На большинстве карьеров и в разнообразных условиях применяют скважинные заряды. К основным параметрам взрывных скважин относятся глубина, диаметр и угол наклона (рис. 6.5).Глубина скважины lc определяется высотой взрываемого уступа Ну, углом наклона скважины к горизонту а и величиной перебура скважины ln ниже отметки подошвы уступа. Перебур необходим для качественного разрушения пород в подошве уступа. Забойка скважины должна быть плотной, а ее длина l3 -- достаточной для предотвращения утечек продуктов взрыва, выброса породы и образования сильной ударной воздушной волны. Для забойки используют буровую мелочь, песок с размерами частиц до 50 мм. Различают горизонтальные, наклонные и вертикальные скважины. В основном в настоящее время применяют вертикальные скважины. Заряд ВВ в скважине может быть сплошным или рассредоточенным, а расположение скважин в пределах взрываемого блока -- однорядным и многорядным.
Виды забоев экскаваторов
Выемка и погрузка горных пород -- отделение от массива мягкой или предварительно разрыхленной крепкой породы с последующей погрузкой в средства транспорта или непосредственно в отвал. В качестве основных средств механизации используются экскаваторы, в этом случае выемка и погрузка сливаются в один процесс -- выемочно-погрузочные работы.
Экскаватор -- самоходная машина цикличного или непрерывного действия. Они могут быть одноковшовые и многоковшовые. Экскаваторы цикличного действия (одноковшовые) последовательно выполняют операции копания и перемещения горной массы в ковше, поворачиваясь вокруг своей оси.
Многоковшовые экскаваторы непрерывного действия (цепные, роторные) производят выемку и погрузку горной массы в результате перемещения ковшей по круговой траектории. Важнейшие типы одноковшовых экскаваторов -- прямая и обратная механическая лопата и драглайн.
Рабочее место экскаватора называется забоем. Геометрические размеры и форма забоя различны и зависят от типа рабочего оборудования, экскаватора, его рабочих параметров, размеров земляного сооружения, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. По мере разработки грунта в забое экскаватор перемещается, оставляя разработанные участки, называемые проходками. Очень важное значение имеет правильный выбор забоя. Высота забоя также принимается не по максимальной высоте резания, а из условия наполнения ковша за одно черпание. Высоту забоя можно принимать и с превышением высоты, необходимой для наполнения ковша. В этом случае при разработке сыпучих грунтов черпание производят у подошвы забоя, подбирая осыпающийся грунт из верхней части забоя. Если грунт не осыпается, то забой разрабатывается по частям -- сначала верхняя часть (на глубину двух-трех стружек), а затем нижняя часть забоя и т. д. Если в процессе экскавации происходит осыпание грунта (при разработке сыпучих и мелкорваных пород), высота забоя прямой лопаты может незначительно превышать максимальную высоту резания. Такое превышение допускается и для плотных грунтов, но при условии принятия мер своевременного обрушения козырьков, образующихся в верхней части забоя. Таким образом, для получения высокой производительности труда размеры забоя следует принимать по оптимальным рабочим параметрам экскаватора с учетом всех условий производства работ на площадке. Оптимальные рабочие параметры обычно устанавливаются для каждого типа экскаватора. Экскаваторы с прямой лопатой разрабатывают грунт выше уровня стоянки экскаватора. Небольшие модели этих экскаваторов могут разрабатывать грунт и ниже уровня стоянки, но на незначительную глубину, что используется лишь для устройства съездов в котлован.
