Основы горного дела

17.Сформулируйте основные принципы формирования комплексов оборудования

Комплексы карьерного оборудования можно подразделить на шесть классов (табл. 8.5). При наличии выемочно-погрузочного оборудования непрерывного действия их называют выемочными, а при выемочно-погрузочном оборудовании цикличного действия экскаваторными. Вскрышные комплексы обязательно оснащают средствами механизации отвальных работ, а добычные - средствами механизации разгрузочных работ.

18.Что понимают под антропотехническим комплексом?

Горное производство представляет собой антропотехническую систему. В качестве системного элемента следует рассматривать элементарный антропотехнический комплекс (АТ-комплекс) - единичный технический объект, рассматриваемый совместно с персоналом, обеспечивающим выполнение заданных производственных операций [31].

Горные работы на карьерах технологически построены таким образом, что каждая стадия изменения состояния массива или свойств горных пород в процессе их переработки требует функционирования определенного элементарного АТ-комплекса, обладающего своим потенциалом. В производственном процессе та или иная последовательность использования разнородных элементов АТ-комплексов в сопряженной работе проявляет в них системообразующее свойство «дополнять друг друга, применяя совокупный потенциал.

19.В каком случае применяют механическое рыхление массива?

Механическое рыхление предпочтительно при выемке пород скреперами, бульдозерами, одноковшовыми погрузчиками и экскаваторами с вместимостью ковша до 2,5-3,2 м3 на карьерах с годовой производительностью до 5-7 млн. т. Мощность базового тягача зависит от крепости и трещиноватости пород.

20.Что понимают под экономически целесообразной производительностью карьера?

Экономически целесообразная производительность карьера обеспечивает получение наилучших технико-экономических показателей. Ее обосновывают путем анализа графиков режима горных работ для разных вариантов производительности карьера по полезному ископаемому. При этом используют критерии оценки динамических горно-экономических задач: чистый дисконтированный доход, индекс доходности инвестиций, внутренняя норма доходности инвестиций, срок окупаемости инвестиций.

9.Разработка горизонтальных и ПОЛОГИХ месторождений

1. Укажите, в каких случаях при отработке горизонтальных и пологих залежей применяют продольные и поперечные системы разработки

При вытянутой форме карьерных полей широко распространены продольные и поперечные системы разработки с параллельным подвиганием фронта работ.

2. Поясните, когда следует использовать веерные и кольцевые системы разработки

Веерные системы разработки получили широкое распространение при разработке россыпей, так как позволяют увеличить объемы пород, размываемых с одной установки землесоса.

Кольцевые системы разработки применяют на округлых месторождениях с ограниченными размерами в плане при использовании автотранспорта. Вскрышные породы перемещают во внешние и внутренние отвалы, поскольку вместимость последних недостаточна для размещения всего объема вскрыши.

При разработке относительно коротких рудных тел округлой формы характерно радиально-круговое развитие горных работ (кольцевые системы разработки) с подвиганием фронта работ от центра к флангам, а на куполообразных залежах - и от границ карьерного поля к центру.

3. Сформулируйте принцип, положенный в основурасчетов элементов системы разработки или рабочих параметров оборудования при перевалке вскрыши в выработанное пространство

Технологические схемы с перевалкой вскрыши в выработанное пространство мощными драглайнами и вскрышными мехлопатами наиболее экономичны.

Для достижения равномерного подвигания фронта работ ширина породной заходки Ав (м) равна или кратна ширине добычной Ад (м), что обусловливает жесткую взаимосвязь между вскрышным и добычным оборудованием. При взрывном разрушении пород приведенное соотношение поддерживают между буровыми заходками, то есть ширина породной буровой заходки равна ширине добычной буровой заходки или экскаваторной заходке, если там не ведутся буровзрывные работы.

4. Укажите, почему возникает необходимость кратной перевалки пород вотвалы

При большой мощности вскрыши и пласта полезного ископаемого рабочие размеры даже самых крупных экскаваторов могут быть недостаточными для непосредственной укладки породы в выработанное пространство. Поэтому при отсыпке первичного отвала неизбежно заваливают откос или площадку добычного уступа, что обусловливает неизбежность переэкскавации породы вторым драглайном (рис. 9.3), реже - основной машиной, располагаемой в этом случае на предотвале. Объем переэкскавируемой породы Vпер (м3) находят аналитическим или графическим методами, исходя из необходимости освобождения от породы полосы а.

5. Что такое коэффициент переэкскавации?

Коэффициент переэкскавации

Kпер = Vпер/Vв, (9.13)



Обычно Kпер не превышает единицы, однако при многократных перевалках могут стать эффективнее транспортные технологические схемы. Экономически целесообразное значение коэффициента переэкскавации находят по формуле

, (9.15)

где Ст- затраты на транспортирование. 1 м3 породы в отвалы; Со - себестоимость непосредственной перевалки 1 м3 вскрыши; Спер- себестоимость переэкскавации 1 м3 вскрыши.

6. Перечислите достоинства и недостатки выемочно-отвальных комплексов

Выемочно-отвальные комплексы отличает от экскаваторно-отвальных разделение функций выемки и перемещения породы в отвал между разными типами машин: многоковшовыми экскаваторами и консольными отвалообразователями или транспортно-отвальными мостами. К их достоинствам относят: непрерывность производственного процесса, высокие коэффициент использования оборудования во времени и производительность труда, улучшение устойчивости отвальных откосов из-за возможности управления общим углом их заложения. Основной недостаток: простои комплексов при низких температурах, что требует резерва запасов (зимних запасов).

