16.01.2021

Бестранспортная система открытой разработки месторождений


Как показывает само название, при этой системе отсутствуют средства транспорта для вывоза вскрыши на отвалы.

Вскрышная порода отрабатывается и размещается в выработанном пространстве непосредственно вскрышным экскаватором-механической лопатой (рис. 85) или драглайном (рис. 86).

Эта система разработки является наиболее экономичной из всех существующих, поскольку здесь отпадает необходимость в вывозе вскрыши на отвалы, в отвальном хозяйстве, в транспортном и отвальном оборудовании и в рабочих, обслуживающих транспорт вскрыши и отвалы.

Бестранспортная система разработки может применяться только при пластах горизонтального или пологого залегания.

Различают простую бестранспортную систему разработки и усложненную.

Простая бестранспортная система разработки может применяться с использованием в качестве вскрышной машины экскаватора-механической лопаты или драглайна.

Разработка с применением механической лопаты. В этом случае (рис. 85) механическая лопата А устанавливается на кровле пласта и разрабатывает вскрышу в один уступ заходкой В. Зачерпнутая экскаватором вскрыша разгружается в выработанное пространство — в отвал С. Добычной экскаватор D и транспортные средства для вывозки угля размешаются на почве пласта, между подошвой угольного уступа и отвала, или на кровле пласта. В последнем случае на добыче должен быть установлен экскаватор с удлиненными рабочими размерами для верхней погрузки.

Вскрышная заходка В должна опережать добычную заходку H не менее чем на 100 м для обеспечения отвода экскаватора на безопасное расстояние при производстве взрывных работ в скальных породах вскрыши; если вскрыша сложена мягкими породами и разработка ее ведется без применения взрывных работ, то указанное опережение может быть меньшим, но не менее двух радиусов разгрузки вскрышного экскаватора.

В качестве транспортных средств на вывозке угля могут быть использованы, при всех видах бестранспортной системы разработки, железнодорожный транспорт, автосамосвалы и ленточные конвейеры.

Мощность вскрыши, отрабатываемая по бестранспортной системе, зависит от радиуса разгрузки экскаватора, мощности угольного пласта, угла откоса отвала и от коэффициента разрыхления пород вскрыши.

Для экскаватора ЭГЛ-10 с ковшом емкостью 10 м3 (радиус разгрузки 45 м) при угле откоса отвала 35° и коэффициенте разрыхления 1,15 высота породного уступа, отрабатываемого по бестранспортной системе, будет при мощности пласта 2 м 19 м и при мощности пласта 10 м — 16 м.

Большое значение имеет для увеличения мощности разрабатываемой вскрыши угол откоса отвала; с увеличением его с 35 до 45° увеличивается мощность отработанной вскрыши на 45%. Поскольку же угол откоса отвала определяется физическими свойствами пород вскрыши, то очевидно, что наиболее благоприятными грунтами для дайной системы разработки будут наиболее устойчивые грунты в разрыхленном состоянии.

К таким породам относятся крупнозернистые песчаные, гравелистые, скальные и полускальные породы, которые в разрыхленном состояний, независимо or их влажности, обеспечивают угол откоса отвала, близкий к 45°.

Чтобы угол откоса отвала мягких пород был по возможности больше, необходимо, прежде всего, не допускать обводнения отвалов, так как они в состоянии насыщения будут выполаскиваться и оплывать. Методами борьбы с обводнением отвалов является удаление с поверхности отвала дождевых вод и отвод из самого тела отвала грунтовых вод при помощи различного рода дренажных устройств.

Кроме того, в отвале должны размещаться предварительно осушенные породы вскрыши.

Предварительное осушение вскрышных пород при бестранспортной системе разработки необходимо еще и для предупреждения оползней вскрышного уступа. При наличии последних, вскрышные породы не могут быть размещены вскрышным экскаватором в выработанном пространстве вследствие ограниченной емкости отвала, и работа карьера будет в этом случае прекращена.

Для простой бестранспортной системы разработки с применением экскаваторов-механических лопат должны быть использованы крупные и мощные машины — такие как ЭГЛ-15; машины с меньшими рабочими размерами, например СЭ-3у, могут также применяться при бестранспортной системе разработки, но при незначительной мощности вскрыши и пласта угля.

Разработка с применением драглайнов (рис. 86) отличается от рассмотренного случая разработки тем, что вместо механической лопаты на кровле угольного пласта устанавливается драглайн на кровле вскрышного уступа.

