РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ

Транспортно-отвальные системы разработки

Транспортно-отвальные системы разработки условно подразделяются на транспортно-отвальную — с отвалообразователями и на транспортно-отвальную с мостовыми комплексами. При этих системах разработки породы вскрыши, отделенные от целика экскаватором, перемещаются по наикратчайшему расстоянию во внутренний отвал с помощью самоходного консольного отвалообразователя или транспортно-отвального моста.

Основные преимущества транспортно-отвальной системы разработки с применением мостов и отвалообразователей заключаются в кратчайшем расстоянии транспортирования вскрышных пород; минимальных удельных капитальных затратах, а также в относительно малой металлоемкости и энергоемкости оборудования; простоте организации работ; небольшом штате обслуживающего персонала; высокой производительности труда и низкой стоимости разработки 1 ж3 вскрыши; возможности комплексной автоматизации всех производственных процессов.

Однако область применения транспортно-отвальных систем разработки ограничивается горизонтальным или близким к нему залеганием полезного ископаемого, мягкими покрывающими породами, климатическими условиями (возможно работать только в летний период), мощностью пород вскрыши (25—50 м) и пласта (10—35 м).

Транспортно-отвальная система с отвалообразователями является наиболее простой в организационно-техническом отношении, легко осуществимой в благоприятных горнотехнических условиях и относится к одной из наиболее прогрессивных систем разработки, обеспечивающей высокие технико-экономические показатели работы карьеров.

По конструкции ходового механизма различают отвалообразователи на железнодорожном (рельсовом), гусеничном, шагающем и шагающе-рельсовом ходу.

В большинстве случаев консольные отвалообразователи применяются в сочетании с многоковшовыми (цепными и роторными) экскаваторами (карьеры Райчихинские буроуголыные, Егорьевский и Лопатинский фосфоритовые, Часов-Ярские огнеупорных глин) и довольно редко с одноковшовыми экскаваторами.

Многолетний опыт работы на Часов-Ярских карьерах Донецкой области консольных отвалообразователей на шагающем ходу в комплексе с роторными экскаваторами (рис 70) подтверждаем высокую эффективность такого комплекса оборудования в условиях мягких пород при умеренном климате.

Отвалообразователи могут устанавливаться в зависимости от условий на почве или на кровле пласта полезного ископаемого. В первом случае зимний запас вскрытого полезного ископаемого размещается под приемной консолью, а во втором случае под отвальной или под отвальной и приемной консолями отвалообразо- вателя.

Отвалообразователь может конструироваться для работы в сочетании с отдельно стоящим роторным экскаватором или встроенным в него.

На Юрковском буроугольном карьере () применен тран- спортно-отвальный мост со встроенным в него роторным экскаватором, который по конструкции очень близок к консольному от- валообразователю.

Обычно производственная мощность карьера по полезному ископаемому зависит от производительности вскрышных машин и коэффициента вскрыши, а при применении отвалообразователей, кроме того, и от величины вскрытых подконсольных запасов, так называемого зимнего опережения.

Максимально возможный объем вскрытых запасов, расположенных под консолью отвалообразователя, зависит от длины отвальной консоли, мощности пласта полезного ископаемого и длины фронта работ.

Ввиду невозможности работы вскрышного оборудования непрерывного действия в зимнее время подконсольные запасы должны обеспечивать планомерную добычу полезного ископаемого в течение всего зимнего периода.

При применении на основном вскрышном уступе траиспортно- отвальных комплексов возможны: однокрылая разработка карьерного поля—в этом случае выездная траншея проводится на границе карьерного поля и на основном уступе работает один транспортно-отвальный комплекс и двукрылая разработка — в этом, случае выездная траншея проводится в середине карьерного поля и на основном уступе работают два транспортно-отвальных комплекса.

Применение двукрылой схемы отработки карьерного поля позволяет удвоить производственную мощность карьера и тем самым снизить по сравнению с однокрылой схемой себестоимость и удельные капитальные затраты на 10—15%. Эту схему наиболее целесообразно применять при большой протяженности карьерного поля.

