CC BY
20
Художественные изпелня нз камня, выполненные специалистами Центра
Информационная деятельность. Создана и пополняется база данных о деятельности добывающих, камнеобрабатываюишх и машиностроительных предприятий - производителей оборудования для отрасли.
Необходимую интересующую Вас информацию можно получить или отправить сведения о Вашем
предприятии по следующему адресу: Россия, 620144, г. Екатеринбург, пер. Университетский, 7, к. 4012, а. Тел./факс (343) 257-77-62, тел. (343) 251-40-98. Е-таН: CDOK_UGGA@sc.usmga.ru Центр добычи и обработки природного камня Уральского государственного горного университета.
НОВЫЙ СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ВСКРЫТИЮ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПРИРОДНОГО КАМНЯ
Производство художественных изделий из камня и огранка самоцветов. В Центре организованы два цеха - по огранке самоцветного сырья и по производству художественных изделий ет природного камня. Художниками Центра выполняются оригинальные изделия из камня и пейзажные картины на камне.
• и
7 О
* С £ Оп
БЫЧКОВ Г. В . КОКУНИН Р. В.
. Месторождения природного камня в России вскрывались и
вскрываются по настоящее время с использованием наклонных траншей внутреннего или внешнего заложения. На вскрытии месторождений, которое осуществляется в основном с использованием добычного оборудования, требуется длительное время (5-6 лет) и значительные капитальные затраты.
Выполненные нами научные исследования [1] показали, что значительно выгоднее транспортную связь рабочих забоев с поверхностью при относительно невысоком годовом грузообороте осуществлять не традиционным способом - автосамосвалами по наклонным траншеям и съездам, а с помощью различных грузоподъемных машин. Одна нз таких схем предполагает использование деррик-кранов (рис. 1). Использование деррик-крана обусловливает возможность в короткие сроки пройти опытный карьер при геологоразведочных работах (рис. 1, а). При этом параметры карьера
Рис. 1. Схемы вскрыли месторождений природного камня с использованием для транспортной связи деррик-кранов: и - идти и, б - двух и билес, «г -с цш ной перегружай кранами на транспортный горизонт снизу вверх или сверху вниз; I - деррик-кран; 2 - грузовой автомобиль; 3 - тяговая лебедка; 4 - пассажирский лифт для спуска-подъема людей;
5 - лести ииа на новый горизонт
можно уменьшить до размеров 20x20 м. Этого достаточно, чтобы добыть необходимые 50-100 м* кондиционных блоков для определения выхода их из горной массы при подсчете запасов по месторождению. Срок разведки месторождения сократится в этом случае на 2-3 года.
Эта схема может быть применена также на добычных работах при вертикальном или близком к нему залегании месторождения. Это может иметь место на разработке особо ценных месторождении яшм, родонитов и других эксклюзивных разновидностей природного камня. При значительной мощности или протяженности их месторождений разработка может осуществляться с использованием одновременно двух и более деррик-кранов (рис. 1,6).
При работе в горной сильно пересеченной местности для транспортной связи можно использовать кратную перевалку грузов в направлении сверху вниз или снизу вверх без заездов автомобильного транспорта на рабочие горизонты (рис. 1, в). Такие схемы транспортных связей широко применяются на месторождениях природного камня Италии, Португалии и ряда других стран.
Однако применение деррик-кранов во многих случаях при протяженном месторождении не может быть эффективным из-за их стационарности и относительно небольшого радиуса действия (не более 50 м).
В этой связи более перспективным является применение для транспортной связи забоев с транспортными горизонтами или с поверхностью козловых и полукозловых кранов. В зарубежной практике такие схемы пока не применяются. Выполненные нами исследования показали, что при разработке крутых залежей природного камня мощностью до 40 м и глубиной до 50 м целесообразно применение с высокой эффективностью для транспортной связи забоев с поверхностью типовых козловых кранов грузоподъемностью 25-50 тонн с пролетом до 50 м (рис. 2). Применение козлового крана позволяет вести добычные работы в течение всего периода эксплуатации месторождения в стационарном варианте.