7. Приведите соображения, исходя из которых устанавливают радиус разгрузки консольного отвалообразователя и необходимую высоту отвала

Необходимый радиус разгрузки отвалообразователя (м):

Rр ?Hо·сtgво + а+ h·сtg б + В + дп + Т +0,5·Ш -е, (9.16)

где В - ширина полосы зимних запасов, м; Ш - ширина ходовой части отвалообразователя с учетом перемещения лыж при его повороте, м; е - выброс породы с барабана отвалообразователя, м.

8. Охарактеризуйте условия применения транспортно-отвальных мостов

Технологические комплексы с транспортно-отвальными мостами применяют на карьерах большой производительностью (не менее 25-30 тыс. м3/сут) при разработке горизонтальных и пологих (угол падения до 2-3є) пластовых залежей мощностью 5-20 м с большими запасами полезных ископаемых, покрытых рыхлыми отложениями мощностью до 40-60 м. Основные недостатки: громоздкость и значительная стоимость оборудования, большой объем горно-капитальных работ, сезонность работы.

9. Поясните, как находят длину пролетного строения и отвальной консоли транспортно-отвального моста

При расположении обеих опор в пределах рабочей зоны (схема а)

Lк =(П-f)+h1·ctgб+a + Ho·ctgвo; (9.22)

Ln = l+H1·ctgв+c + B+h2·ctgб+f, (9.23)

где П - ширина рабочей площадки на кровле нижнего добычного уступа, зависящая от схемы размещения транспортных коммуникаций, м; f - расстояние от оси опоры моста до нижней бровки верхнего добычного уступа, определяемое конструкцией ходового устройства моста, м; h1 и h2 - высота добычных уступов (h2 принимают обычно минимальной- 1,5-2,5), м; l -расстояние от оси опоры моста до верхней бровки уступа (зависит от конструкции ходового устройства, рабочих параметров экскаватора и устойчивости пород), м; с-ширина бермы на втором добычном уступе, определяемая в соответствии с конструкцией и расположением добычного экскаватора или по правилам безопасности, м.

10. Перечислите достоинства и недостатки транспортных технологических схем

Технологические схемы с перемещением вскрыши средствами транспорта наиболее универсальны. В них нет жесткой зависимости между параметрами оборудования, мощностью покрывающих пород и элементами систем разработки, поэтому последние устанавливают исходя из экономических соображений. Основная проблема - выбор рационального сочетания оборудования по всему технологическому циклу.

К основным отличительным особенностям транспортных технологических схем относят: независимость вскрышных и добычных работ, возможность интенсификации подготовки к выемке значительных запасов полезного ископаемого, рассредоточенность горных работ, наличие транспортных коммуникаций на рабочих горизонтах.

11. Сформулируйте принципы установления высоты уступов внутренних отвалов при перемещении вскрыши железнодорожным транспортом

Высотные отметки рабочих горизонтов на породных и отвальных уступах устанавливают с таким расчетом, чтобы избегать движения груженых составов на подъем. Высоту уступов внутренних отвалов, если позволяют условия устойчивости, принимают кратной высоте вскрышных уступов. При работе на уступе двух портальных цепных или нескольких одноковшовых экскаваторов экономически целесообразны схемы путевого развития с независимым обменом составов, для чего два пути располагают по всей длине уступа.

12. Охарактеризуйте схемы вскрытия горизонтов при перевозке горной массы автосамосвалами

Технологические комплексы с перемещением горной массы автотранспортом широко применяют при разработке залежей ограниченных размеров и неправильной конфигурации. Возможны любые системы разработки. Отвалообразование внутреннее, внешнее или комбинированное.

Схемы вскрытия весьма разнообразны. Как правило, один-два верхних горизонта вскрывают внешней траншеей, а остальные - внутренними траншеями с простой или петлевой формой трассы, располагаемыми на нерабочем борту. Вскрытие вытянутых пологих залежей осуществляют системой временных съездов по рабочему борту карьера с перевозкой пород в рассредоточенные внешние отвалы [30]. Ширину заходок и рабочих площадок, высоту уступов, скорость подвигания фронта работ, производительность комплексов рассчитывают так же, как и при углубочных системах разработки.

13. Перечислите условия, при которых возможна отработка вскрышной толщи наклонными слоями с перемещением вскрыши конвейерами

На карьерах производится при большей, чем высота черпания выемочно-погрузочного оборудования, мощности толщи горных пород. Уступ разрабатывают горизонтальными, наклонными или крутыми слоями. Слоевую выемку горизонтальными слоями применяют в основном для разработки полускальных горных пород и осуществляют с помощью рыхлителей и бульдозеров. При этом высокий уступ послойно рыхлят, разрыхлённые горные породы сталкивают под откос. Далее они перемещаются под собственным весом к подошве уступа, где их отгружают на средства транспорта экскаваторным оборудованием.

Слоевая выемка наклонными слоями применяется в основном для разработки мягких горных пород с использованием бульдозеров, скреперов и малогабаритных роторных экскаваторов.

