Основні відомості про глиняний кар'єр і його розробку

Размещено на http://www.allbest.ru

Основні відомості про глиняний кар'єр і його розробку

глина кар'єр екскаватор транспортування

Глину для виробництва керамічних виробів здобувають відкритим способом в кар'єрах. Кар'єр є системою відкритих вироблень. Контури кар'єру в плані залежать від глибини і форми залягання глини і характеру рельєфу місцевості.

При розробці глини ділянки розбивають на ряд горизонтальних шарів, які розділяють похилими в'їздами. Кожний такий шар називається уступом. Висота уступу залежить від складу глин і вживаних методів розробки.

Пласт є масивом осадкової гірської породи, що має значну довжину і ширину і обмежений двома паралельними площинами напластовування.

Потужність (товщина) пласта -- ця найкоротша відстань між крівлею (верхи) і ґрунтом (низом) пласта.

В кожному уступі розрізняють наступні елементи: укіс, верхній і нижній майданчик і брівку.

Укосом уступу називається похила або вертикальна робоча поверхня уступу, що обмежує його із сторони виробленого простору. Майданчиками уступу називають: верхньої -- горизонтальну частину поверхні уступу, що обмежує його по висоті, і нижньої -- нижню горизонтальну частину поверхні уступу (підошва). Брівкою уступу називають лінію перетину укосу уступу з його верхнім або нижнім майданчиком.

Поверхня уступу, що є безпосередньо об'єктом гірських робіт і що переміщається у міру розробки, називається забоєм уступу.

Паралельні смуги, на які для розробки розділяють уступ по ширині, що розробляються кожна при незмінному для неї положенні транспортного забійного шляху, називають заходками.

Підготовлена для розробки частина заходки по її довжині називається фронтом робіт уступу.

Кут, утворений лінією укосу борту кар'єру з проекцією цієї лінії на горизонтальну площину, називається кутом укосу.

Підготовчі і вскритні роботи в глиняному кар'єрі

Технологія підготовчих і вскритних робіт включає дві операції: вскритні роботи (мал. 7, а) і розчищання поверхні від чагарників, дерев, пнів (мал. 7, б). До складу вскритних порід входить рослинний шар, підзол, а також нашарування піску з кам'янистими включеннями. Поверхня слідує розчищати за один-два роки до початку розробки кар'єру, для того, щоб корені рослин встигли згнити, що значно полегшує вскритні роботи. Звичайно для очищення поверхні застосовують кущорізи, корчує і розпушувачі.

Серійно виготовляють кущорізи, вживані як навісне устаткування до трактора. Робочий орган кущоріза є клиноподібним відвалом, що закінчується в нижній частині ріжучими ножами. При зануренні відвала в грунт ці ножі зрізають дерева і чагарники, а потім укладають по обидві сторони від смуги проходки машини.

Для корчування крупних пнів, валяння дерев діаметром до 35 см, ті, що зрізають чагарників і спушення грунту застосовують ті, що на весні корчують, які забезпечені пристосуваннями для витягування коренів із землі.

За допомогою бульдозера можна видаляти рослинний шар, корчувати пні і валити дерева.

Мал. 7. Схема ведення підготовчих робіт на кар'єрі: а -- виробництво вскритних робіт бульдозером, б -- розчищання поверхні від пнів і чагарників корчує; 1, 2 -- глина, 3 -- пісок, 4 -- вскритний шар, 5 -- підошва забою

Спушують глину для захисту від промерзання і природного просушування причіпними і навісними розпушувачами.

Як правило, вскритні роботи проводять бульдозерами і скреперами.

Розробка глин в кар'єрі

Глину в кар'єрах розробляють валовим і селективним методами. При валовій розробці глину здобувають одночасно з декількох пластів. Селективна розробка полягає в роздільній виїмці пластів глин.

Вибір механізмів для здобичі глин залежить від геологічних умов, физикомеханічних властивостей сировини, що здобувається , і способу його виїмки. Найбільше застосування для розробки глин знайшли багатоковшові (мал. 8, а), одноковшові (мал. 8, б) і роторні (мал. 8, в) екскаватори.

Багатоковшові екскаватори найбільш ефективні для розробки глин валовим методом.

