалов планируется бульдозерами, а отвальные ленточные конвейеры передвигаются турнодозерами.

Использование консольных отвалообразователей в комплексе с ленточными конвейерами и многоковшовыми экскаваторами позволяет осуществить автоматизацию процессов перемещения и отвалообразования вскрышных работ.

Глава 8 РЕКУЛЬТИВАЦИЯ

8.1 Общие сведения

При рекультивации нарушенных земель на карьере маркшейдерская служба карьера выполняет следующие работы:

• создает на рекультивируемых участках сеть опорных пунктов
и пунктов съемочного обоснования;

• осуществляет топографическую съемку нарушенных земель
до начала рекультивации, и после ее завершения;

•составляет маркшейдерские чертежи, связанные с проектированием и выполнением отдельных этапов рекультивационных работ, с указанием на них всех видов нарушений земной поверхности;

• осуществляет систематический контроль за восстановлением нарушенных земель во времени и пространстве путем сопоставления фактических результатов с данными проекта;

• определяет и учитывает объемы выполненных работ по планировке, снятию почвенного слоя и укладке его на новое место;

• выносит в натуру геометрические элементы проекта и контролирует их;

• подготавливает исходные данные для текущего и перспективного планирования рекультивации;

• участвует в разработке мероприятий по рекультивации нарушенных земель и обеспечению сохранности плодородных пород;

• осуществляет контроль за соблюдением параметров отвала;

• производит съемку недоступных участков земной поверхности и дна затапливаемых водоемов;

• выполняет маркшейдерские работы, связанные с обеспечением селективного снятия почвы и почвообразующих пород;

• составляет почвенные планы и ведет учет запасов, потерь и
разубоживания наиболее ценных плодородных пород;

• контролирует формирование корнеобитаемого горизонта на
рекультивируемых участках;

• обеспечивает работы по выполаживанию и террасированию
откосов и по созданию искусственных водохранилищ;

• участвует в работе комиссии по сдаче землепользователям
рекультивируемых земель и подготавливает графический материал к акту передачи восстановленных земель;

• составляет маркшейдерскую отчетность по рекультивационным работам.

Информация о работе «Основные технологические процессы на разрезе «Томусинский»» Раздел: Геология
Количество знаков с пробелами: 198743
Количество таблиц: 25
Количество изображений: 38

Составление технологических схем отвалообразования.

Цель работы — ознакомиться с методикой и освоить принципы расчета основных параметров бульдозерного отвалообразования при автомобильном транспорте.

Требуемая площадь отвала (So, м2 ) определяется по формуле:

где W — объем пород, подлежащих размещению в отвале за срок его существования, м3 (принимается режим работы 2 смены по 11,5 часов);

— коэффициент разрыхления пород в отвале ( 1,15);

-высота яруса;

— количество ярусов;

— коэффициент использования площади отвала ( принимать: для одноярусных отвалов — 0,8÷0,7; для двухярусных и более — 0,5 )

Стремиться к S0 => min. Исходя из общей площади отвала, определяются его размер в плане: ширина (В), длина (L) . При этом рекомендуется выдерживать соотношение В ÷ L = 1 ÷ 2, тогда:

Количество автосамосвалов, разгружающихся на отвале в течение часа (N0, шт.) определяется:

— часовая производительность карьера по вскрыше, м3

— коэффициент неравномерности работы карьера по вскрыше ( =1,1 + 1,2);

— объем вскрыши в целике в кузове автосамосвала, м3

где q — вес груза в кузове автосамосвала, т;

— плотность пород в целике, м3/т.

где — годовая производительность карьера по вскрыше;

— число рабочих дней карьера в году (Тг = 350 дней);

— число рабочих смен в сутки (лсм=3);

— продолжительность смены, ч

Число одновременно разгружающихся автосамосвалов на отвале определяется ( , шт.):

В расчетах принимается tр = 1,51, tМ.Р. = 0,94

где — продолжительность разгрузки и маневровых операций при установке на разгрузку, мин.

Длина участка разгрузки (Lр, м) определяется по формуле:

где — ширина полосы по рабочему фронту отвала, занимаемой одним автосамосвалом при маневрировании, для автосамосвалов, принимается в расчетах 60 м.

Отвальный фронт состоит из трех участков: разгрузки, планировки и резервный

По мере заполнения участка разгрузки и выравнивания участка планировки, последний начинает выполнять функцию первого, а участок разгрузки становится участком планировки. Если участок планировки не подготовлен, то разгрузка производится на резервном участке. Таким образом, все три участка должны иметь одинаковую длину и общая длина отвального фронта (L0, м) определится:

Lo = 3 Lp

Объем бульдозерных работ (Q6, м3/смену) определяется:

где — сменная производительность карьера по вскрыше, м3/смену;

где — средний коэффициент «заваленности отвала»

Число бульдозеров в работе ( , ед.) определяется по формуле:

сменная производительность бульдозера, м3/смену

Рисунок 5.1. Схема отвалообразования при автомобильном транспорте

Меры безопасности:

Проезжие дороги должны располагаться за пределами границ скатывания кусков породы с откосов отвалов.

На отвалах должны устанавливаться предупредительные надписи об опасности нахождения людей на откосах, вблизи их основания и в местах разгрузки транспортных средств.

Автомобили и другие транспортные средства должны разгружаться на отвале в местах, предусмотренных паспортом, вне призмы обрушения (сползания) породы. Размеры этой призмы устанавливаются работниками маркшейдерской службы и регулярно доводятся до сведения лиц, работающих на отвале.

На отвалах должны устанавливаться схемы движения автомобилей. Зона разгрузки должна быть обозначена с обеих сторон знаками в виде изображения автосамосвала с поднятым кузовом с указателями направления разгрузки.

Площадки бульдозерных отвалов и перегрузочных пунктов должны иметь по всему фронту разгрузки поперечный уклон не менее 3°, направленный от бровки откоса в глубину отвала на длину базы работающих автосамосвалов, и необходимый фронт для маневровых операций автомобилей, автопоездов, бульдозеров и др.