Слоевая выемка уступа крутыми слоями в отличие от вышеприведённых способов предусматривает гравитационное перемещение пород по подошве слоя, в связи с чем угол её наклона близок к углу естественного откоса разрыхлённых пород. Толщина слоя зависит от применяемого оборудования и составляет: до 0,5 м -- для виброклиновых установок, до 1 м -- для фрезерных экскаваторов, до 5-6 м -- для обрушающе-погрузочных комплексов. По степени использования сил гравитации наиболее эффективным является применение последних видов оборудования. При этом обрушающий механизм, перемещаясь по уклону с помощью тяговых канатов, производит подрезку крутого слоя консольно расположенным штанговым рабочим органом. При определённой площади подрезки вертикальные блоки породы обрушаются на подошву слоя, рыхлятся и гравитационно перемещаются к подошве уступа. Скатившаяся разрыхлённая порода отгружается малогабаритной погрузочной машиной.

14. Укажите достоинства технологических схем с использованием мобильных комплексов непрерывного действия

К достоинствам технологических схем с использовавшем мобильных комплексов непрерывного действия следует отнести:

- отсутствие необходимости в предварительном рыхлении пород;

- возможность селективной выемки пластов мощностью менее 25 см, чем достигается полнота выемки и улучшение качества добытого сырья;

- наличие ровной поверхности после отработки, что предохраняет колёсные транспортные средства от излишнего износа;

- возможность отработки наклонных пластов;

- высокая маневренность, обеспечивающая хорошую приспособляемость к конкретным условиям работы.



10. Разработка наклонных и Крутопадающих залежей

1.Укажите главную особенность развития горных работ на карьерах, разрабатывающих крутопадающие и наклонные залежи

Главной особенностью горных работ на месторождениях этого типа является понижение рабочей зоны карьера. По мере отработки запасов полезного ископаемого, это обусловливает необходимость регулярного вскрытия и подготовки новых горизонтов и не позволяет (за редким исключенном) применять внутреннее отвалообразование. Кроме того, рабочая зона включает несколько уступов, числокоторых не остается постоянным. Невозможно выделять породные и добычные уступы. Они, как правило, смешанные. Следовательно, один и тот же экскаватор в пределах одного уступа и даже блока может периодически вести выемку и вскрышных пород, и полезного ископаемого.

2.Поясните, почему по мере понижения горных работ возрастает трудность разработки пород. Каким образом изменяется протяженность фронта работ и количество работающих на уступе экскаваторов по мере углубки карьера?

По мере понижения горных работ возрастает трудность разработки пород даже одного минералогического состава, вследствие увеличения прочности и уменьшения трещиноватости массива. Растут также водоприток, требования к устойчивости бортов карьера и атмосферным условиям в нем.

При разработке углубочными системами нередки случаи, когда протяженность фронта работ на верхних горизонтах достигает 3-4 км, а число работающих экскаваторов на уступедвух-трех, а иногда и больше. На нижних горизонтах длина фронта уменьшается до нескольких десятков метров, а число экскаваторов - до одного, нередко отвлекаемого на проходку траншей,вследствие чего неизбежна частая переброска выемочно-погрузочных машин. При этом усложнено и управление качеством полезного ископаемого.

3.Сформулируйте достоинства и недостатки поперечной и продольной систем разработки

Особенность продольных и поперечных систем разработки - разнообразие вариантов начального положения и направления развития фронта уступов.

Поперечная система разработки в ряде случаев обеспечивает более устойчивый режим вскрышных и добычных работ без существенного увеличения объема горно-подготовительныхработ. На вытянутых пластообразных залежах малой мощности возможна перевалка пород за контур карьера в отвалы, расположенные на косогоре. По мере понижения рабочей зоны возникает необходимость переэкскавации части породы, оставленной на склоне у бровки уступа. Для карьеров, верхний контур которых выходит на склон возвышенности, типична продольная однобортовая система разработки. Подготовку горизонтов ведут разрезными полутраншеями. Контуры отрабатываемых уступов повторяют рельеф косогора. Характерно большое число вскрышных рабочих уступов с узкими площадками, в результате чего развал горной массы при взрывах перекрывает нижележащий горизонт. В этом случае применяют каскадные взрывы - взрывают несколько смежных горизонтов, что уменьшает простои оборудования

4.Охарактеризуйте условия применения кольцевой и веерной систем разработки

Кольцевые системы разработки по классификации акад. В.В. Ржевского характерны для отработки округлых карьерных полей.

В случае разработки сложных месторождений на каждом из участков применимы различные системы или отдельные варианты развития фронта в зависимости от изменения горно-геологических условий и масштаба горных работ. Системы разработки могут меняться и по мере углубки карьера.

Добычу полезного ископаемого и удаление вскрыши при углубочных системах разработки осуществляют в основном с помощью карьерных экскаваторов-мехлопат в сочетании с автомобильным, железнодорожным, реже с конвейерным транспортом.

5.Поясните, какие факторы влияют на выбор формы трассы внутренних траншей при использовании железнодорожного транспорта

Для вскрытия наклонных и крутопадающих залежей широкое распространение получили внутренние траншеи с простой н сложной формой трассы, а также выработки смешанного заложения, когда верхние горизонты вскрыты внешними, а остальные - внутренними траншеями. Простая форма трассы съездов характерна для вскрытия горизонтов в карьерах глубиной до 60-100 м, разрабатывающих вытянутые залежи. Неизменное направление движения транспортных средств, простая конструкция раздельных пунктовна участках примыкания обеспечивают высокую пропускную и провозную способность трассы. Примыкание к рабочим горизонтам, как правило, на горизонтальных площадках.