Багатоковшовим екскаватором розробляють забої, розташовані з боку укосу уступу. В процесі черпання глин екскаватор пересувається уздовж уступу. Фронт робіт приймається прямолінійним з витриманою потужністю товщі, що розробляється, і з відносно постійною довжиною.

Мал. 8. Розробка глини: а -- багатоковшовим екскаватором, б --одноковшовим екскаватором, в -- роторним екскаватором

Мал. 9. Схеми різання глин багатоковшовим екскаватором: а -- паралельне при верхньому черпанні, б -- паралельне при нижньому черпанні, в -- віялове при нижньому черпанні.

Багатоковшові екскаватори можуть працювати віяловим (радіальним) і паралельним способами різання як верхнім, так і нижнім черпанням (мал. 9, а, б, в).

Способом радіального різання (тільки при нижньому черпанні) розробляють родовища однорідних по складу глин, що не вимагають перемішування окремих шарів під час здобичі. Способом паралельного різання виробляють одночасно всі шари, що дозволяє при однаковій потужності шарів по всьому фронту кар'єру одержувати однорідну суміш глинистої сировини.

Одноковшеві гідравлічні екскаватори

Схема гідравлічного екскаватора з обладнанням "пряма лопата" наведена на рис. 10, а. Робоче обладнання має шарнірно закріплену на поворотній платформі стрілу 2, до якої шарнірно приєднана рукоятка 4. До останньої так само прикріплений ківш 6. Гідроциліндри 1, 3 і 5 повертають ці елементи. Оскільки кут повороту ковша досить великий, випорожнення останнього відбувається при його повороті. Можна навішувати і широкий ківш для виконання завантажувальних робіт.

Майже 90% усіх гідравлічних екскаваторів виготовляють з робочим обладнанням "зворотна лопата" (рис 10, б). Стріла 2 цих екскаваторів моноблочна або складова. До неї шарнірно прикріплюють рукоятку 4, а до останньої -- ківш 6. Всі елементи повертають гідроциліндрами 1, 3 і 5.

На гідравлічний екскаватор можна встановити й грейферний ківш (рис.10, в). У такому разі він занурюється в ґрунт примусово за допомогою гідроциліндрів робочого обладнання. Це дозволяє ефективно розробляти тверді ґрунти. Стулками ковша 6 керують за допомогою гідроциліндра 7. Коли необхідно забезпечити велике вертикальне переміщення грейферного ковша (наприклад, при будівництві підземних споруд методом "Стіна в ґрунт"), між рукояткою і ковшом додатково монтують теле-, скопічну штангу.

Рис.10. - Основні види робочого обладнання одноківшевих гідравлічних екскаваторів:

a, б -- відповідно "пряма" і "зворотна" лопати; в -- грейфер; 1 -- гідроциліндри піднімання та опускання стріли; 2 -- стріла; 3, 5 -- гідроциліндри повороту відповідно рукоятки і ковша; 4 -- рукоятка; 6 -- ківш; 7 -- гідроциліндр керування стулками ковша

Багатоковшевий екскаватор

Схема багатоківшевого екскаватора наведена на рис. 11. На базовому тягачі (рис. 11, a) за допомогою жорстких тяг 9 та рами 2 закріплена ківшова рама 7. У верхній і нижній частинах рами встановлені ведуча 4 та натяжна 8 зірочки, їх охоплюють два безконечні, вільно зависаючи тягові ланцюги 5 із закріпленими ковшами 6. У процесі роботи при одночасному русі базового тягача і ковшів кожний ківш зрізає стружку постійного перерізу, яка наповнює його. У верхньому положенні, обходячи ведучу зірочку 4, кожний ківш перекидається, висипаючи вміст на стрічковий відвальний конвеєр уліво чи вправо; можна також висипати ґрунт відповідно справа чи зліва від траншеї.

З робочого положення в транспортне машина переводиться гідроциліндром. При втягуванні штока гідроциліндра 1 верхня частина ківшової рами 7 переміщується вліво, а нижня піднімається. Цим же гідроциліндром регулюється і фіксується глибина траншеї. Якщо її треба поглибити, збільшують ковшову раму та тягові ланцюги й встановлюють більше ковшів.

