Карьеры по добыче речного песка. Схема производства, описание

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки, молодежи и спорта Украины

Контрольная работа №1

по дисциплине производственная база строительства

на тему: «Карьеры по добыче речного песка. Схема производства, описание»

Содержание

1. Речной песок и способы его добычи

1.1 Открытый способ добычи

1.2 Подводная добыча песка

1.3 Гидромеханическая добыча песка

2. Особенности механизации добычи речного песка

1. Речной песок и способы его добычи

Природный песок добывается в песчаных и песчано-гравийных карьерах. Получение песка в последних связано с сортировкой песчано-гравийной смеси.

По условиям залегания месторождений песка, как и других полезных ископаемых, карьеры подразделяются на косогорные, равнинные и водные. Косогорными называют карьеры, располагающиеся на склонах возвышенностей. В этом случае место добычи песка выше транспортных путей и окружающей местности. Такие карьеры всегда сухие. В равнинных карьерах песок залегает ниже поверхности земли и иногда ниже уровня грунтовых вод. Такие карьеры могут быть сухими или обводненными. В зависимости от способа разработки песка карьер либо осушают посредством водоотвода, дренажа, либо, наоборот, обводняют для последующей добычи песка. В водных карьерах песок добывают из-под слоя воды в руслах рек, в озерах и других водоемах.

Таким образом, песок в карьерах добывают или открытым способом, или подводной разработкой.

1.1 Открытый способ добычи

Открытый способ добычи песка наиболее распространен.

Залежи песка в месторождении, как правило, скрыты под слоем почвы, а также глинистых и других пород. Этот слой называют вскрышей, а отношение его объема к объему полезного ископаемого ( в данном случае песка) -- коэффициентом вскрыши.

Вскрышные работы, т. е. удаление вскрыши за пределы карьера и обнажение залежей полезного ископаемого, производят заблаговременно во избежание загрязнения добываемого песка нежелательными примесями.

В практике выполнения вскрышных работ в карьерах применяют несколько вариантов совместной работы драглайна и бульдозера. Применяют схемы, в которых разработка и перемещение вскрышных грунтов осуществляются бульдозером, а укладка грунта в отвал -- экскаватором (рис, 1, а); разработка вскрыши осуществляется экскаватором (рис.1, а); разработка вскрыши осуществляется экскаватором, а перемещение грунта в отвал -- бульдозером (рис. 1, б). На рис. 1, в показана комбинированная схема работ.

Рис. 1 Схемы вскрышных работ экскаватором, оборудованным драглайном а--укладка грунта в отвал экскаватором; б -- укладка грунта в отвал бульдозером; в--перекидка грунта экскаватором и разравнивание бульдозером; 1--3 -- проходки экскаватора

По первой схеме вскрышные работы выполняют в следующем порядке. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов на всей площади участка и перемещает его за пределы разрабатываемого участка непосредственно в отвал. С увеличением глубины выемки и при невозможности транспортировать грунт за пределы участка бульдозер перемещает вскрышные грунты до границ вскрываемого контура по всей длине его. Далее грунт перемещается в отвал экскаватором, который устанавливают за пределами вскрываемого участка. Перемещаясь по оси параллельно границе участка, экскаватор отсыпает перемещенный бульдозером грунт в отвал. Затем экскаватор устанавливают на этом отвале и он, двигаясь по оси, перемещает доставленный бульдозером грунт в отвал. Далее экскаватор, двигаясь по оси, расположенной непосредственно у границы вскрываемого участка, перемещает оставшийся в выемке грунт в отвал.

При такой схеме организации работ бульдозер вынужден транспортировать грунт к границе вскрываемого участка преодолевая длинные крутые подъемы, что снижает его производительность. Эта схема находит применение при разработке участков шириной 50…60м с глубиной залегания вскрышных пород 3…4 м.

При второй схеме с использованием экскаватора на разработке вскрышных пород, а бульдозера -- на отвалообразовании вскрываемый участок разбивают на проходки максимальной для данного экскаватора ширины. Разрабатывая грунт боковыми проходками, экскаватор перемещает его во временные отвалы. Бульдозер транспортирует грунт из временных отвалов в постоянные, расположенные за пределами вскрываемого участка. Из последней проходки экскаватор перемещает грунт в постоянный отвал. Существенным недостатком этой схемы является малоэффективный способ отвалообразования бульдозером, так как основной объем грунта в постоянном отвале размещается на большой площади. Бульдозер, как и в первом случае, вынужден преодолевать длинные и крутые подъемы, перемещаясь по разрыхленному грунту, что снижает его производительность.

Третья схема выполнения вскрышных работ (комбинированная) заключается в следующем. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов и транспортирует их за пределы вскрываемого участка в постоянный отвал. Затем вводят в работу экскаватор, который, передвигаясь вдоль откоса выработки, перемещает грунт, доставленный бульдозером к этому откосу, в отвал. Последующее перемещение грунта в отвал экскаватор производит, перемещаясь по отвалу. Высокий уровень стоянки экскаватора способствует увеличению объема отвала. Если в отвал нельзя уложить весь грунт, дальнейшее перемещение грунта в отвал осуществляет бульдозер.