6.Укажите особенности вскрытия глубоких и мощных карьеров с железнодорожным транспортом при равнинном рельефе поверхности

Вскрытие тупиковыми внутренними траншеями (рис. 10.2) типично для комплексов с железнодорожным транспортом, когда размеры карьера в плане и его глубина не обеспечивают размещение на одном из бортов выработок с простой формой трассы. Для организации поточного движения поездов на уступах карьеров большой производственной мощности устраивают телескопические разъезды (рис.10.2,б), ступенчатые (рис.10.2, в) съезды, или прибегают к вскрытию парными системами траншей (рис.10.2,а).Одним из основных технических направлений в проектировании глубоких и мощных карьеров, использующих железнодорожный транспорт, при равнинном рельефе поверхности является вскрытие внешними траншеями глубокого заложения (Нт = 50-100 м). Фланговое их расположение позволяет устраивать стационарные коммуникации на нерабочем борту и прямые заезды на горизонты рабочего борта. Число траншей должно быть не меньше двух, а их транспортные коммуникации необходимо соединять на некоторых горизонтах и, что особенно важно, с общим разъездом (станцией), размещенным внутри карьера. Глубина каждой из траншей должна быть разной, чтобы осуществить охват по возможности большей части рабочей зоны и сократить внутрикарьерные перевозки горной массы

7.Приведите характерные особенности вскрытия нагорных карьеров

Вскрытие горизонтов нагорных карьеров имеет следующие отличительные особенности. Обычно применяют отдельные и групповые внешние полутраншеи. Горизонты, объединенные одним транспортным выходом, соединяют между собой наклонными съездами. В стесненных условиях наиболее приемлемы общие внешние полутраншеи со сложной формой трассы, которые связаны с рабочими горизонтами соединительными горизонтальными полутраншеями. Для вскрытия глубинных зон используют системы автомобильных спирально-петлевых и железнодорожных спирально-тупиковых выработок. При сильно пересеченном рельефе района разрабатываемого месторождения целесообразны схемы вскрытия подземными выработками: стволами, рудоспусками, штольнями. Применяют также схемы вскрытия системами выработок для комбинированных автомобильно-конвейерного или автомобильно-скипового и железнодорожного видов транспорта

8.Когда горизонты карьера вскрывают скользящими и когда - временными съездами?

Поэтому зачастую прибегают к вскрытию горизонтов карьера скользящими съездами, располагаемыми на рабочих бортах. Свое название они получили потому, что по мере подработки экскаваторами периодически перемещаются (скользят) вместе с рабочими уступами к предельному контуру карьера, позволяя интенсивно наращивать его глубину в период строительства внешних и стационарных внутренних траншей. Вместе с тем они обладают и существенными недостатками: уменьшение уклона пути на площадке съезда, разделение рабочих уступов съездами на два подступа переменной высоты, увеличение объема буровых и путеукладочных работ. В результате пропускная способность скользящей траншеи на 12-15 % меньше, чем стационарной, а годовой грузооборот ниже на 15-20%.

В качестве альтернативы на многих железорудных карьерах получили широкое распространение временные въездные траншеи, проходимые при взорванной горной массе.

Их проходят заблаговременно на любом участке фронта работ, а по мере расширения площадок ликвидируют без особых проблем. Дополнительные затраты на сооружение временных съездов окупаются за счет резкого сокращения расстояния транспортирования

9.Сформулируйте достоинства и недостатки поперечных систем разработки на карьерах с автотранспортом

Поперечная система разработки в ряде случаев обеспечивает более устойчивый режим вскрышных и добычных работ без существенного увеличения объема горно-подготовительныхработ. На вытянутых пластообразных залежах малой мощности возможна перевалка пород за контур карьера в отвалы, расположенные на косогоре. По мере понижения рабочей зоны возникает необходимость переэкскавации части породы, оставленной на склоне у бровки уступа.

10.Перечислите способы вскрытия месторождений при циклично-поточной технологии

Циклично-поточная технология в составе комбинированных комплексов основана на использовании конвейерного звена только для подъема горной массы на поверхность с дальнейшей перегрузкой непосредственно в приемный бункер обогатительной фабрики (полезное ископаемое) или в другой вид транспорта.

11.Охарактеризуйте особенности развития горных работ при конвейерных подъемниках, располагаемых на борту карьера

Конвейерные подъемники сооружают на борту карьера в крутых траншеях или располагают в наклонных стволах (рис. 10.4). Вскрытие наклонными стволами применяют при длительном сроке разноса рабочего борта до конечного или полустационарного положения, большом расстоянии перевозки при траншейном вскрытии. Стволы проходят за контуром карьера со стороны лежачего бока залежи или в ее торцовой части и соединяют с рабочими горизонтами через рудоспуски, реже через квершлаги. При вскрытии глубоких горизонтов крутыми полутраншеями перегрузочные пункты располагают на площадках уступов, а при вскрытии наклонными стволами - на площадках, реже в подземных выработках. Перегрузочные пункты оснащены бункерами, дробильными, реже грохотильными установками. Комплексы с первичным дроблением в карьере наиболее эффективны при разработке, руд, подлежащих обогащению при годовой производительности карьера 15-20 млн. т, при длительном сроке его службы (более 15-20 лет), глубине карьера свыше 100 м и расстоянии транспортирования до 4-6 км. Грохотильные установки рациональны при преобладании (95% и более) во взорванной горной массе кусков размером не более 500 мм.