Показатели стоимости разработки 1 м3 вскрыши и производительности труда при применении этих комплексов могут быть значительно улучшены за счет полной автоматизации производственных процессов. В настоящее время Институтом автоматики (г. Киев) уже разработана принципиальная схема автоматизации транспортно-отвального комплекса машин с применением роторного экскаватора и консольного отвалообразователя. Ново- Краматорский машиностроительный 'завод разработал эскизный проект мощного роторного экскаватора ЭРШР-2600—и консольного отвалообразователя ОШР-220/11200. Производительность этого комплекса по разрыхленной породе должна составить 11 200 м3/ч. Высота верхнего черпания экскаватора 50 м, нижнего 5 м. Длина отвальной консоли отвалообразователя 225 м.

Транспортно-отвальная мостовая установка как агрегат объединяет в один производственный процесс экскавацию, транспорт породы и размещение ее в отвалы.

В процессе работы мост перемещается вдоль фронта работ вместе с экскаваторами по рельсам или гусеницам со скоростью 4—8 м/мин.

В отличие от отвалообразователя транспортно-отвальный мост состоит из 'несущей конструкции — главной фермы, которая покоится не на одной, а на двух опорах (экскаваторно-забойной и отвальной), снабженных ходовыми механизмами. Несущая конструкция предназначена для установки ленточного конвейера. На мост могут работать цепные и роторные экскаваторы, соединяющиеся с ним жестко или с помощью соединительной фермы. Порода с экскаваторов поступает на соединительный ленточный конвейер, а с последнего — на главный конвейер моста и в отвал.

Основным условием производительной и безаварийной работы мостовой установки является устойчивость основания, по которому перемещаются опоры моста. При устойчивых породах вскрыши забойная опора располагается на верхней площадке нижнего вскрышного уступа, а при слабых породах она размещается на кровле или в пределах пласта полезного ископаемого.

Отвальная опора, являющаяся наиболее нагруженной, в больших мостовых установках располагается в пределах пласта полезного ископаемого, а у относительно небольших установок — на предотвале.

В настоящее время в Советском Союзе транспортно-отвальные мосты применяются на Байдаковском, Семеновско-Головков- ском и Юрковском карьерах Днепровского буроугольного бассейна, на карьерах Е и С Керченского железорудного бассейна, находится в монтаже мост на Шевченковском карьере Никопольского марганцевого бассейна.

Наиболее характерные в горногеологическом и организационно-техническом отношениях являются Байдаковский, Семенов- ско-Головковский и Юрковский карьеры. На указанных карьерах применяется комбинированная система разработки, при которой нижний (основной) уступ, составляющий 65—70% от всей вскрыши, разрабатывается по транспортно-отвальной системе с использованием мостовых комплексов, а верхние (передовые) уступы — по транспортной системе.

Транспортно-отвальный мост Байдаковского карьера ( 73) работает в комплексе с тремя цепными и одним роторным экскаватором. Верхний мостовой подуступ разрабатывают роторный экскаватор СУ-450 и цепной полноповоротный ЕС-500, нижний подуступ — два неповоротных экскаватора Д-500.

Порода от мостовых экскаваторов с помощью поперечных конвейеров передается на транспортно-отвальный мост.

Транспортно-отвальный мост Семеновско-Головковского карьера { 74) работает в сочетании с двумя цепными экскаваторами: верхний мостовой подуступ разрабатывает полноповоротный экскаватор ДС-1500, нижний — неповоротный экскаватор Д-1500. Порода от экскаваторов на мост передается поперечными конвейерами.

Транспортно-отвальный мост Юрковского карьера (см.  72) имеет встроенный роторный экскаватор, который передает породу непосредственно на конвейеры моста.

Транспортно-отвальный мост Шевченковского карьера изготовлен с отдельно стоящим роторным экскаватором ЭРГ-1600—31 ( 75).

При использовании на вскрыше мостовых установок применяют веерное перемещение фронта работ, которое значительно упрощает передвижку многорельсовых путей. -Однако при веерном перемещении фронта работ запасы полезного ископаемого будут в два раза меньше, чем при параллельном перемещении. Здесь мост перекрывает не прямоугольную площадку, а треугольную с максимальной шириной ее в торце карьера и минимальной (около 0) у поворотного пункта.

Несмотря на высокие технико-экономические показатели, достигнутые при работе мостов, они имеют и существенные недостатки. Проектирование и изготовление транспортно-отвальных мостов требуют больших капитальных затрат и времени, а также большого объема горнокапитальных работ для ввода их в эксплуатацию.

Мостовые установки не могут быть использованы в период строительства карьеров.