Зона разгрузки должна быть ограничена с обеих сторон знаками. По всему фронту в зоне разгрузки должна быть сформирована в соответствии с паспортом породная отсыпка (предохранительный вал) высотой не менее 0,5 диаметра колеса автомобиля максимальной грузоподъемности, применяемого в данных условиях. Внутренняя бровка ограничительного вала должна располагаться вне призмы возможного обрушения яруса отвала. Во всех случаях высота ограничительного вала должна быть не менее 1 м. Предохранительный вал служит ориентиром для водителя.

При отсутствии такого вала и его высоте менее требуемой запрещается подъезжать к бровке отвала ближе чем на 5 м или ближе расстояния, указанного в технологической карте.

Подача автосамосвала на разгрузку должна осуществляться задним ходом, а работа бульдозера — производиться перпендикулярно верхней бровке откоса площадки. При этом движение бульдозера производится только ножом вперед с одновременным формированием перед отвалом бульдозера предохранительного вала в соответствии с паспортом перегрузочного пункта.

Запрещается разгрузка автосамосвалов в пределах призмы обрушения при подработанном экскаватором откосе яруса.

Запрещается одновременная работа в одном секторе бульдозера и автосамосвалов с экскаватором.

Расстояние между стоящими на разгрузке и проезжающими транспортными средствами должно быть не менее 5 м.

Таблица 5.1. Технические характеристики автосамосвалов Komatsu

Показатели	Komatsu-HD325-6	Komatsu-HD405-6	Komatsu-HD465-6	Komatsu-HD605-7	Komatsu-HD785-7	Komatsu-HD1500-7	Komatsu- HD 730Е	Komatsu-HD830Е	Komatsu-HD930Е
Грузоподъемность	36,5	41	55	63	91	141,1	186	231	290
Габариты: длина, мм ширина, мм высота, мм	8365 4525 4150	8365 4600 4150	9355 5395 4400	9355 5395 4400	10490 5660 5050	11370 6890 5850	12830 7250 6250	14150 7260 6880	15320 8690 7320
Минимальный радиус поворота, м	7,2	7,2	8,5	8,5	9,9	12,2	14	14,2	15

Таблица 5.2. Технические характеристики автосамосвалов БелАЗ

Показатели	БелАЗ-7540E	БелАЗ-7547D	БелАЗ-7555B/D	БелАЗ-75570	БелАЗ -75131	БелАЗ — 75215	БелАЗ -75306	БелАЗ — 75600
Грузоподъемность	30	45	55	90	130	180	220	320
Габариты: длина, мм ширина, мм высота, мм	7160 4620 3900	8090 4620 4390	8850 5300 4320	10340 5400 5340	11500 6900 5720	14580 7780 6460	13360 7780 6520	14900 9250 7220
Минимальный радиус поворота, м	8,7	10,2	9	11	13	16	15	17,2

Таблица 5.3. Технические характеристики бульдозеров САТ

Модель	Полезная мощность двигателя (л.с.)	Эксплуатационная масса (кг)	Сменная производительность, т.м.3	Вместимость отвала (м³)	Ширина отвала (мм)
				27,2
		66 451		18,5
				13,5	4,314
				8,7

Приложение А.

Варианты индивидуальных заданий по практической работе № 1.

№ Варианта	Количество путей	Марка, модель экскаватора	Вид тяги	Технологическая схема с применением БВР/ без БВР
1	1	ЭКГ-5А	тепловозная	без БВР
2	1	ЭКГ-5У	электровозная	с применением БВР
3	2	ЭКГ-8И	электровозная	без БВР
4	1	ЭКГ-8УС	тепловозная	без БВР
5	2	ЭКГ-10	электровозная	с применением БВР
6	2	ЭКГ-12	тепловозная	без БВР
7	2	ЭКГ-15	электровозная	с применением БВР
8	2	ЭКГ-20А	тепловозная	без БВР
9	1	ЭКГ-8УС	электровозная	с применением БВР
10	2	ЭКГ-12	электровозная	с применением БВР
11	2	ЭКГ-20А	электровозная	с применением БВР
12	1	ЭКГ-8И	тепловозная	без БВР
13	1	ЭКГ-8УС	электровозная	с применением БВР
14	2	ЭКГ-5А	электровозная	с применением БВР
15	2	ЭКГ-15	тепловозная	без БВР
16	1	ЭКГ-20А	электровозная	с применением БВР
17	2	ЭКГ-8УС	электровозная	с применением БВР
18	2	ЭКГ-15	тепловозная	с применением БВР
19	2	ЭКГ-10	тепловозная	без БВР
20	1	ЭКГ-5У	электровозная	без БВР
21	1	ЭКГ-15	тепловозная	с применением БВР
22	1	ЭКГ-5А	тепловозная	без БВР

Приложение Б.

Варианты индивидуальных заданий по практической работе № 2.

№ Варианта	Марка, модель автосамосвала	Марка, модель экскаватора	Технологическая схема с применением БВР/ без БВР
1	БелАЗ-540А	ЭКГ-5А	без БВР
2	БелАЗ-7509	ЭКГ-5У	с применением БВР
3	БелАЗ-75191	ЭКГ-8И	без БВР
4	БелАЗ-7548	ЭКГ-8УС	с применением БВР
5	БелАЗ-75191	ЭКГ-10	с применением БВР
6	БелАЗ-7521	ЭКГ-12	без БВР
7	БелАЗ-7548	ЭКГ-15	с применением БВР
8	БелАЗ-540А	ЭКГ-20А	без БВР
9	БелАЗ-75191	ЭКГ-8УС	с применением БВР
10	БелАЗ-7509	ЭКГ-12	с применением БВР
11	БелАЗ-7509	ЭКГ-20А	с применением БВР
12	БелАЗ-7548	ЭКГ-8И	без БВР
13	БелАЗ-7548	ЭКГ-8УС	с применением БВР
14	БелАЗ-75191	ЭКГ-5А	с применением БВР
15	БелАЗ-7521	ЭКГ-15	без БВР
16	БелАЗ-7509	ЭКГ-20А	с применением БВР
17	БелАЗ-7548	ЭКГ-8УС	с применением БВР
18	БелАЗ-7521	ЭКГ-15	с применением БВР
19	БелАЗ-75191	ЭКГ-10	без БВР
20	БелАЗ-7509	ЭКГ-5У	с применением БВР
21	БелАЗ-7548	ЭКГ-15	с применением БВР
22	БелАЗ-540А	ЭКГ-5А	без БВР

Приложение В.