12.Укажите достоинства и недостатки технологических комплексов со скиповым подъемом горной массы из карьера

Тоннели и штольни предназначены для движения колесного транспорта. Стволы оборудуют конвейерными или скиповыми подъемниками. Такая схема позволяет избежать пересечения подъемников с железнодорожными путями или автодорогами и создать транспортный выход, не зависящий от устойчивости бортов карьера. Вскрытие горизонтов нагорных месторождений рудоспусками в сочетании с подземными транспортными выработками возможно, начиная с первого периода эксплуатации, при крутых, склонах (более 20є) и значительной разнице отметок между добычными горизонтами и господствующей поверхностью. Наиболее распространены рудоспуски, расположенные внутри карьера.

13.Поясните, в каких случаях и с какой целью рабочие горизонты карьера вскрывают рудоспусками

Различают вертикальные, наклонные, ступенчатые и ступенчато - наклонные рудоспуски. Вертикальные рудоспуски наиболее надежны в эксплуатации, но при большой глубине в их нижней части происходит сильное самоуплотнение аккумулируемой горной мессы. Наклонные рудоспуски лишены этого недостатка, однако их стенки подвержены сильному износу и в них выше вероятность зависания горной массы. Ступенчатые и ступенчато-наклонные рудоспуски применяют в основном для снижения высоты падения кусков руды и соответственно их динамического воздействия на днище и выпускные устройства.

Число рудоспусков зависит от производительности карьера. Большей частью используют не менее двух выработок: одна находится в работе, другая - в резерве или срезается. Минимальное расстояниемежду ними - 20-100 м.

14.Перечислите достоинства и недостатки вскрытия горизонтов карьера стационарными системами траншей

15.Зависит ли длина экскаваторного блока от вместимости ковша (производительности) экскаватора?

Оптимальная длина экскаваторного блока возрастает с увеличением вместимости ковша экскаватора. Например, для экскаватора ЭКГ-8и она составляет 800-1000 м, а для ЭКГ-20 - 1400-2000 м. Исследованиями Е. Ф. Шешко установлено, что по условиям обмена железнодорожных составов на уступе рационально иметь не более трех экскаваторов при длине блоков 500-600 м и не более двух - при их протяженности 1200-1600 м.

16.Укажите, какие системы разработки применяют при округлых карьерных полях

Отработку округлых карьерных полей ведут кольцевыми центральными системами разработки с временными съездами. Изредка, например, при разработке месторождений алмазов, могут быть рациональны и веерные системы разработки со спиральной трассой стационарных траншей.



17.Дайте характеристику способам подготовки горизонтов

18.Чем объяснить, что технологические схемы с автотранспортом отличаются многообразием применяемых систем разработки?

19.Чем объяснить повышенное внимание, уделяемое в последние годы конвейерному транспорту?

20.С какой целью в одном грузопотоке используют несколько видов транспорта?

21.Сформулируйте особенности вскрытия рабочих горизонтов в случае применения автомобильно-конвейерного транспорта

Отечественный и зарубежный опыт строительства и эксплуатации конвейеров, располагаемых на борту карьера, свидетельствует о том, что в развитии горных работ можно выделить три этапа. На первом, до начала строительных работ, формируют постоянный борт по оси будущей трассы и ведут интенсивную (опережающую) углубку карьера в зоне установки перегрузочного пункта. В остальной части карьерного пространства горные работы осуществляют с максимальным подвиганием фронта. На втором этапе, ограниченном временем сооружения подъемника, горные работы в зоне строительства практически останавливают. На третьем этапе после ввода конвейера и эксплуатацию повышают интенсивность углубки карьера, в первую очередь, в зоне расположения перегрузочного пункта [20]. Шаг переноса перегрузочного пункта устанавливают по минимуму затрат на его монтаж и демонтаж, транспортирование и дробление горной массы. Его оптимальное значение составляет 40-100 м, а при грохотильных установках вдвое меньше.

22.Перечислите принципы, которыми следует руководствоваться при выборе места расположения скипового подъемника

Достоинства скипового подъемника: значительное сокращение расстояния транспортирования по борту карьера; подъем крупнокусковой горной массы без дополнительного дробления в карьере; надежность работы в любых климатических условиях; возможность полной автоматизации подъемной установки; низкая себестоимость перевозок. За счет движения автосамосвалов на коротком (до 1,0-1,5 км) плече откатки сокращается их парк, что уменьшает загазованность замкнутого карьерного пространства и улучшает условия труда. Недостатки: цикличность работы, разрыв грузопотока и необходимость двойной перегрузки, существенное снижение производительности с увеличением глубины карьера; сложность подготовки новых горизонтов; необходимость устройства специальных автомобильных съездов для доставки людей, материалов и оборудования. По данным Л. А. Сорокина, минимальная глубина карьера, при которой скиповой подъемник начинает успешно конкурировать с другими видами транспорта, зависит от конкретных горнотехнических условий и грузоподъемности скипа, составляя от 100 (40-тонные скипы) до 170 м (грузоподъемность скипа 120 т)Как правило, перегрузочный пункт обслуживает несколько горизонтов. Его оснащают бункерами-дозаторами, соответствующими вместимости скипа. Приемные и выпускные отверстия бункеров перекрывают лядами с электрогидравлическим приводом.

