22.12.2020

Cхемы горных работ при конвейерном транспорте руды


Конвейерный транспорт (имеется в виду именно транспорт, а не доставка в забоях и по аккумулирующим выработкам) до настоящего времени применялся преимущественно для подъема горной массы по наклонным шахтным стволам.

Например, конвейерный подъем применяется на криворожском руднике им. С.М. Кирова и зарубежных рудниках Mayнтин и Кливленд Клифф (США), Барбек (ФРГ), Коскалскал и Мальмбергет (Швеция).

Около шахтных стволов из этих рудниках имеются подземные дробилки, по стволам руда транспортируется ленточными конвейерами.

На Южно-Коробковском руднике комбината КМАруда и канадском руднике Лин-Лейк руда передастся по конвейеру от дробилки до шахтного ствола.

На всex перечисленных рудниках имеется подземная электровозная откатка.

Иногда применяют конвейерный транспорт дробленой руды по штольне или квершлагу концентрационного горизонта; руда па конвейер поступает из капитального рудоспуска, в основании которого имеется дробилка. На вышележащих горизонтах руду транспортируют к капитальному рудоспуску в вагонетках электровозами. Таким образом, и в этих случаях электровозная откатка сохраняется.

Полная конвейеризация транспорта руды встречается пока еще редко.

Требуемая ширина ленты В может быть определена по формулам чл.-корр. AН России А.О. Спиваковского
Cхемы горных работ при конвейерном транспорте руды

где Q — расчетная производительность конвейера, т/ч;

v — скорость движения конвейера, м/сек (обычно не менее 1,5-2 м/сек);

у — объемный вес материала в насыпке, т/м3;

а — максимальный размер куска, мм,

К — коэффициент, который для горизонтальной ленты лотковой формы при наклоне боковых роликов 30° равен 550-625.

Лишь при производительности рудников около 10 млн. т/год ширина ленты по условию пропускной способности составляет 1200 мм, что минимально необходимо для кусков размером до 500 мм.

Таким образом, при не очень больших грузопотоках для транспортировки крупной руды потребовалось бы значительно увеличить ширину ленты и внести в конструкцию конвейера ряд изменений, обеспечивающих плавность движения лепты, устойчивое положение на ней крупных кусков и ее долговечность.

Обычно на ленточный конвейер грузят руду не крупнее 200—300 мм.

Согласно изложенному выше, горные работы должны вестись так, чтобы объем вторичного дробления руды в забое был минимальным. Вместе с тем полное устранение выхода крупных кусков при отбойке крепких и средней крепости руд пока еще следует считать нереальным. Поэтому имеется тенденция увeличения кондиционного размера кусков руды, выдаваемой из очистного блока.

Измельчение в очистном блоке всех кусков не менее чем до 200—300 мм означало бы большой шаг назад в технологии очистной выемки, не говоря уже об ухудшении условий труда непосредственно на горизонте выпуска. Это повлекло бы за собой снижение производительности блоков со всеми вытекающими отсюда последствиями. Таким образом, в большинстве случаев при высокой и средней крепости руды размер кусков, получаемых в очистных блоках, не удовлетворяет современным требованиям конвейерного транспорта.

При обычной производительности шахты для конвейерного транспорта руды по основному горизонту необходимо, чтобы на пути от выемочного блока до основного горизонта руда проходила через дробилку.

На канадском руднике Элен дробилки устанавливаются непосредственно под выемочными блоками, имеющими огромные размеры. Схема вскрытия этого рудника показана на рис. 12, отдельные блоки и конструкция их днищ — на рис. 13.

Запас блока составляет 3,5—4 млн. т. При производительности рудника 1,5—2 млн. т/год лишь два-три блока находятся в одновременной отработке.

Каждый блок (или два блока, совмещенных по вертикали) обслуживается отдельной дробилкой. Руда из выемочного блока скатывается в дробилку по наклонным рудоспускам. В случае, копа дробилка обслуживает два блока, из нижнего блока руда поступает в дробилку по аккумулирующим скреперным штрекам длиной до 105 м, мощность скреперных лебедок в этих штреках составляет 92 квт.

Дробленая руда транспортируется по основному горизонту и наклонному шахтному стволу ленточными конвейерами. Производительность труда достигнута очень высокая — 27 т/смену на одного трудящегося по руднику, исключая работников технического и электротехнического отделов (по данным за 1955 г.).

Аналогичная схема работ применена на свинцово-цинковом руднике Брокен-Хилл при этажном самообрушении.

Длина рудного тела по простиранию составляет 300 м, горизонтальная мощность 50 м, угол падения 45—65°, местами 35—45°. Вмещающие породы представлены кварцитами.

Этаж разрабатывали четырьмя блоками общим запасом около 5 млн. т. Из очистного пространства руду выпускали на скреперные орты и полевые скреперные штреки.