Варианты индивидуальных заданий по практической работе № 3.

№ Варианта	Марка, модель экскаватора	Ширина заходки, м	Высота уступа, м	Угол откоса уступа, град	Угол откоса отвала, град
1	ЭШ-100/100	50	45	75	37
2	ЭШ-15/90	35	30	80	35
3	ЭШ-120/100	50	40	75	35
4	ЭШ-10/70	30	30	75	38
5	ЭШ-100/100	60	30	75	39
6	ЭШ-15/90	30	25	85	40
7	ЭШ-10/70	30	38	85	45
8	ЭШ-15/90	30	40	65	36
9	ЭШ-40/85	20	45	70	38
10	ЭШ-120/100	40	50	70	37
11	ЭШ-15/90	25	30	70	33
12	ЭШ-120/100	35	45	55	29
13	ЭШ-10/70	30	20	65	30
14	ЭШ-40/85	25	15	75	40
15	ЭШ-40/85	25	20	75	55
16	ЭШ-100/100	35	25	75	50
17	ЭШ-15/90	30	28	65	48
18	ЭШ-25/100	30	30	65	39
19	ЭШ-25/100	30	34	70	37
20	ЭШ-100/100	40	42	70	38
21	ЭШ-10/70	35	27	75	40
22	ЭШ-100/100	50	25	75	42

Приложение Г.

Варианты индивидуальных заданий по практической работе № 4.

№ Варианта	Марка, модель экскаватора	Высота уступа	Оборудование, марка Грунтовый насос	Оборудование, марка Гидромонитор
1	—	3	Гр 2000/63	ГМН-350
2	ЭШ 10/70	15	Гр 4000/71	ГМД-250
3	ЭШ 15/90	25	Гр 2000/63	ГМН-350
4	—	6	Гр 4000/71	ГМД-250
5	ЭШ 10/70	10	Гр 2000/63	ГМН-350
6	— ЭШ 15/90	20	Гр 4000/71	ГМД-250
7	—	7	Гр 2000/63	ГМН-350
8	—	9	Гр 4000/71	ГМД-250
9	—	10	Гр 2000/63	ГМН-350
10	—	12	Гр 4000/71	ГМД-250
11	—	11	Гр 2000/63	ГМН-350
12	—	10	Гр 4000/71	ГМД-250
13	ЭШ 20/90	27	Гр 2000/63	ГМН-350
14	—	5	Гр 4000/71	ГМД-250
15	—	4	Гр 2000/63	ГМН-350
16	—	9	Гр 4000/71	ГМД-250
17	—	7	Гр 2000/63	ГМН-350
18	ЭШ 20/90	13	Гр 4000/71	ГМД-250
19	—	10	Гр 2000/63	ГМН-350
20	—	6	Гр 4000/71	ГМД-250
21	—	2	Гр 2000/63	ГМН-350
22	ЭШ 20/90	20	Гр 4000/71	ГМН-350
23	—	9	Гр 2000/63	ГМН-350
24	—	3	Гр 4000/71	ГМД-250

Приложение Д.

Варианты индивидуальных заданий по практической работе № 5.

№ Варианта	Сменная производительность карьера по горной массе, т.м3	Марка, модель автосамосвала	Марка, модель бульдозера	Количество ярусов автоотвала	Максимальная высота яруса, м	Срок службы карьера, лет
1	5,5	Komatsu-HD930Е	D11T	1	30	5
2	8,0	Komatsu- HD 730Е	D9R	2	20	9
3	12,0	Komatsu-HD830Е	D10T	2	20	80
4	1,0	Komatsu-HD1500-7	D8R	3	10	15
5	8,6	Komatsu-HD785-7	D11T	1	20	20
6	3,8	Komatsu-HD465-6	D9R	2	20	4
7	6,5	Komatsu-HD605-7	D10T	1	15	56
8	5,9	Komatsu-HD405-6	D8R	1	15	85
9	7,6	Komatsu-HD325-6	D11T	1	20	32
10	15	БелАЗ – 75600	D9R	2	30	45
11	20	БелАЗ -75306	D10T	2	15	28
12	25	БелАЗ – 75215	D8R	2	10	12
13	30	БелАЗ-75570	D8R	3	20	7
14	40	БелАЗ -75131	D11T	3	20	9
15	20	БелАЗ-7555B/D	D9R	3	25	55
16	10	БелАЗ-7540E	D10T	2	20	12
17	30	БелАЗ-75570	D8R	3	25	32
18	26	Komatsu-HD405-6	D11T	2	15	65
19	12	Komatsu-HD605-7	D9R	1	20	28
20	10	Komatsu-HD405-6	D11T	3	10	82
21	15	БелАЗ -75306	D9R	1	15	87
22	22	БелАЗ-75570	D10T	2	10	16
23	18	БелАЗ-7540E	D10T	2	10	18
24	17	Komatsu-HD465-6	D8R	2	15	20
25	19	Komatsu-HD930Е	D11T	2	15	40

Составители:

Чаплыгин Валерий Васильевич

Матвеев Андрей Васильевич

КОМПЬЮТЕРНАЯ ГОРНАЯ ГРАФИКА

Лабораторный практикум

Часть 2

для студентов специальности 130403

«Открытые горные работы»

Отвал (горное дело)

У этого термина существуют и другие значения, см. Отвал.

Отва́л (горное дело, металлургия) — размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного минерального сырья, а также хвостов обогатительных фабрик, отходов или шлаков от различных производств и сжигания твёрдого топлива. Отвалообразование является завершающим этапом вскрышных работ на карьерах.

Виды отвалов: а — конический; б — хребтовый; в — плоский

Классификация отвалов

В зависимости от способа укладки материала отвалы делятся на следующие типы:

конические (терриконы) — наиболее часто создаются при откатывании породы опрокидывающимися вагонетками или скипами;
хребтовые — создаются при вывозе породы вагонетками подвесной канатной дороги или конвейерами;
плоские — создаются при вывозе отходов (породы) в самосвалах и формировании штабеля при помощи бульдозеров; такие отвалы часто создаются в ближайшем от предприятия понижении рельефа.