При отработке вытянутых наклонных залежей рациональны продольные однобортовые системы разработки с расположением крутых траншей на лежачем борту залежи. На крутых месторождениях используют продольные (рис. 10.5) или поперечные двухбортовые системы. В первом случае подъемники располагают в торцах карьера, а во втором - на его продольных бортах



11. Разработка месторожденийстроительных горных пород

1.Укажите особенности разработки песчано-гравийныхместорождений

Технологические схемы разработки месторождений этого типа и применяемое оборудование весьма разнообразны, вследствие различия горногеологических условий, производственной мощности и срока службы предприятий, а также отсутствия достаточно надежных и эффективных средств механизации производственных процессов.

2.Опишите способы вскрытия песчано-гравийных месторождений

Вскрытие песчано-гравийных месторождений обычно осуществляют внешними фланговыми или центральными одиночными и парными траншеями.

3. Поясните, какие комплексы целесообразно применять при разработке сухих и обводненных песчано-гравийных залежей

В сухих забоях возможно также диагональное расположение фронта работ, особенно в тех случаях, когда нужно увеличить его длину. В обводненных забоях предпочтительнее продольные заходки, так как в этом случае траектория движения ковша при черпании совпадает с направлением слоистости, что способствует лучшему внедрению в его масив.

4.Перечислите породы, из которых получают щебень

Наиболее качественный щебень получают из прочных магматических (гранит, базальт и др.) и метаморфических (гнейс, кварциты) пород.



5.Охарактеризуйте основные тенденции взрывного разрушения пород на щебеночных карьерах

Основные тенденции взрывного дробления пород для производства щебня те же, что и на других карьерах: многорядное короткозамедленное взрывание скважинных зарядов, широкий ассортимент ВВ. минимальное перемещение разнотипных и разносортных пород.

6.Приведите перечень технологических комплексов, используемых на щебеночных карьерах

Комплексы оборудования для переработки пород на щебень включают: дробилки для крупного, среднего и мелкого дробления; грохоты для предварительного грохочения между стадиями дробления, отбора загрязняющей мелочи, сортировки рядового щебня - на товарные фракции (с выделением фракции 0-5 мм), промывки и обезвоживания его;гидравлические классификаторы; моечное оборудование для промывки пород, содержащих глинистые частицы; питатели для подачи горной массы в дробилки и равномерной загрузки основного оборудования.

7.Дайте характеристику и область применения различных способов вскрытия месторождений облицовочного камня

Вскрытие месторождений облицовочного камня осуществляют: наклонными траншеями и полутраншеями; крутыми траншеями; без проведения траншей; подземным способом.

Наклонными траншеями вскрывают крупные, неглубокие месторождения с холмистым рельефом поверхности. Благоприятным фактором является наличие некондиционного камня на одном из флангов залежи, в месте заложения траншей или полутраншей. Величину продольного уклона вскрывающих выработок принимают с учетом конкретного вида транспорта, используемого для вывозки блоков и скола.

Вскрытие крутыми траншеями целесообразно на высокогорных месторождениях, когда необходимо обеспечить быстрый ввод карьера в эксплуатацию. Траншеи должны быть оборудованы специальными подъемными устройствами.

Бестраншейный способ вскрытия осуществим при использовании для подъема груза деррик-кранов, кабельных и козловых кранов. Его применяют при разработке глубоких залежей с небольшими размерами в плане. Козловые краны используюттолько на месторождениях с равнинным рельефом местности, а кабельные и деррик-краны могут работатьв любых условиях при возможности создания транспортного доступа к их опорам или мачтам.

Вскрытие подземными выработками приемлемо при большой мощности покрывающих пород и гористом рельефе местности, когда горизонты карьера можно вскрывать штольнями.

8.Как устанавливают высоту уступа на карьерах облицовочного камня?

Высоту уступа принимают в соответствии с требованиями правил безопасности, исходя из: способа отделения камня от массива; высоты блока, определяемой параметрами камнераспиловочного оборудования; трещиноватости или слоистости массива.

9.Укажите факторы, которые необходимо учитывать при определении ширины рабочей площадки на карьерах облицовочного камня

Ширина рабочей площадки связана со способом отделения камня от массива. Так, при использовании камнерезных машин совместно с гидроклиньями, НРС или взрывной отбойкой ширина рабочей площадки (м) на транспортном горизонте (рис. 11.4) составляет [21]:

, (11.1)

где А и Н - ширина и высота отделяемого камня, м; Пк = 6-12 - ширина полосы для размещения выемочно-погрузочного оборудования (при разбивке фронта работ на участки для выемки и разделки камня, погрузки блоков), м; Пс=17-25 - ширина полосы для движения транспорта и размещения вспомогательного оборудования, м.

Минимальная ширина рабочей площадки (м) на подуступе

Ш1 = А + Н + Пм, (11.2)

где Пм - габарит камнерезной машины, м.