Нa 50 м ниже основного скреперного горизонта была установлена щековая дробилка размером 900x1200 м для дробления руды до крупности 112 мм. Дробилка принимала руду из двух наклонных рудоспусков. В эти рудоспуски руда из скреперных выработок поступала непосредственно или по аккумулирующим скреперным штрекам. Дробленая руда шла на ленточным транспортер.

Интересная схема работ применяется на одной из шахт производительностью более 2.5 млн. т/год канадского никелевого рудника Крейтон.

Рудное тело (рис. 89) залегает на глубине около 100 м от поверхности. Рассматриваемая схема работ применяется на глубине до 600 м при системе этажного самообрушения.

Мощность залежи составляет до 180 м, угол падения 60° до глубины 350—400 м и 40—50° на большой глубине.

Шахтное поле имеет длину около 600 м. Оно разделено по простиранию на шесть панелей длиной по 105 м.

Вскрытие основным шахтным стволом произведено сразу на глубину 600 м, квершлаг от него пройден только на нижнем, концентрационном горизонте. Вспомогательный и вентиляционный шахтные стволы имеют этажные квершлаги.

Помимо стволов, пройдены на глубину 600 м капитальные рудоспуски, по одному па панель. Сечение капитальных рудоспусков 2,1х2,7 м, ответвлений его 2,0х2,1 м. У оснований капитальных рудоспусков под землей установлены дробилки.

Шахтные стволы и капитальные рудоспуски пройдены в лежачем боку рудного тела. Расстояние от капитальных рудоспусков до контакта рудного тела составляет не менее 10 м.

Из каждой панели руда по капитальному рудоспуску поступает через дробилку на концентрационный горизонт и транспортируется конвейерами к основному шахтному стволу.

Из очистного пространства выпускают руды на полевые скреперные штреки, пройденные в лежачем боку месторождения. Скреперуют руду непосредственно в капитальный рудоспуск па расстояние до 50 м девяностокиловаттными скреперными лебедками.

Во избежание попадания воды в капитальные рудоспуски скреперные штреки пройдены с обратным уклоном 2%, вода из них стекает в вентиляционные восстающие.

Чтобы свести к минимуму разубоживание руды, все полевыработки в панели проходят до начала в ней очистной выемки. Одновременно продвигаются забои 20—25 скреперных штреков. Откатка руды на этой шахте полностью отсутствует.

Полагаем, что применение конвейерного транспорта на основных горизонтах в условиях очень мощных залежей возможно также при следующей схеме работ. Дробилки устанавливаются под землей в рудном теле или близ него, руда в них поступает непосредственно из выемочных блоков.

Каждая дробилка обслуживает несколько блоков, суммарный запас которых достаточен для того, чтобы окупились расходы по устройству подземной дробильной установки.

Расстояние доставки руды от блока до дробилки может составлять приблизительно до 300—600 м. Для доставки используются пластинчатые транспортеры или самоходные вагонетки на шинном ходу с погрузочно-разгрузочным конвейером в днище. Техническая надежность этих средств доставки не вызывает сомнения.

Желательно такое опережение вскрытия, при котором дробилка могла быть установлена в нижележащем этаже и, таким образом, обслуживала группы блоков последовательно в двух этажах.

Приемный бункер дробилки может быть расположен выше уровня горизонта доставки, в этом случае пластинчатый транспортер или самоходные вагонетки будут поднимать руду к бункеру по наклонной выработке.

Конвейерный транспорт на основном горизонте может быть применен па строящемся Яковлевском железном руднике.

Проект конвейерного транспорта для условий этого рудника разработай кафедрой рудничного транспорта Московского горного института им. И.В. Сталина и лабораторией рудничного транспорта ПГД им. Скочинского. В связи с огромным грузопотоком ширина лепты конвейера должна составлять не менее 1200 мм. Такая ширина ленты достаточна для размещения кусков крупностью до 500 мл. Предложена принципиальная конструкция ленточно-цепного конвейера, пригодного для транспортировки таких крупных кусков руды. Для ленточных конвейеров может быть рекомендована система шарнирно-подвесных роликовых опор.

Вместе с тем кафедрой разработки рудных месторождений Московского горного института им. И.В. Сталина для условий Яковлевского рудника предложен и разработан (под руководством автора) вариант доставки руды, позволяющий применить на основном горизонте ленточный конвейер обычной конструкции. По этому варианту на конвейер поступает дробленая руда от очистных блоков до подземной дробилки руда доставляется пластинчатыми конвейерами (рис. 90).

Рудное тело Яковлевского месторождения залегает на глубине около 500 м от земной поверхности, горизонтальная мощность его составляет в среднем 370 м, вертикальная — до 350 м, длина в пределах рудничного поля — около 5 км.

В верхнем этаже, запаса которого хватит приблизительно на 25 лет эксплуатации, имеется около половины слабых руд и половина руд средней крепости и крепких.

Отработка основной массы руд (не считая крепких руд в верхней части этажа) предполагается этажным и подэтажным обрушением, естественным и принудительным.

Добываемая руда делится примерно в одинаковых количествах на два сорта в зависимости от степени разубоживания.