При открытых горных работах в зависимости от места расположения отвалы разделяют на следующие виды:

внутренние — создаваемые в отработанном пространстве карьера;
внешние, расположенные за границами карьера;
комбинированные.

В зависимости от способа механизации работ, отвалы разделяют на:

бульдозерные;
экскаваторные;
конвейерные;
гидравлические.

Предотвал — насыпь, устраиваемая перед основным отвалом, и меньшая по высоте чем последняя. Предотвал предназначен для повышения устойчивости основного отвала и других целей.

Отвалы являются экологически неблагоприятным сооружением. В частности, если на поверхность поднята порода с кислой реакцией, то такие отвалы очень долго не покрываются растительностью.

Внутреннее отвалообразование

Отвалы Нерюнгринского угольного разреза

При разработке горизонтальных залежей всегда стремятся размещать отвалы в выбранном пространстве карьера. При этом обязательна выемка залежи полезного ископаемого на полную мощность. Применение внутренних отвалов желательно и при разработке пологих залежей. В этом случае возможно проведение по отвалам наклонных внутренних траншей, вскрывающих рабочие горизонты по полезному ископаемому.

Для размещения породы во внутреннем отвале необходим определенный объём выработанного пространства. Поэтому в первый период разработки карьера породу перемещают на внешние отвалы, и только после создания требуемой ёмкости выработанного пространства переходят на внутреннее отвалообразование.

Применение в эксплуатационный период мощной техники с большими линейными параметрами, особенно при поперечном перемещении вскрышных пород во внутренние отвалы, сопряжено с выполнением большого объёма горно-подготовительных работ. Они ещё часто выполняются одноковшовыми экскаваторами карьерного типа в сочетании с автомобильным или железнодорожным транспортом. Вместе с тем строительство крупных карьеров целесообразно осуществлять посредством технических средств, предусмотренных проектом на эксплуатационный период. Применение высокопроизводительных экскаваторов на горно-капитальных работах позволяет резко сократить срок строительства карьера при большой мощности покрывающих залежь мягких вскрышных пород и повысить эффективность открытой разработки глубоко залегающих месторождений.

> Примечания

Анистратов Ю.И. Отвалообразование / Главный ред. Е.А. Козловский. — Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1989. — Т. 4. — 623 с.

> Литература

Малая горная энциклопедия. В 3 т. = Мала гірнича енциклопедія / (На укр. яз.). Под ред. В. С. Белецкого. — Донецк: Донбасс, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.

См. также

Хвостохранилище
Насыпь

Это заготовка статьи о горном деле. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Основы применения внутреннего отвалообразования при разработке ограниченной длины Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 622.271 Г.Г. Саканцев

ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОГРАНИЧЕННОЙ ДЛИНЫ

Семинар №13

Особенностью отечественной горнодобывающей промышленности является сложность горно-геологических условий большинства месторождений полезных ископаемых. Для добычи 1 т полезного ископаемого в России требуется удалять почти в пять раз больше вскрышных пород по сравнению с другими горнодобывающими странами — производя 5,8 % мировой продукции, Россия добывает 27 % горной массы . Все это делает продукцию отечественных карьеров дорогостоящей и недостаточно конкурентоспособной. Эффективность работы отечественных карьеров может быть значительно повышена за счет применения ресурсосберегающих технологий, в частности за счет применения технологии горных работ с внутренним отвало-образованием .

Однако внутреннее отвалообразование не нашло должного применения на глубоких карьерах ограниченной длины, какими является большинство отечественных рудных карьеров. На этих карьерах внутреннее отвалообразование применяется по остаточному принципу.

По данным работы , область применения технологии с внутренним отвалообразованием ограничивается:

— разработкой синклинальных складок с относительно небольшой глубиной замковых частей (до 250 м);

— участками месторождений, срезанных по длине дизъюнктивными нарушениями;

— разработкой верхних частей месторождений, предназначенных для подземной разработки.

Установлено также , что область применения внутреннего отвалообразования при разработке крутопадающих месторождений ограничивается:

— вытянутыми залежами (Ь>5 км), со средним коэффициентом вскрыши более 2,0 м3/м3,

значительной толщей покрывающих пород (Н>30 м), в районах с высокой стоимостью земель с относительно невысокой ценностью полезных ископаемых;

— максимальной глубиной разработки 100250 м;

— доработкой нижних горизонтов действующих глубоких карьеров.

То есть область применения технологии с внутренним отвалообразованием является достаточно ограниченной. Большинство эксплуатируемых и перспективных отечественных месторождений по горно-геологическим условиям не попадают в эту область, так как имеет большую глубину и ограниченные размеры по простиранию. А существующие способы ведения горных работ не позволяют в этих условиях успешно применять внутреннее отвалообразование. Значительно усложняет применение внутреннего отвалообразования при отработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины стесненность карьерного пространства, которая усугубляется еще необходимостью деления карьера на очереди отработки с целью создания первоначального выработанного пространства.

Применение внутреннего отвалообразования на глубоких карьерах ограниченной длины возможно на основе создания принципиально новых способов вскрытия и систем разработки или их адаптации к стесненным условиям карьеров. Только это может стать основой дальнейшего расширения области применения данной технологии. Для решения данной задачи необходим анализ факторов, определяющих эффективность технологии в различных горно-геологичес-ких и горнотехнических условиях, и разработка на этой основе соответствующих мероприятий. Результативность решения такой задачи во многом зависит от применяемых методов исследований.

Разработка глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых с внутренним отвалообразованием характеризуется различной величиной и временем вложения затрат и получения доходов. В этих условиях наиболее объективным критерием оценки различных технологических схем ведения горных работ с внутренним отвалообразованием и их параметров, обеспечивающим всестороннюю оценку процесса, могут служить дисконтированные затраты или внутренняя ставка дохода. Однако при применении внутреннего отвалообразования возникает бесчисленное множество вариантов горных работ и их параметров. Оценка такого количества вариантов по данным критериям практически невозможна. Кроме того, при низкой достоверности исходных данных, характерных для горного производства , детализация расчетов не всегда ведет к повышению надежности конечных результатов. Поэтому целесообразно на отдельных стадиях оценки применять более простые оценочные показатели. Из таких простых показателей для технологии ведения горных работ с внутренним отвалообразованием наиболее типичны:

— объем внутреннего отвалообразования;

— высота подъема вскрышных пород;

— объем дополнительного разноса бортов;

— режим вскрышных и добычных работ.