10.Охарактеризуйте особенности подготовки горизонтов на карьерах облицовочного камня

Подготовка новых горизонтов включает не только создание необходимого фронта работ, но и образование не менее трех поверхностей обнажения. Поэтому при равнинном рельефе земной поверхности на каждом горизонте, кроме основной разрезной, проходят одну - две фланговые траншеи, а при холмистом (гористом) рельефе - основную и фланговую полутраншеи. На подготовке горизонта обычно занято то же оборудование, что и при отделении камня от массива. Проходку траншей ведут с таким расчетом, чтобы попутно получать товарные блоки.

11.Дайте структуру технологического цикла добычи стенового камня

Технологический цикл добычи стенового камня включает следующие процессы: вырезку (отделение камня от массива), съем, складирование, отгрузку и транспортирование готовой продукции, уборку, временное складирование, погрузку и транспортирование отходов камнепиления.

12.Поясните, что необходимо дополнительно учитывать при расчете ширины рабочей площадки на карьерах стенового камня?

При расчете ширины рабочей площадки предусматривают дополнительные полосы для размещения на них штабелей пакетов или поддонов с камнем, оставляемых для удаления влаги.

13.Укажите типы камнерезных машин, используемых для вырезки стенового камня, а также область их применения

Для вырезки камня используют камнерезные машины: с дисковыми пилами, барового типа и с кольцевыми фрезами. Дисковые пилы применяют для резания камня с усждо 1-25 МПа, баровые машины - при усж от 1 до 10 МПа, с кольцевыми фрезами - при усж= 20-60 МПа.



12. Технология и комплекснаямеханизацияразработки горных породгидравлическимспособом

1.Дайте описание технологии работ при размыве пород напорной струей

Воду подают насосом по водоводу к гидромонитору, из насадки которого ее под давлением и со скоростью до 80 м/с направляют на забой, обеспечивая разрушение пород. Отделенная от массива порода, смешиваясь с водой, образует гидросмесь (пульпу), которая по наклонной канаве (или почве уступа) стекает в пульпосборник (зумпф). Пульпу, содержащую полезное ископаемое, грунтонасосом (землесосом) транспортируют по пульпопроводу на обезвоживающие и обогатительные устройства, а пульпу, содержащую вскрышу, подают на гидроотвал. Осветленная вода через водосбросный колодец поступает к насосной станции для повторного использования. При наклонном рельефе поверхности пульпу транспортируют самотеком в открытых канавах или лотках.

2.Опишите конструкцию гидромонитора

В общем случае конструкция гидромонитора включает: ходовую часть (салазки), подводящий патрубок, шарниры, ствол и насадок (рис. 12.2). За счет шарниров ствол можно поворачивать в горизонтальной и вертикальной плоскостях, направляя струю воды в любую точку забоя. Отечественные гидромониторы выпускают с ручным и дистанционным управлением, несамоходные и самоходные. Рабочее давление у насадка составляет 1,5-3,0 МПа. Компактную, нераспыляющуюся струю создают за счет струенаправляющих внутренних ребер в стволе и насадка диаметром 52-220 мм с отшлифованной внутренней поверхностью.



3.Охарактеризуйте способы размыва пород уступа

Размыв пород уступа ведут попутным, встречным или встречно-попутным забоем (рис. 12.3). В первом случае гидромонитор устанавливают на верхней площадке уступа, и направление размыва совпадает с направлением движения струи воды. Оборудование при этом расположено на сухом месте, что облегчает работу обслуживающего персонала и передвижку гидромонитора. Размыв встречным забоем широко используют на вскрышных работах. Встречно-попутные забои характерны при двух гидромониторах. Трудноразмываемые породы предварительно рыхлят, используя для этой цели рыхлители, одноковшовые экскаваторы или энергию взрыва.

4.Укажите последовательность операций при гидромониторной разработке

Гидромониторная разработка пород включает следующие операции: подрезка забоя (образование вруба), смыв обрушенной породы, уборка недомыва, чистка канавок. При размыве попутным забоем недомыв меньше, так как струя воды, совпадая с направлением движения пульпы, способствует перемещению горной массы.

5.Перечислите системы разработки, применяемые при использовании гидромониторов

Подготовка горизонтов при гидравлической разработке - траншейная. Разрезные траншеи и полутраншеи одновременно являются и подготовительными, и вскрывающими выработками. Их проходят с использованием средств гидромеханизации. Начальный котлован для размещения гидромониторов и землесосов с размерами по дну 10Ч10 м обычно создают драглайнами. Возможно также бестраншейное, комбинированное вскрытие и вскрытие подземными выработками.

Выемку горных пород обычно ведут наклонными слоями, Разрабатываемый массив делят на выемочные блоки. Применяют однобортовые и двухбортовые продольные и поперечные, а также веерные системы разработки, снапорным, самотечным и самотечно-напорным транспортированием пульпы. Веерные системы разработки получили широкое распространение при разработке россыпей, так как позволяют увеличить объемы пород, размываемых с одной установки землесоса [30].

К достоинствам гидравлических методов разработки горных пород следует отнести: поточность технологического процесса, сокращение объемов горно-капитальных работ, сравнительно невысокую стоимость оборудования, возможность попутного обогащения полезного ископаемого.

6.Каково назначение и устройство землесосного снаряда?