Як змінне обладнання на ланцюгових траншейних екскаваторах монтують ланцюгові укісоутворювачі ( рис.11, в, г). Між ківшовою рамою 7 та верхньою віткою тягового ланцюга 5 на осі встановлено поворотний важіль 12, до кінців якого прикріплено ланцюги 11 укісоутворювача. Другі кінці цих ланцюгів закріплено на кривошипах 10, виготовлених на натяжних зірочках 8. На ланках ланцюга є ножі. У процесі роботи кривошипи обертаються, важіль 12 хитається, ланцюг здійснює просторові переміщення, порушуючи ножами схили. Осипаний ґрунт виноситься на поверхню ковшами.

Основні недоліки ланцюгових траншейних екскаваторів: висока енергомісткість копання; низька довговічність ланцюгів, які працюють в абразивному середовищі; порівняно невисока продуктивність.

Рис.11. - Ланцюговий багатоковшовий траншейний екскаватор:

a -- конструктивна схема; 6 -- поздовжній переріз зрізаної cтружки; в вид з боку робочого органу; г -- схема ланцюгового укісоутворювача; 1-- гідроциліндр піднімання та опускання робочого органу; 2 -- рама; 3 -- стрічковий відвальний конвеєр; 4,8 -- ведуча і натяжна зірочки; 5-- тяговий ланцюг; 6--ківщ; 7--ківшова рама; 9-- жорстка тяга; 10 -- кривошип; 11 -- ланцюг укісоутворявача; 12 поворотний важіль

Здобич глини роторним екскаватором

Розрізняють роботу екскаватора з черпанням з глибини виїмки і черпанням з верху укосу. При черпанні глини з глибини виїмки екскаватор розташовується на поверхні уступу над глинами, що розробляються. Ковшова рама встановлюється під деяким кутом до уступу.

При радіальному черпанні екскаватор, що знаходиться на краю забою, черпає глину з його схилу під час пересування назад і вперед уздовж забою. Ковші зрізають невеликий шар глини (5--6 см) по всій довжині уступу, а потім ковшова рама опускається в глибінь забою на величину, рівну товщині шару, що зрізається. Переміщення рами вниз відбувається за рахунок обертання навкруги шарнірної осі.

Після того, як кут нахилу поверхні забою доходить до встановленої межі, екскаватор переміщається на наступну стоянку.

При радіальному переміщенні рами черпання відбувається не по всій довжині ковшової рами. Цей спосіб використовують за наявності однорідної сировини і не застосовують при розробці забою, складеного різнорідними шарами глини.

Робота з нижнім черпанням більш продуктивна, ніж з верхнім, оскільки коефіцієнт наповнення ковша в першому випадку на 15--20% вище.

При паралельному черпанні кут нахилу ковшової рами відповідає граничному куту укосу забою. Черпання відбувається одночасно по всій товщині копалини. Для роботи екскаватора по цьому методу між робочою частиною і плечем рами вставляється проміжна ланка, що є відрізком ковшової рами.

Одноковшеві екскаватори застосовують частіше всього в кар'єрах, де глина однорідна по всій глибині залягання | пласта. Екскаватор черпає глину ковшем місткістю від 0,5 до 2 м і передає її в транспортні засоби. При використовуванні конвеєрного транспорту глину вантажать на конвеєри через вантажні бункери, місткість яких повинна не менше 1,5--2-кратній місткості ковша екскаватора.

Роторні екскаватори частіше за все застосовують при селективній здобичі глин.

Розробку глини ведуть зверху вниз. При обертанні роторного колеса ковші входять в шар глини і відділяють смужку (стружку) глини. Залежно від густини глин товщина стружки може бути 50--200 мм.

Послідовно обробляючи кожний шар, роторне колесо опускається до підошви уступу, тобто на його повну потужність.

Забій роторного екскаватора може бути розташований з торця уступу (частіше всього) або з боку укосу уступу.

Виїмка глин роторним екскаватором здійснюється вертикальними і горизонтальними стружками. При валовій розробці і селективній виїмці глин застосовують розробку вертикальними стружками, а відробіток забою і зачистку підошви забою -- горизонтальними стружками (мал. 12). Здобута глина поступає на стрічковий конвеєр і останнім подається в транспортні засоби.

На багатьох кар'єрах застосовують малолітражні роторні екскаватори, що мають висоту черпання 5--7,5 м, що дозволяє проводити одноуступну розробку глин.