Эти показатели в совокупности обеспечивают разностороннюю оценку технологии. Но они

часто могут приводить к противоречивым выводам: по одному показателю лучше оказывается один вариант, по другому — другой. Наиболее обобщающим из этих показателей является режим вскрышных и добычных работ. Он получил широкое применение при решении самых разнообразных задач.

Однако режим вскрышных и добычных работ не учитывает высоты подъема горной массы и расстояний ее перевозки, что необходимо при оценке технологии с внутренним отвалообразованием.

Достаточно полное отражение динамики горно-транспортных работ обеспечивают зависимости нарастающих объемов вскрышных работ £У от нарастающих объемов руды £Р, выраженные в единицах работы (кгм, ткм и т.д.). Но при этом следует учитывать, что при отработке глубоких горизонтов карьеров могут применяться самые различные виды транспорта (железнодорожный, конвейерный, скиповой, клетьевой и т.д.), которые характеризуются различными показателями выполняемой работы: одни — высотой подъема, другие — расстоя-

ниями перевозки с различной величиной руководящего уклона. Кроме того, должно быть учтено влияние глубины на буровзрывные и выемочно-погрузочные работы.

Многочисленные исследования показали, что влияние глубины на показатели горнотранспортных работ достаточно объективно отражаются через поправочные коэффициенты.

Таким образом, режим вскрышных и добычных работ, обеспечивающий учет влияния глубины разработки, можно представить в виде:

X V ■ Kn = f (Х p), (1)

или X V • Kн = f(Z T^ (2)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

где Кн — коэффициент, отражающий изменение трудоемкости горных работ с глубиной.

Зависимости вида (1) и (2) в отличие от понятия «режим вскрышных и добычных работ» можно назвать «режим горных работ». Режим горных работ в представленном виде является более надежной основой для оценки вариантов горных работ при разработке глубокозалегающих месторождений, чем режим вскрышных и добычных работ. Однако для оценки параметров и технологических схем горных работ необходим еще учет фактора времени, так как график режима горных работ не всегда может позволить определить наиболее целесообразный вариант, особенно если в сравниваемых вариантах конечная сумма £VKH будет различной. Для того, чтобы учесть фактор времени в математическом отражении режима горных работ, следует ввести коэффициент дисконтирования. Тогда он может быть использован в качестве достаточно надежного критерия для выбора целесообразных вариантов горных работ при отработке глубокозалегающих месторождений.

Исходя из изложенного, инструментом для обоснования целесообразных параметров и схем технологии ведения горных работ с внутренним отвалообразованием при разработке глубокозалегающих месторождений в случае приведения сравниваемых вариантов в сопоставимый вид по объему, качеству и времени выемки полезного ископаемого можно было бы принять условие:

t=T /оч

X Vt KhiBi ^ mm (3)

t=1

Bt ~ / \t (1 + E „)‘ где EH — норма дисконта.

В условии (3) годовые объемы вскрышных работ в зависимости от сложности горногеологических условий анализируемого месторождения могут определяться аналитическим или графоаналитическим путем. Коэффициент изменения показателей Кн может быть принят на основе исследования влияния глубины горных работ на стоимостные показатели за достаточно продолжительный период времени в сопоставимых ценах, которые фактически характеризуют трудозатраты выполнения этих работ.

Конечной целью оценки технологии горных работ с внутренним отвалообразованием является ее сравнение с технологией с внешним отвалообразованием и выбор наиболее целесообразной для тех или иных горно-геологических и горнотехнических условий месторождений. Соответственно, технология с внешним отвалообразованием должна оцениваться по тому же обобщающему показателю (3). для принятия окончательного решения условные дисконтированные затраты, определяемые по условию (3), должны быть соотнесены между собой. Это условие можно представить в виде относительных дисконтированных затрат:

^УКтВ, , (4)

3 = ^————100%

Е VI •к ‘и, ■ В,

I=1

здесь в числителе — дисконтированные затраты при технологии с внутренним отвалообразованием, в знаменателе — с внешним отвалообразованием. Если величина затрат, определенная по условию (5), составляет менее 100 %, то можно считать, что наиболее целесообразен вариант с внутренним отвалообразованием. если величина относительных затрат составляет более 100 %, то при прочих равных условиях более целесообразной является технология с внешним отвалообразованием. Данный подход значительно упрощает решение задачи без ущерба для точности расчетов. Кроме того, на разных этапах исследований может применяться тот или иной из названных критериев оценки. При этом должен соблюдаться принцип необходимости и достаточности.

В результате ранее выполненных исследований установлено, что одним из основополагающих факторов при технологии с внутренним отвалообразованием является направление развития работ. От него зависят основные параметры карьеров первой и второй очереди, порядок формирования внутреннего отвала и основные исходные оценочные показатели — объем внутреннего отвалообразования, высота подъема вскры-

ши, величина дополнительного разноса бортов и режим вскрышных и добычных работ. В свою очередь, данные показатели зависят от целого ряда факторов (рис. 1). Все эти факторы являются значимыми. В частности установлено, что при продольном подвигании фронта горных работ объем внутреннего отвалообразования в значительной степени зависит от угла наклона рабочего борта. Увеличение угла наклона рабочего борта в два раза при длине карьера 1500-2000 м ведет к увеличению объемов внутреннего отвалообразования в 3-4 раза. Так, если при угле наклона рабочего борта карьера 8 градусов объем внутреннего отвалообразования составляет 8-16 %, то при угле 16 градусов он возрастает до 30-40 %. Дополнительный разнос бортов существенно зависит от ширины вскрывающих выработок, высоты уступа и способа вскрытия. При этом объем дополнительного разноса бортов может достигать 30-40% от общего объема вскрыши в контурах карьера. высота подъема вскрыши зависит, в основном, от высоты выемочного яруса, а режим вскрышных и добычных работ — от угла наклона рабочего борта карьера.