Землесосный снаряд представляет собой плавучую землеройно-транспортирующую машину непрерывного действия, предназначенную для подводной разработки пород гидравлическим способом. Все оборудование - грунтонасос, двигатель, всасывающий и напорный трубопроводы, механизмы передвижения, а также вспомогательное оборудование монтируют на понтонах. В его маркировке первая группа цифр указывает среднюю часовую производительность по породе (м3), вторая - развиваемый напор (м вод. ст.). Для удержания земснаряда на рабочем месте и осуществления его рабочих движений служат свайный аппарат и лебедки поворота.

7.Поясните порядок осуществления рабочих движений земснаряда

Опираясь на одну заглубленную сваю, служащую упором, разматывая и сматывая соответствующие якорные канаты, земснаряд разворачивают на определенный угол. При этом выемка грунта производится по дуге окружности, очерчиваемой в плане концом всасывающего патрубка. После того как произведена отработка забоя в пределах радиуса действия земснаряда с одной сваи, опускают ранее поднятую и поднимают опущенную. Затем процесс выемки повторяют. Происходит своеобразное «шагание» на сваях. Возможно также канатное перемещение (папильонирование).

8.Охарактеризуйте процесс разрушения пород при использовании земснаряда

Разрушение пород происходит за счет энергии потока воды, засасываемой грунтонасосом. Необходимая скорость потока для песка составляет 0,35-0,7 м/с, для гравия - более 2,5 м/с. Процесс разработки глинистых пород интенсифицируют за счет установки около всасывающей трубы дополнительных сопел, через которые подают под давлением воду. Для отработки более крепких пород с каменистыми включениями используют фрезерные, цепные, черпаковые, шнековые и роторные рыхлители [37]. Производительность земснаряда зависит от типа грунтонасоса, рыхлителя и мощности электродвигателей.

9.Опишите принципиальную конструкцию драги

Драга представляет собой плавучий горно-обогатительный комплекс для разработки обводненных россыпных месторождений. Она состоит из черпающего (драгирующего), промывочно-обогатительных устройств, силового, транспортно-отвального оборудования, механизмов управления, перемещения, водоснабжения и водоотлива, понтона с надстройкой. Наиболее распространены электрические и дизель-электрические цепные многоковшовые драги с жесткой рамой и ковшами вместимостью 50-700 л. Средняя часовая производительность отечественных установок с вместимостью ковшей 80-600 л составляет 100-550 м3. Их эксплуатируют на месторождениях с глубиной залегания до 50 м ниже уровня воды.

10.Каким образом маневрирует драга?

Маневрирование драги осуществляют с помощью двух свай и лебедок с канатами, концы которых закреплены на берегу. Поворот и зашагивание драги выполняют так же, как и на земснарядах (п. 12.2). Сваи погружают не в почву россыпи, а в эфельно-галечный отвал, вследствие чего их длина меньше глубины черпания драги и не превышает 25 м.

11.Поясните, как извлекают полезные компоненты при дражной разработке

Горная масса, транспортируемая ковшами из забоя, поступает в завалочный люк, а из него - во вращающуюся дражную бочку. Просыпи породы между ковшами и загрузочным люком попадают на подковшовый уловитель. Дражная бочка представляет собой стальной цилиндр с перфорированными стенками, установленный с уклоном 5-12°, в котором попадающий материал перемещается слева направо. Мелкие фракции (эфели) проваливаются через отверстия вниз и попадают на поперечные шлюзы, где от породы отделяют полезное ископаемое, и по хвостовым эфельным колодам стекают в отвал. Более крупные фракции (галя) через галечный лоток выходят из бочки, поступают на ленточныйконвейер, а с него - в галечный отвал



12.Приведите способы вскрытия дражных полигонов и применяемые системы разработки

Применяют три основных способа вскрытия: первоначальным котлованом, плотинами или комбинированный (комбинация траншей и котлована или плотин).

13.Перечислите технические средства, используемые при разработке подводной зоны пляжевых россыпей с глубиной воды не более 5-10 м

Разработку пляжевых прибрежных россыпей, как правило, ведут традиционными средствами, характерными для континентальных месторождений: бульдозерами, скреперами, экскаваторами, земснарядами, драгами.

14.Опишите способыразработки морских месторождений на глубинах до 100-200 м

Наиболее проверенный тип горных машин для подводной разработки в зоне шельфа - морские многоковшовые драги. У них, в отличие от континентальных драг, отсутствуют отвалообразователь и сваи. Передвижение и маневрирование по забою осуществляется посредством канатно-опорного устройства. «Хвосты» обогащения по системе кормовых желобов самотеком поступают в водоем. Максимальная глубина выемки пород ниже уровня воды у многоковшовых драг с роторным колесом или жесткой рамой не превышает 50 м.

Для подводной разработки на глубинах до 70 м можно использовать подводные экскаваторы-земснаряды типа «Кроулкаттер» (США). Он разрушает породы фрезерным рыхлителем с гидроприводом, а транспортируют их-грунтонасосом. Управляют экскаватором два оператора. Энергоснабжение электрических систем осуществляется по кабелю. Установленная мощность двигателей - 1000 кВт; подаваемое на борт напряжение-4160 В; тяговое усилие (напор на забой) составляет 529 кН; производительность по породе-до 153 м3/ч; возможное удаление от берега-до 950 м.

Землесосные установки с механическим или гидравлическим разрыхлителем эффективны при глубине разработки до 80 м.

Размещено на Allbest.ru