Рис 6.7. Одноковшовые экскаваторы:
а -- прямая лопата; 6--обратная лопата; в--драглайн
Рис. 6.8. Цепной (а) и роторный (б) экскаваторы
У механической лопаты ковш жестко скрепляется с рукоятью. У драглайна ковш подвешивается к стреле на стальном канате. Из экскаваторов с жесткой связью наиболее широко применяются экскаваторы карьерные гусеничные ЭКГ-4.6Б (5А), ЭКГ-8и, ЭКГ-12,5, ЭКГ-20, а также гидравлические (прямая и обратная лопаты) ЭГ-8, ЭГ-12 и ЭГ-20. Особенность гидравлических экскаваторов -- использование гидропривода рабочего оборудования, поворотной платформы и механизма хода. Гидропривод обеспечивает одновременную подвижность стрелы, рукояти и ковша, большее усилие копания. Экскаваторы вскрышные гусеничные (ЭВГ) типа ЭВГ-35/65, ЭВГ-15/40, ЭВГ-100/100 имеют стрелу и рукоять увеличенной дойны и предназначены в основном для непосредственного перемещения породы в отвал. Передвижение всех экскаваторов осуществляется за счет гусеничного хода. Из экскаваторов с канатной связью широкое применение имеют драглайны. Драглайны -- шагающие экскаваторы типа ЭШ-10/60, ЭШ-15/90, ЭШ-100/100 -- используются на карьерах для перевалки пород вскрыши в выработанное пространство, из забоев, расположенных как ниже, так и выше горизонта установки экскаватора. Выпускаются шагающие драглайны с ковшом вместимостью от 4 до 120 м3 и длиной стрелы до 125м.Важнейшими типами многоковшовых экскаваторов являются цепные и роторные (рис. 6.8).
Цепные многоковшовые экскаваторы имеют рабочий орган -- ковшовую раму, которая служит для направления цепи с ковшами. Рама одним концом шарнирно закреплена на корпусе, а другой ее конец подвешен на укосине и полиспастах. Выемка породы в забое производится ковшами, которые прижимаются к забою весом рамы.
Емкость ковшей изменяется от 250 до 4500 л. Производительность экскаваторов составляет от 800 до 10 000 м3/ч. Передвижение осуществляется за счет железнодорожного, гусеничного или шагающего хода.
Роторные экскаваторы типа ЭР-25, ЭР-100 и другие имеют рабочий орган в виде роторного колеса диаметром от 2,5 до 18 м с ковшами, установленными на конце стрелы. Число ковшей на роторе изменяется от 6 до 12, а емкость ковшей от 300--800 до 4000--8000 л.
Экскаваторы бывают небольшой (до 630 м3/ч), средней (630 --2500 м*ч), большой производительности (2500--5000 м3/ч), сверхмощные -- производительностью свыше 5000 м3/ч. Один из мощных современных экскаваторов -- ЭРГ-1600 40/10-31 производительностью до 4500 м3/ч, или 100 тыс. м3/сут.
Технологическая характеристика транспорта
Карьерный транспорт -- это комплекс средств перемещения горной массы (вскрыши и полезного ископаемого) от забоев до пунктов разгрузки. Он является связывающим звеном в общем технологическом процессе и одним из наиболее трудоемких и дорогих.
Затраты на транспортирование и связанные с ним вспомогательные работы составляют 45--50 %, а в отдельных случаях 65--70 % общих затрат на добычу полезного ископаемого. Существуют понятия грузооборот и грузопоток.
Грузооборотом называется количество полезного ископаемого (в тоннах или в м3), перемещаемого в единицу времени. Под грузопотоком понимается поток грузов, характеризуемый направлением относительно контуров карьера.
На открытых горных работах используются почти все известные виды и технические средства перемещения грузов. Наибольшее распространение получил железнодорожный, автомобильный и конвейерный транспорт, а также комбинированный. В ограниченных условиях эффективно применение скиповых подъемников, канатно-подвесных дорог, гидравлического трубопроводного транспорта, конвейерных поездов, вертолетов и других:
Железнодорожный транспорт рекомендуется применять на карьерах с большим годовым грузооборотом (25 млн. т и более) при длине транспортирования 4 км и более. Для железнодорожного транспорта необходимы большая протяженность фронта работ на уступах (не менее 300--500 м), кривые большого радиуса (не менее 100--120 м), небольшие подъемы и уклоны путей (до 20--30, реже 40--60 %). При использовании новейших тяговых агрегатов и уклонах путей до 60 % глубина применения железнодорожного транспорта увеличивается до 300--350 м.Средствами железнодорожного транспорта являются рельсовые пути и подвижной состав. Рельсовые пути на карьерах бывают стационарными и временными, периодически перемещаемыми вслед за продвижением фронта работ на уступах. Ширина колеи равна 1524 мм. Стандартная длина шпалы 2700 мм, рельса 12,5 и 25 м.