Комбинированную схему выполнения земляных работ применяют при разработке участков шириной 30…40 м мощностью вскрышных грунтов 4…5 При этой схеме достигается высокая производительность обеих машин, входящих в комплект, так как бульдозер перемещает грунт на сравнительно небольшое расстояние без больших подъемов, а экскаватор разрабатывает разрыхленный грунт.

Рис. 2 Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске а -- засыпка пазух; 6 --разработка котлована под опускной колодец; 1-- грунт для засыпки пазух (отвал); 2 -- слон грунта, уплотняемые трамбовками; 3 -- шпальная клетка; 4 -- насыпь

Пример применения комбинированных схем вскрышных работ -- строительство канала Северный Донец--Донбасс, где почти вся разработка грунта на участках канала с песчаными грунтами выполнялась драглайнами.

После удаления вскрыши в карьере прокладывают траншеи для образования рабочих уступов и транспортных путей.

Высота уступа составляет 6 ... 10 м и более. Она связана с высотой черпания применяемого экскаватора. Если песок залегает в карьере более мощным слоем, то его добычу производят послойно. Ширина забоя также зависит от типа экскаватора и составляет 1,2 ... 1,3 его радиуса черпания.

Для разработки песка в открытых карьерах используют разнообразные экскаваторы, а также скреперы и другие машины.

Наиболее распространены одноковшовые экскаваторы с прямой лопатой (вместимость ковша 0,25 ... 15 м3). Высота черпания таких экскаваторов -- 6...30 м, радиус черпания -- 6 ... 40 м. Экскаваторы с прямой лопатой располагают на нижней площадке уступа, как и транспортные средства.

Экскаваторы-драглайны отличаются тем, что их ковш совкового типа подвешен к стреле на канатах. Драглайн черпает ниже уровня своей стоянки, поэтому может работать на верхней площадке карьера.

Все большее применение находят многоковшовые (многочерпаковые) экскаваторы. Цепные многоковшовые экскаваторы представляют собой конвейер с непрерывно движущимися вдоль откоса черпаками. Выгрузка черпаков производится при их опрокидывании на ленточный транспортер. Вместимость черпаков невелика, но их в цепи до 40 шт., поэтому при непрерывной работе обеспечивается высокая производительность. Ковшовая (черпаковая) рама цепного экскаватора может располагаться под различным углом как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора с обслуживанием транспорта на нижней или верхней площадке уступа.

Если песок в месторождении неоднороден и залегает слоями, отличающимися по крупности зерен, то при добыче многоковшовым экскаватором зерновой состав песка усредняется перемешиванием в пределах высоты разрабатываемого уступа, что является положительным фактором.

Кроме цепных используются роторные многоковшовые экскаваторы, рабочим органом которых является вращающееся на конце стрелы роторное колесо с черпаками. Из черпаков добытый песок выгружается на ленточный транспортер, расположенный внутри стрелы и подающий песок в бункер, транспортные средства или отвал. Роторные экскаваторы удобны для послойной разработки песка.

Преимуществами многоковшовых экскаваторов перед одноковшовыми являются: непрерывность рабочего процесса экскавации, ровная загрузка транспортных средств, большая производительность на 1 т массы, меньший удельный расход энергии.

Разработка месторождений песка ведется строго по карте, составленной на основании детальной геологической разведки. Качество и однородность песка систематически контролируются. Участки некачественного песка обходятся или разрабатываются с вывозкой в отвал.

Основным видом карьерного транспорта являются автосамосвалы и автотягачи с прицепами и полуприцепами (полуприцеп в отличие от прицепа имеет только одну ось, а передней частью опирается на сцепное устройство тягача). Используются также самосвалы-троллейвозы с электродвигателями, питаемыми электроэнергией по троллейным проводам на переносных опорах; тракторы с саморазгружающимися прицепами; железнодорожный транспорт (мотовозы, электровозы, саморазгружающиеся вагоны и платформы); подвесные канатные дороги и т. д.

В ряде случаев очень эффективен конвейерный транспорт в виде непрерывной поточной линии ленточных транспортеров, особенно в сочетании с роторными или цепными многоковшовыми экскаваторами. Применение конвейерного транспорта обеспечивает непрерывность работы экскаваторов, повышая их производительность на 35 ... 50%, упрощает автоматизацию управления и производства, снижает капитальные затраты и себестоимость добычи песка. Имеется опыт эксплуатации как внутрикарьерного, так и дальнего, многокилометрового конвейерного транспорта от карьера к потребителю продукции.

1.2 Подводная добыча песка

Подводная добыча песка со дна водоемов в обводненных карьерах может производиться с помощью экскаваторов-драглайнов, канатных скреперов, землечерпалок, но наиболее эффективен гидромеханизированный способ добычи.