Площадь выемочного блока по условию горного давления составит не более 2500 м2. Производительность блока в период выпуска руды принимается равной около 1000 т/смену.

Шахтное поле делится по простиранию на выемочные поля шириной около 300 м с запасом 7—10 млн. г. Руда из блоков доставляется до подземной дробилки пластинчатыми транспортерами шириной 1200 мм. Одна из схем транспортировки руды следующая: конвейеры проложены в одну линию по аккумулирующим ортам, пройденным через 50 м. Из ортов руда поступает в аккумулирующий штрек у лежачего бока рудного тела В этом штреке имеются две линии транспортеров — для двух сортов руды.

Руда доставляется к приемным бункерам щековых дробилок размером 900x1200 мм с разгрузочной щелью шириной 200 мм. На каждое выемочное поле устанавливают рядом две дробилки — для двух сортов руды.

Аккумулирующие орты и штрек могут быть расположены выше основного горизонта или на уровне его, в последнем случае руда подается к дробилке по наклонной выработке.

Дробленая руда поступает на ленточный конвейер, проложенный по штреку на основном горизонте в лежачем боку, и далее транспортируется по квершлагу к рудоподъемному стволу. По штреку и квершлагу основного горизонта конвейер должен быть проложен в две линии — для двух сортов руды.

Затраты на конвейерную доставку составляют 0,028 руб/т, на механическое дробление — 0,027 руб/т, итого 0,055 руб/т.

Дополнительные затраты нa проходку и поддерживание горных выработок аккумулирующего горизонта и дробильной установки составляют 0,015 руб/т.

Уменьшение числа откаточных ортов дает экономию, равную 0,040 руб/т.

Таким образом, при обычной конструкции ленточного конвейера применение конвейерного транспорта на основном горизонте при средней и тем более высокой крепости руды возможно при:

1) увеличении выемочных блоков до размеров, оправдывающих установку дробилки под каждым блоком;

2) объединении большого чиста совмещенных по вертикали блоков капитальным рудоспуском с дробилкой в основании;

3) делении этажа на выемочные поля, каждое из которых обслуживается своей подземной дробилкой (или дробилками). Руда доставляется из блоков к дробилке пластинчатыми транспортерами или самоходными вагонетками.

Значительное увеличение выемочных блоков возможно преимущественно при разработке обособленных рудных тел сравнительно небольшой протяженности.

Во втором случае шахтное поле вскрывается сразу на большую глубину основным шахтным стволом или штольней и капитальными рудоспусками (на этой глубине устраивается концентрационный горизонт с конвейерным транспортом руды).

На вскрытую глубину рудное тело делится на полосы, вытянутые по падению залежи, (ширина полосы и соответственно число блоков в ней по горизонтали зависят от способа доставки руды к капитальному рудоспуску).

Для каждой полосы проходят свои капитальный рудоспуск, оборудованный дробилкой в основании над концентрационным горизонтом. Руда из выемочных блоков доставляется мощными скреперными лебедками, пластинчатыми конвейерами или самоходными вагонетками непосредственно в капитальный рудоспуск.

Достоинства этой схемы: 1) небольшие расстояния доставки руды; 2) одной дробильной установкой обслуживается значительная часть шахтного поля; 3) транспортирование руды производится по одному горизонту.

Недостатки: 1) увеличивается себестоимость и удлиняется срок строительства рудника, так как до начала эксплуатации необходимо пройти на большую глубину основной шахтный ствол и капитальный рудоспуск первой полосы (или два-три капитальных рудоспуска по числу полос первоочередной разработки); 2) увеличивается объем горнокапитальных работ в связи с наличием нескольких капитальных рудоспусков (общее число которых тем больше, чем длиннее рудное тело по простиранию); 3) быстрое понижение очистной выемки в первой полосе может быть связано с различного рода затруднениями, например с большими водопритоками в сложных гидрогеологических условиях и т. п.

В гористой местности, где независимо от способа подземного транспортирования руды месторождение вскрывается сразу на большую глубину штольней и капитальным рудоспуском, часть перечисленных недостатков рассматриваемой схемы теряет свое значение. Эта схема может быть рекомендована преимущественно для разработки мощных крутопадающих рудных тел сравнительно малой длины по простиранию, но с выдержанными элементами залегания на большую глубину. Особенно благоприятны условия месторождений, расположенных в гористой местности (типа Тырны-Аузского).

Третья схема работ (с разделением этажа на выемочные поля, обслуживаемые подземными дробилками) не предъявляет особых требований к размерам блоков и порядку разработки, а также не увеличивает объема работ по строительству рудника, по удорожает доставку руды.

Эта схема па ближайшие годы, по-видимому, является единственно возможной для применения конвейерного транспорта руды (при ширине ленты до 600—800 мм и обычной конструкции конвейера) в условиях мощных залежей крепких и средней крепости руд большой протяженности, особенно при значительной глубине разработки.





Яндекс.Метрика