Основным типом рельсов являются Р-50 и Р-65, а также Р-75. Скорость движения на стационарных и временных путях составляет соответственно 30--40 и 15--20 км/ч. Технологический подвижной состав состоит из локомотивов и вагонов (рис. 6.10). В качестве локомотивов применяются электровозы, тепловозы, тяговые агрегаты.
Контактные электровозы Д-94, Д-100М, ЕЛ-1, 13Е-1 работают на постоянном токе напряжением 1500--3000 В. Тепловозы исключают наличие контактной сети, обладают высоким КПД, равным 24--26 %. Тяговые агрегаты ОПЭ-1, ОПЭ-2 -- это сочетание электровоза управления, секции автономного питания (дизельной секции) и нескольких моторных думпкаров. Устраняется потребность в контактной сети на передвижных путях.
Для перевозки горной массы применяются думпкары ВС-60, ВС-105, ВС-180 -- саморазгружающиеся вагоны с двухсторонней разгрузкой грузоподъемностью 60--105 и 180 т.
Рис. 6.10. Подвижной состав железнодорожного транспорта
Автомобильный транспорт применяется на карьерах малой и средней производственной мощности с грузооборотом до 15 млн. т в год. В последние годы область применяется значительно расширена (до 70 млн. т в год и более). Достоинства: гибкость, маневренность, независимость работы автосамосвалов,*радиусы поворота 15--25 м, подъем и уклоны до 80--120 %. Недостатки: более высокие затраты на транспортирование 1 т горной массы по сравнению с железнодорожным транспортом, зависимость от погодных условий.
Подвижной состав карьерного автотранспорта представлен автосамосвалами и полуприцепами. Наибольшее применение при транспортировании вскрыши получили автосамосвалы типа БелАЗ грузоподъемностью 40,75,110 и 180 т (рис. 6.11). Для транспортирования угля применяются углевозы -- самосвалы типа БелАЗ грузоподъемностью 40 и 105 т и полуприцепы углевозы БелАЗ грузоподъемностью 120 т с донной разгрузкой.
Эффективность использования автотранспорта на карьерах в значительной степени зависит от схемы подъезда автосамосвала к забою и установки его у экскаватора. В зависимости от способа вскрытия рабочих горизонтов, размеров рабочих площадок, условий работы экскаваторов и числа автосамосвалов, находящихся одновременно в забое, применяют одиночную или спаренную установку их под погрузку (рис. 6.12). Автосамосвалы следует устанавливать так, чтобы обеспечить минимальный угол поворота экскаватора при погрузке. Спаренная установка автосамосвалов обеспечивает более высокую производительность экскаваторов.
Рис. 6.11. Автосамосвал БелАЗ-75211
Рациональное отношение емкости кузова автосамосвала Va к емкости ковша экскаватора E должно находиться в пределах 4--10. Основными параметрами карьерных автосамосвалов являются грузоподъемность, мощность двигателя, емкость кузова, колесная формула, минимальный радиус поворота. Колесная формула (например, 4--2) показывает, что всего колес 4, из них 2 ведущих. Срок службы шин 25--40 тыс. км. Срок службы автосамосвала 5--6 лет, их пробег за это время составляет 220-- 300 тыс. км. При увеличении грузоподъемности автосамосвалов показатели их работы улучшаются.
Для передвижения автосамосвалов в карьер сооружаются стационарные и временные автодороги. Стационарные автодороги строятся в капитальных траншеях, на поверхности и соединительных транспортных бермах на длительный срок, имеют дорожное покрытие и двухполосное движение. Временные автодороги, сооружаемые на уступах и отвалах, периодически перемещаются вслед за подвиганием фронта работ и, как правило, не имеют дорожного покрытия. Ширина проезжей части двухполосных дорог для автосамосвалов грузоподъемностью 75--120 т составляет 14--15 м.
Страницы: 1, 2, 3