Разработка драглайнами по этой системе может производиться только при мягких породах вскрыши, не требующих рыхления взрывными работами.

Расположение драглайна на кровле вскрышного уступа еще больше подчеркивает необходимость предварительного осушения вскрышных пород как для предотвращения оползней уступа и падения вместе с ним драглайна, так и для увеличения углов откоса вскрышного уступа и внутреннего отвала и увеличения тем самым мощности отрабатываемой вскрыши.

Для простой бестранспортной системы применяются драглайны, изготовляемые в настоящее время нашей промышленностью, ЭШ-4/40, ЭШ-14/65 и ЭШ-10/75.

Сравнительные мощности вскрыши, отрабатываемые драглайнами в зависимости от угла откоса вскрышного уступа и мощности пласта, приводятся в табл. 22.

Усложненные бестранспортные системы разработки применяются в двух основных случаях: а) когда мощность вскрыши значительно превышает ту, которая может быть отработана по простои бестранспортной системе и б) когда значительная мощность угольного пласта и ограниченный радиус разгрузки вскрышного экскаватора не обеспечивают размещение в выработанном пространстве отвалов, как указано на рис. 85 и 86, т. е. без подсыпки пласта, и не позволяют тем самым отрабатывать необходимую мощность вскрыши.

Сущность усложненной бестранспортной системы разработки заключается в том, что отсыпанные вскрышным экскаватором (механической лопатой или драглайном) в выработанное пространство отвалы (так называемые первичные отвалы) частично перелопачиваются отвальным экскаватором-драглайном во вторичные отвалы, освобождая тем самым площадь в выработанном пространстве для размещения отвалов от следующей заходки (рис. 87 и 88).

Разработка месторождений с механической лопатой на вскрыше и драглайном на перелопачивании представлена на рис. 87.


Разработка месторождений с драглайном на вскрыше и с драглайном на перелопачивании (рис. 88) отличается от предыдущей (рис. 87) только установкой экскаватора-драглайна на кровле вскрышного уступа.

Усложненная бестранспортная система разработки даст только тогда должный эффект, если отвальный экскаватор-драглайн принят с соответствующими рабочими размерами и правильно установлен на своем рабочем месте.

Мощность отрабатываемой вскрыши при усложненной бестранспортной системе разработки зависит от тех же факторов и элементов, что и при простой бестранспортной системе разработки и, кроме того, от объема перелопачивания, с увеличением которого отрабатываемая мощность вскрыши увеличивается.

В табл. 23 приведены мощности вскрыши, отрабатываемые по усложненной бестранспортной системе.

Из табл. 23 видно, что мощности вскрыши, отрабатываемые по усложненной системе разработки, значительно выше, чем при простой (см. табл. 22).

При бестранспортной системе разработки применение железнодорожного транспорта на вывозке угля сопряжено с целым рядом трудностей. Железнодорожные пути во избежание завала их породой перед началом новой заходки должны убираться с выдачей всех путевых материалов из карьера, а затем, по мере подвигания забоя, вновь подаваться в карьер для настилки. Контактный провод для электротяги должен при передвижке железнодорожных путей наращиваться участками.

Операции по разборке пути, вывозке его из карьера, обратной доставке в карьер и постепенной новой настилке организационно настолько сложны, что железнодорожный транспорт заменяют автотранспортом.

Производительность карьера при бестранспортных системах разработки определяется производительностью вскрышного экскаватора, мощностью вскрыши и мощностью пласта угля или, что то же самое, производительностью вскрышного экскаватора и коэффициентом вскрыши. Производительность, например, экскаватора ЭГЛ-15 — около 3 млн. м3 в год; при вынимаемой мощности пласта угля 5 м и мощности отрабатываемой вскрыши 18 м эксплуатационный коэффициент вскрыши составляет 18/5*1,2=3 м3/т, где 1,2 т/м3 — объемный вес угля. Тогда производительность карьера по добыче составит 3 млн. т: 3 = 1 млн. т угля в год.

Существенным недостатком бестранспортных систем разработки является небольшой объем вскрываемых запасов угля и невозможность увеличить производительность за счет ввода в работу дополнительного парка экскаваторов.

В этом отношении транспортная система разработки имеет существенные преимущества, так как за счет дополнительного увеличения парка вскрышных и добычных экскаваторов производительность карьера может быть значительно повышена.





Яндекс.Метрика