Для разработки подводных месторождений используют плавучие установки, называемые землесосными снарядами или земснарядами. Они представляют собой понтон, перемещаемый и фиксируемый в определенной позиции с помощью тросов, якорей и свайных устройств. На понтоне располагается землесос -- мощный насос центробежного типа. На дно опускается всасывающее устройство землесоса и при необходимости механический рыхлитель. Землесос и рыхлитель работают совместно, причем разрыхленный песок вместе с водой засасывается в трубу и в виде пульпы (гидросмеси) транспортируется по плавучему пульпопроводу, собираемому из звеньев труб на поплавках.

Кроме центробежных землесосов для добычи и перекачки пульпы используют гидроэлеваторы, работающие по принципу эжектора.

Пульпа транспортируется в гидроотвалы -- специальные складские площадки на берегу, откуда вода стекает в водоем. При этом одновременно производится отмывка песка от пылевидных и глинистых примесей, его обогащение и фракционирование.

1.3 Гидромеханизированная добыча песка

Гидромеханизированная добыча песка применяется не только для добычи песка со дна рек или других водоемов, но и в обводняемых равнинных карьерах.

Месторождения песка, расположенные выше уровня воды, можно разрабатывать с помощью гидромониторов. Гидромонитор представляет собой управляемый трубчатый ствол конического профиля с узкой насадкой на конце. Вода, подаваемая насосной станцией из ближайшего водоема, выбрасывается через гидромонитор плотной струей с большой скоростью. Гидромониторы, используемые в горнорудной промышленности, способны разрушать высоконапорной струей воды даже прочные скальные породы. Для добычи же песка достаточно давления воды 0,3 ... 0,5 МПа.

Гидромониторы в забое размывают залежь песка, и образующаяся пульпа стекает в гидроотвалы самотеком, если обеспечен требуемый уклон, или транспортируется по трубам землесосом.

2. Особенности механизации добычи речного песка

Пластообразованные залежи рыхлых пород, состоящие из смеси песка (более 50%), гравия и валунов, называются песчано-гравийными месторождениями. При содержании песка в смеси менее 50% месторождения называют гравийно-песчаными.

Гравийный материал получают сортировкой природных гравийно-песчаных смесей. Для дорожного строительства используют гравий размерами 5-10, 10-20, 20-40 и 40-70 мм.

Содержание слабопрочных пород (предел прочности при одноосном сжатии менее 20 МПа) не должно превышать 10% по массе. Количество глинистых, илистых и пылеватых частиц не должно превышать 1% по массе. Гравий не должен содержать более 15% зерен пластинчатой или игольчатой формы.

Технология, механизация и организация добычи должна обеспечивать выпуск продукции достаточного ассортимента при минимальных затратах на производство.

Разработка рыхлых пород включает в себя следующие технологические процессы: - удаление вскрышных пород; - добычу материала и его транспортирование на дорогу или КДЗ для обогащения.

Песчаные и гравийно-песчаные толщи разрабатывают одно- и многоковшовыми экскаваторами, одноковшовыми погрузчиками, одним или несколькими уступами в зависимости от мощности полезного слоя. Максимально допустимая высота уступа равна 1,5 высоты его резания. Добытый материал погружают непосредственно в транспортное средство или через бункер-накопитель доставляют к месту потребления (рис. 3.3).

Карьерный транспорт имеет ряд особенностей, отличающих его от транспорта общего назначения:

-пункты погрузки и разгрузки постоянно меняют положение, следуя за фронтом горных работ, что требует периодического перемещения транспортных коммуникаций (автомобильных дорог) и оборудования (ленточные конвейеры и т. п.); - карьерные транспортные средства (автомобили) должны преодолевать большие подъемы при выезде из карьера; - высокопроизводительное экскавационно-погрузочное и транспортное оборудование требует взаимного согласования параметров.

Рис. 3 Схема выемки и погрузки материала в автомобили-самосвалы экскаватором: 1,2-- соответственно оси перемещения экскаватора и автомобиля-самосвала; Rn-- радиус погрузки экскаватора

Фронтальные погрузчики на пневмоходу работают в забое более эффективно по сравнению с экскаваторами. Они самостоятельно могут доставлять материал в ковше на расстояние до 300 м для загрузки бункеров или автосамосвалов.

Необводненные месторождения при благоприятных условиях, в частности при наличии воды вблизи месторождения и дешевой электроэнергии, разрабатывают гидромеханизированным способом. Этот способ может быть применен и при выполнении вскрышных работ.

Рис. 4 План обводненного карьера: 1 -- отвал гравийно-песчаной смеси; 2 -- экскаватор-драглайн; 3 -- карьер

речной песок добыча драглайн

Обводненные месторождения, расположенные в пойменных трассах, в руслах рек, на прибрежных участках озерных и морских бассейнов, разрабатывают экскаваторами-драглайнами или земснарядами, оборудованными погружными насосами.

Размещено на Allbest.ru