В случае поперечного развития фронта горных работ объем внутреннего отвалообразования зависит от высоты расположения выемочного слоя, высоты выемочного яруса и угла наклона рабочего борта карьера. дополнительный разнос бортов в наибольшей степени зависит от параметров вскрывающих выработок, способа вскрытия, расположения выемочных ярусов и их высоты. Но в этом случае он значительно (в 3-3,5 раза) меньше, чем при продольном развитии работ. Вместе с тем, он также является одним из основных факторов, препятствующих применению внутреннего отвалообразования на глубоких карьерах.

Однако имеются все возможности улучшения основных оценочных показателей и, как следствие, возможности расширения области применения технологии с внутренним отвалообразованием при отработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины. В первую очередь это увеличение углов наклона рабочих бортов и снижение дополнительного разноса предельных бортов для размещения вскрывающих выработок.

Главным фактором увеличения углов наклона рабочих бортов карьеров является применение временно нерабочих или минимальных рабочих площадок. Установлено , что все схемы формирования рабочей зоны (с применением поочередного подвигания фронта,

Продольное развитие горных работ

L Длина дна карьера, L L Поперечное развитие

И Глубина карьера, Н Н горных работ

Офъем внутреннего от-

иУт

Величина дополнительного разноса бортов, AV

Высота подъема вскрыши, Яд,,

Режим вскрышных и добычных работ

______у=т ________

Угол наклона рабочего борта карьера, ф

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Объем внутреннего отвалообразования,^

Высота уступа, А

Величина дополнительного разноса бор________тов, АУ_______

Высота выемочного яруса, h„

Высота подъема вскрыши, ЯГ»»,

Высота выемочного,

СЛОЯ, На,

Режим вскрышных и добычных работ

У=т

Глубина расположения выемочного ______СЛОЯ, На,_____

Способ вскрытия месторождения

Руководящий уклон ______съездов, /___

Ширина гранспорт-ных площадок,

Да =-

Рис. 1. Взаимосвязь показателей и факторов, определяющих эффективность технологии горных работ с внутренним отвалообразованием

панельной отработки, поэтапной разработки, каскадной отработки уступов и т.д.) подчиняются одному и тому же закону и описываются зависимостью:

Н • Н ■ 1а (в„ + Не%а ± Не^р) , (5)

<2Э ■ Н — Н (Вш1п • К ■ Н + Щ — Вен ■ К ■ Н гДе Да — удельный вес рабочих площадок в рабочей зоне карьера, доли ед.; И; — необходимая скорость понижения работ, м; И — высота уступа, м; 1а

— длина выемочного блока, м; В^ — ширина минимальной рабочей площадки, м; Вп — ширина площадки в пассивной части фронта работ, м; Qэ

— производительность экскаватора, т^/год; 1 -норматив готовых к выемке запасов горной массы, год; а — угол откоса уступа, град.; р — угол падения рудного тела град. Зависимость для определения угла наклона рабочего борта карьера при временной консервации уступов с учетом (5) имеет вид:

ВР ■ Да + £• Вп(1 — Да)+ кета +

■ г.

атеХтф —————

(6)

I +

t ■ Q

(7)

Bp = в min 1 1

a • h

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

здесь Bc — ширина вскрывающих выработок (съездов) в рабочей зоне карьера, м; Ly — про-

тяженность уступа или его части, вскрываемой одним съездом, м; ^ — руководящий уклон съезда, б/р.

Из всех возможных технических схем формирования рабочей зоны наибольшие возможности по увеличению углов наклона рабочих бортов карьера имеют каскадная (с размещением развала взорванной горной массы на нескольких смежных уступах) и поэтапная технологические схемы. Обе схемы обеспечивают увеличение угла наклона рабочего борта карьера до 20-25 градусов. В обеих схемах основным фактором регулирования угла наклона рабочего борта является высота уступа (увеличение высоты уступа на 1 м ведет к увеличению угла наклона борта на 0,8-0,9 градуса). Кроме того, в поэтапной схеме дополнительными регулирующими факторами являются ширина выемочной заходки, ширина временно нерабочей площадки и необходимая скорость понижения горных работ в пределах рабочей зоны. То есть, поэтапная схема имеет значительные потенциальные возможности по увеличению углов наклона рабочих бортов. Но она имеет и существенный недостаток — значительную зависимость от скорости понижения работ. Поэтому выбор той или иной схемы в реальных условиях во многом будет зависеть от необходимой скорости понижения горных работ. Основной задачей адаптации способов вскрытия при применении внутреннего отвалообразования является

снижение дополнительного разноса бортов. При этом следует выделить способы вскрытия при ведении работ в карьере первой очереди и в карьере второй очереди.

При вскрытии запасов карьера первой очереди универсальным, наиболее эффективным и реализуемым способом снижения дополнительного разноса бортов является увеличение уклона вскрывающих выработок.

С увеличением глубины горных работ эффективность увеличения уклона вскрывающих выработок резко повышается. Так, при прямолинейном профиле съездов и их ширине 30 м увеличение уклона с 0,05 до 0,1 для диапазона глубин с 0 до 100 м ведет к дополнительному разносу борта в размере 3 млн. м3 на 1000 м длины карьера, для диапазона от 300 до 400 м — к дополнительному разносу 28,5 млн. м3. Кроме того, эффективность увеличения уклона тем выше, чем больше кривизна борта . Уклон вскрывающих выработок может быть значительно повышен за счет применения карьерных погрузчиков и полноприводных автосамосвалов типа БелАЗ-7528 с колесной формулой 6×6, выпуск которых налажен на Белорусском автозаводе.

Возможности уменьшения ширины вскрывающих выработок более ограничены, так как ширина транспортной бермы зависит от модели автосамосвала очень незначительно — разница в ширине берм для разных моделей составляет не более 15-20 %.

Для карьера второй очереди способы вскрытия находятся в прямой зависимости от направления развития работ — продольного или поперечного. При этом, рассматривая способы вскрытия при отработке карьера второй очереди, необходимо выделить спосо-бы, обеспечивающие доступ к месторождению, и способы обеспечивающие грузотранспортную связь рабочих уступов с внутренним отвалообразованием. При продольном развитии горных работ наиболее эффективным способом снижения

дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок является их размещение на рабочем борту во временном исполнении и с периодическими переносами.