Якщо роторні екскаватори мають спеціальну транспортерну стрічку, ними можна розробляти глини взимку.

Роторні екскаватори володіють більш високою продуктивністю в порівнянні з багатоковшевими і одноківшовими.

Мал. 12. Розробка роторним екскаватором пластів горизонтальними шарами

В процесі експлуатації родовища необхідно постійно стежити за станом укосів, щоб вчасно попередити самообвалення порід. Необхідно спостерігати за появою різних прошарків серед глин, оскільки вони можуть служити причиною порушень стійкості укосів.

Спостереження ведуть також за зміною кута укосів, появою на укосах тріщин і здуття. Постійно фіксують стан грунтових вод, щоб вжити заходів для своєчасного їх відведення.

Роторні екскаватори

Роторні екскаватори найчастіше виготовляють за напівпричіпною схемою (рис13.). До задньої частини базового трактора 1 прикріплюється вертикальна рама -- напрямна 4, в якій на котках може пересуватися передня частина роторної рами 8. На останній на котках 7 встановлено ротор 11, де змонтовано ковші 5. Коли екскаватор рухається поступально, а ротор обертається, кожний ківш зрізає серповидну стружку, заповнюється грунтом, транспортує його вгору, перевертається, висипаючи ґрунт на стрічковий конвеєр, який відкидає його вбік, утворюючи валик, паралельний траншеї. Щоб ґрунт передчасно не висипався з ковша, на роторній рамі закріплюють радіусну напрямну 13.

У процесі роботи роторна рама передньою частиною спирається на базовий трактор, а задньою -- на пневматичні колеса 9. Для зачищення і згладжування дна траншеї призначений зачисний башмак 10. Якщо треба копати траншею зі схилами, на роторній рамі встановлюють ножові укісоутворювачі 12.

Рис. 13 - Роторний траншейний екскаватор:

а -- конструктивна схема; б -- поздовжній переріз стружки; в -- вид з боку робочого органу; 1 -- базовий трактор; 2 -- гідроциліндр піднімання та опускання роторної рами;

З-- ланцюг; 4,8 -- напрямна і роторна рами; 5 --ківш; 6 -- відвальний стрічковий конвеєр; 7-- коток; 9 -- пневматичне колесо; 10 -- зачисний башмак; 11 -- ротор; 12 -- ножові укісоутворювачі; 13 - напрямна

Транспортування глини з кар'єру на підприємства

Для транспортування глини на кар'єрах широко застосовують автотракторний, рейковий і рідше конвеєрний транспорт.

Автотракторний транспорт найбільш простій, надійний і маневрений. При розробці глини екскаваторами з невисокою продуктивністю раціонально використовувати автосамоскиди вантажопідйомністю до 10 Т (мал. 14, а), екскаваторами високої продуктивності -- великовантажні причепи з тягачами (мал. 14,6).

Рейковий транспорт (мал. 14, в) застосовують на деяких кар'єрах. Глину завантажують у вагонетки, для відкатки яких використовують мотовози і електровози.

Вагонетки використовують декількох типів. На мал. 14, д показана самоперекидна вагонетка. Місткість кузовів таких вагонеток від 0,75 до 1,5 м3 (Т-14 і Т-89). В кар'єрах підвищеної продуктивності використовують вагонетки Т-54 з перекидною платформою місткістю 2,5--5 м3 (мал. 14, е).

Для пересування кар'єрних вагонеток застосовують мотовози МУ-Т/2, ТУ-3/4 і МКД-35 і електровози 7КР-1, 10КР-1, 14КР-1

Мал. 14. Кар'єрний транспорт: а -- автосамоскид, б -- великовантажний причіп з тягачем, в -- рейковий транспорт з відкаткою вагонеток, г -- стрічковий конвеєр, д -- перекидна вагонетка, е -- вагонетка платформеного типу

Конвеєрний транспорт (мал. 14, г) створює умови для безперервної роботи устаткування здобичі. Проте за несприятливих атмосферних умов намокла глина прилипає до стрічки конвеєра, а при негативних температурах стрічка втрачає еластичність, що утрудняє його роботу.

Перед пуском в роботу кар'єрних механізмів і початком руху машин і інших видів транспорту необхідно подавати звукові або світлові сигнали, із значеннями яких повинні бути ознайомлений всі працюючі.

Размещено на Allbest.ru