Применение полукозловых кранов за счет разности высоты установки опор позволяет вести разработку борта карьера несколькими высокими уступами на месторождениях значительной
мощности (рис. 3). Большим преимуществом является то, что длина фронта работ козловыми и по-лукозловыми кранами по простиранию не ограничена. Это позволяет сократить до минимума количество перестановок кранов в процессе эксплуатации.
шШз
Рис. 2. Схема вскрытия месторождений природного камня с использованием Козлове го крана:
I - котловой кран; 2 - грузовой автомобиль; 3 - пассажирский лифт для спуска-подъема людей: 4 - лестница для спуска людей на новый горизонт
Рис. 3. Схемы вскрытия месторождений природного камня с использованием д;я транспортной связи полукозловых кранов:
I - полу козловой кран; 2 - грузовой автомобиль
В отдельных случаях целесообразно применение для транспортной связи мощных башенных кранов с длиной стрелы до 100 м грузоподъемностью на конце стрелы до 50 тонн (рис. 4). Применение этих кранов возможно на карьерах с любой формой залежи и контура подсчета запасов в устойчивых породах с возможностью отработки месторождения глубиной до 100-120 м. Отработка ведется путем установки башенного крана на промежуточном горизонте устойчивого борта карьера. Транспортный горизонт находится при этом на кровле первого добычного уступа. Более выгодно их применение на крупных карьерах по добыче блоков с большой производственной мощностью, где одним краном обслуживается значительная часть рабочей зоны карьера, как по глубине, так и по фронту.
При бестраншейном вскрытии с применением деррик-кранов из-за ограниченного радиуса действия в рабочую зону карьеров опускаются в разобранном виде мобильные транспортные машины, осуществляющие внутренние перевозки блоков и некондиционной горной массы. Спуск людей в карьер осуществляется по лестницам или пассажирскими лифтами. Угол откоса бортов карьеров, вскрываемых бестранспортными схемами, может составить до 90°. Для повышения устойчивости бортов карьера и мест установки кранов сильно трещиноватые вскрышные породы частично разбираются. Вскрышные работы на небольших по длине и ширине месторождениях сведены к минимуму и выполняются в первые годы эксплуатации, а при дальнейшей эксплуатации ведется только добыча блоков. При значительных размерах месторождения вскрышные работы по значительной части месторождения могут быть законсервированы на длительный период
времени, что позволяет сэкономить расходы по оплате земельного налога, и появляется возможность перенести затраты, связанные со вскрышными работами, на более поздний период эксплуатации. В случае применения предлагаемых вариантов транспортной связи забоев с поверхностью в относительно короткий срок можно достигнуть значительной глубины отработки карьера. Это позволит получить более качественную продукцию с нижних горизонтов уже в начальный период отработки месторождения.
Рис. 4. Схема вскрьгпи месторождения природного камня с использованием для транспортной связи башенного крана:
1 - башенный кран; 2 - грузовой автомобиль; 3 - рабочие уступы
Однако при бестраншейных схемах вскрытия месторождений снижается уровень безопасности горных работ, поэтому применение их возможно только при устойчивых вмещающих породах и полезном ископаемом.
Максимально возможная высота вертикального уступа (борта карьера) не должна превышать предельной, определенной при благоприятном залегании поверхности ослабления высоты вертикального отрыва [2]:
2 К
—(1) г г
где у - плотность горных пород, кг/м3; g - ускорение свободного падения, м/с2; Кр - расчетное сцепление, МПа; а) - угол наклона расчетной поверхности скольжения
" = 45+^-, (2)
рр - расчетный угол внутреннего трения; Кр - расчетный коэффициент сцепления. Па:
*Р=-К™и , (3)
{ 1 + о1п— >/
где а - коэффициент, принимаемый в зависимости от категории трещиноватости массива; Н - высота откоса, м; / - расстояние между трещинами; К^, - минимальное значение коэффициента сцепления, Па; т1- коэффициент запаса устойчивости, /7= 1,2.
При этом должна учитываться дополнительная нагрузка от оборудования (деррик-крана или козлового крана), установленного на борту карьера. При необходимости производится укрепление верхней части уступов с разборкой глыб по естественным трещинам и последующим их бетонированием.
Высота уступа с вертикальным отрывом при неблагоприятном залегании плоскостей напластования Л, определяется по выражению, м