Возможность размещения вскрывающих выработок на рабочем борту определяется условием Ьу> И : ^ + 21п (здесь Ьу — длина рабочего уступа, минимально необходимая для размещения на нем

временных съездов, И — высота уступа, — руко-

водящий уклон вскрывающих выработок, 1п -длина площадок маневрирования). Так, например, при И = 15 м, ^ = 0,35, 1п = 25 м минимально необходимая длина уступа составит Ьу = 15:0,25+2-25 = 110 ми при ширине дна карьера 50 м, угле наклона предельного борта карьера у = 450 это будет третий уступ снизу.

Размещение вскрывающих выработок на рабочем борту обеспечивает не только уменьшение дополнительного разноса бортов непосредственно от вскрывающих выработок, но и значительно уменьшает количество транспортных берм, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов с внутренним отвалом. Количество транспортных берм уменьшается во столько раз, во сколько раз высота отвального яруса больше высоты рабочего уступа. Соответственно этому уменьшается дополнительный разнос борта. Одним из наиболее эффективных способов снижения дополнительного разноса бортов от размещения вскрывающих выработок при поперечном развитии работ является увеличение их руководящего уклона, особенно на нижних горизонтах карьера. Существенное снижение дополнительного разноса бортов может обеспечить применение специальных способов вскрытия, в частности комбинированных способов вскрытия с совмещением наклонных съездов и транспортных берм, соединяющих рабочую зону с внутренним отвалом, и способов с совмещением вскрывающих выработок, транспортных берм и наклонных берм безопасности за счет пропеллерообразной формы отвальных ярусов.

В первом случае (рис. 2) вскрышные породы по бермам 3 и 4 вывозятся во внутренний отвал, полезное ископаемое по бермам 3 — на поверхность. При этом внутри карьера второй очереди отработка уступов ведется с помощью временных съездов, в результате чего при подходе рабочего борта к предельному контуру карьера остается целик под временными съездами, отработка которого производится с доставкой горной массы по целику сверху вниз до отметки ближайшего постоянного съезда и дальше по нему в отвал или на поверхность.

Во втором случае (рис. 3) вскрытие рабочих горизонтов осуществляют совмещенными бермами безопасности и постоянными съездами, расположенными на противопо-

Рис. 2. Схема вскрытия, основанная на совмещении наклонных съездов и транспортных берм: 1 — карьер второй очереди, 2 — внутренний отвал, 3 — наклонные съезды, 4 — транспортные бермы, 5 — целик под временными съездами

ложных предельных бортах карьера с подъемом в противоположных направлениях. Отсыпка внутреннего отвала ведется наклонными ярусами, разгрузочные площадки которых опираются на постоянные съезды и в процессе отсыпки меняют уклон от спуска, по направлению подъема постоянных съездов, до подъема в пределах допустимого по транспортным условиям.

Адаптация систем разработок и способов вскрытия к стесненным условиям горных работ создает условия для формирования эффективных технологических схем ведения горных работ с внутренним отвалообразованием при разработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины, какими является большинство отечественных рудных карьеров. Эти схемы можно свести в четыре основные группы:

— продольные отдельные;

— продольные совмещенные;

— поперечные отдельные;

— поперечные совмещенные.

Первая часть названия схемы

отражает направление развития работ, вторая часть — степень со-

Рис. 3. Схема вскрытия с совмещением наклонных съездов, транспортных берм и берм безопасности на основе применения отвальных площадок пропеллерообразной формы: 2 — съезды, совмещенные с транспортными бермами и бермами безопасности; 3 — рабочая зона карьера; 4 — внутренний отвал; 6 — нижний отвальный ярус; 7 -верхний отвальный ярус; 8 — рабочая площадка нижнего отвального яруса с пропеллерообразной формой в динамике развития работ

вмещения вскрывающих выработок и транспортных берм, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочей зоны с внутренним отвалом.

Область применения той или иной технологической схемы определяется горно-

геологическими условиями. Она может быть установлена, в отличие от обоснования отдельных параметров, на основе экономической оценки. Однако при этом возникает ряд трудностей, связанных с необходимостью рассмотрения большого, практически неограниченного, количества вариантов, связанных с большим количеством значимых факторов, определяющих данную технологию. Экономическая оценка такого количества вариантов практически невозможна даже при применении вычислительной техники.

Основой для установления наиболее целесообразных параметров горных работ и определения целесообразных областей применения различных технологических схем могут стать статистические зависимости оценочных показателей от определяющих факторов. Установление надежных зависимостей позволит значительно сократить количество рассматриваемых вариантов без ущерба для оптимальности результатов. Разработка таких зависимостей с наименьшими затратами возможна и наиболее реальна на основе применения метода статистических испытаний. Обоснованность такого подхода подтверждают результаты оценки наиболее типичных технологических схем.

Одними из наиболее типичных технологических схем являются продольно-временная и поперечно-стационарная. Продольно-времен-ная

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

схема характеризуется продольным развитием работ и применением для вскрытия запасов карьера второй очереди продольных и поперечных временных и скользящих съездов, располагаемых в рабочей зоне карьера. Поперечно-стационарная технологическая схема предполагает поперечное развитие работ в карьере второй очереди при вскрытии месторождения стационарными съездами и применении для транспортирования вскрышных пород во внутренний отвал транспортных берм, устраиваемых на нерабочем борту за счет его разноса.

Корреляционная зависимость относительных затрат от определяющих факторов, установленная для продольно-временной технологической схемы на основе математической модели формирования карьерного пространства и закономерностей распределения исходных показателей, моделируемых методом статистических испытаний, имеет вид:

3 = 107,7 + 0,33Ик — 0,00338L + 2е1^ -, (8)

-0,17Д^ + 0,1(1 + Е)

где Нк — глубина карьера, м; Ь — длина карьера, м; ф — угол наклона рабочего борта карьера, град.; Ня — высота выемочного яруса.

Способ отработки месторождения с поперечным развитием горных работ (поперечностационарная схема) также зависит от целого ряда факторов, в частности от высоты выемочного слоя, расположения выемочного слоя относительно глубины карьера, высота выемочного яруса:

-0,33^ к — 0,045L — 0,03iHk + 0,23йг + 30E здесь hm — относительная (по отношению к глубине карьера) высота выемочного слоя, б/р; hep — относительное значение средней глубины расположения выемочного слоя, б/р; h — относительная высота выемочного яруса, б/р; hr -скорость годового понижения горных работ в среднем по карьеру, м/год; i — уклон вскрывающих выработок, б/р; Е — норма дисконта.

Средняя ошибка расчета затрат по зависимости (8) соответствует 2,5 %, по

зависимости (9) — 1,40 %.

Область применения каждой из этих схем зависит от определяющих факторов.

Все факторы, определяющие затраты на горные работы, с точки зрения решения данной задачи можно подразделить на две группы:

— неуправляемые;

— управляемые.

К неуправляемым следует отнести глубину и длину карьера, норму дисконта и, в определенных случаях, скорость понижения работ. При этом следует отметить, что все эти факторы можно было бы назвать условно неуправляемыми. Глубину и длину карьера можно назвать условно неуправляемыми по той причине, что они находятся в обратной связи с технологией ведения работ и при комплексном решении задачи их первоначальные значения под влиянием уточнения исходных параметров и показателей горных работ могут быть подвергнуты корректировке. В свою очередь, норма дисконта зависит от общей ситуации к экономике, от спроса и предложения капитала и от множества других факторов, то есть также может изменяться по мере развития работ. Скорость понижения горных работ зависит от конъюнктуры рынка, цен на добываемое сырье и т.д., но при частном решении данной задачи может, как правило, быть константой.

Все другие определяющие факторы являются управляемыми. Их целенаправленное регулирование может стать основой для управления эффективностью анализируемых технологических схем.

На рис. 4а представлены зависимости относительных затрат в продольно-временной технологической схеме и поперечно-стационарной при [Нсл ■ кср) , Ня = =60 м, Иг = 15 м/год, 1 =

Н » ’

0,08, а = 120. Из графиков на рис. 4а видно, что обе схемы являются малоэффективными. Затраты на горные работы в этих схемах в большинстве случаев превышают соответствующие затраты технологических схем с применением внешнего отвалообразования. Применение

технологии с внутренним отвалообразованием оказывается практически нецелесообразным.

Эффективность схем с внутренним отвалообразованием может быть повышена за счет варьирования величиной управляемых факторов. При технологии с продольным развитием горных работ такими факторами являются высота выемочного яруса и угол наклона рабочего борта, при поперечном развитии горных работ — уклон вскрывающих выработок, высота выемочного слоя, его расположение относительно глубины карьера и высота выемочного яруса.

= 0,2, а = 180) эффективность обеих технологических схем (рис. 46) значительно повысилась, хотя не настолько, чтобы конкурировать с технологией с внешним отвалообразованием. Это, однако, возможно на основе разработки более совершенных технологических схем. Разработ-

Рис. 4. Зависимости относительных затрат от длины карьера при средних значениях определяющих факторов (а) и при прогрессивных значениях определяющих факторов (б): — продольное развитие работ,——попереч-

ное развитие работ. 1 — Нк = 200 м, 2 -Нк = 300 м, 3 — Нк = 400 м

ка таких технологических схем и установление для них подобных статистических зависимостей даст возможность получить общие представления о степени влияния различных факторов в разных технологических схемах и установить возможную область применения этих схем. В конечном итоге, они обеспечат возможность выбора наиболее целесообразного варианта или, по крайней мере, сужения круга рассматриваемых вариантов для более детального исследования и более надежного решения задачи эффективного ведения горных работ в стесненных условиях глубоких карьеров ограниченной длины.

1. Яковлев В.Л. Состояние, проблемы и перспективы

развития горнодобывающей промышленности России и стран СНГ // Проблемы геотехнологии и недроведения (Мельниковские чтения): Докл.междунар.конф. (6-

10.07.98): Т. 4. — Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 1998. -С. 3-37.

2. Трубецкой КН., Пешков А.А., Мацко НА. Классификация способов формирования и использования выработанного карьерного пространства // Ресурсосберегающие технологии открытой разработки месторождений. — М: ИП-КОНРАН, 1992. — 116 с.

3. Томаков П.И. Отвалообразование при разработке крутых пластов транспортной системой с размещением пустых пород в выработанном пространстве // Исследования по вопросам горного дела в Кузбассе: Сб. статей / КузНИУИ. — М.: Недра, 1964. — Вып. 11. — С. 98-107.

4. Трубецкой КН., Пешков А.А., Мацко НА. Определение области применения способов разработки крутопадающих залежей с использованием заранее сформированного выработанного пространства карьера // Горный журнал. -1991. — № 1. — С. 51-59.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

—————— СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

5. Хохряков B.C., Саканцев Г.Г. Исследование точности технико-экономических расчетов при разработке месторождения открытым способом // Изв. вузов. Горный журнал. — 1968. — № 5. — С. 15-21.

6. Саканцев Г.Г. Исследование факторов, определяющих условия формирования карьерного пространства при разработке глубокозалегающих месторождений ограниченной длины с внутренним отвалообразованием // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2000. — № 11. — С. 127-133.

7. Саканцев Г.Г. Исследование зависимости скорости понижения горных работ с временно нерабочими бортами от определяющих факторов // Разработка руд черных металлов: Сб.науч.тр. / ИГД МЧМ СССР. -Свердловск, 1989. — № 88. — С. 22-29.

8. Саканцев Г.Г. Экологические аспекты при формировании карьерного пространства // Горный вестник. — 1996. — № 4. — С. 74-77.

9. Трубецкой КН. Технология применения и параметры карьерных погрузчиков. — М.: Недра, 1985. — 26 с.

— Коротко об авторах ——————————————

Саканцев Г.Г. — кандидат технических наук, Институт горного дела УрО РАН.

Отвалообразование при автомобильном транспорте

Опубликовано admin в 09.11.2019

Отвалообразование при автомобильном транспорте

9.5 Отвалообразование при автомобильном транспорте

Отвалообразование

Реклама

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

6.3. Отвалообразование при автотранспорте

Отвалообразование при автотранспорте

Похожие работы

Составление технологических схем отвалообразования.

Отвал (горное дело)

Классификация отвалов

Внутреннее отвалообразование

См. также

Добавить комментарий Отменить ответ