CC BY
43
- © В.И. Симоненко, А.В. Мостыка,
Л.С. Гриценко, 2014
УДК 622.271
В.И. Симоненко, А.В. Мостыка, Л.С. Гриценко
ОРГАНИЗАЦИЯ ГОРНЫХ РАБОТ
НА КАМЕННЫХ КАРЬЕРАХ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ
МОБИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Рассмотрен вопрос организации горных работ на каменных карьерах при использовании мобильного оборудования. Предложена технологическая схема с доставкой полезного ископаемого к дробильному узлу фронтальными колесными погрузчиками и периодическим переносом комплекса по глубине отработки через 2-3 уступа. Каждый добычной уступ обслуживается одним-двумя погрузчиками. В исследуемой схеме мобильное дробильно-сортировочное оборудование устанавливается сначала на первом добычном уступе крутого слоя, для чего необходима площадка размерами до 110x120 м. По мере подвигания фронта горных работ площадки с ПДСУ перемещаются вслед за ним. При подвигании борта на карьере производится отработка этих площадок.
Ключевые слова: каменные карьеры, колесные погрузчики, передвижные дро-бильно-сортировочные установки, выемочный слой.
В последние годы добыча каменного строительного сырья (гранитов, мигматитов, гнейсов, сиенитов, известняков, диоритов и др.) на Украине расширяется и получает новое развитие. Интенсивно производится реконструкция ранее действовавших карьеров и в разработку вовлекаются новые месторождения. При этом существенно изменяются технологические схемы производства горных работ как на восстанавливаемых, так и на вновь вводимых каменных карьерах. С учетом возросших требований к экологическому состоянию окружающей среды изменились условия и порядок получения горнодобывающими предприятиями горных и земельных отводов, специальных разрешений на выполнение производственных работ с повышенной опасностью, к которым относятся и открытые горные работы. В этой связи все большее применение на каменных карьерах находят технологии разработки с преимущественным развитием горных работ в глубину при рационально минималь-
ных площадях земельных отводов под отвалы, дробильно-сортировочные заводы и фабрики, подъездные пути и склады готовой продукции, а также другие объекты горнодобывающего и перерабатывающего комплекса. Для изменившихся условий производство открытых горных работ реализуется в направлениях отработки нерудных месторождений крутыми выемочными слоями с внутренним отвалообразо-ванием пород вскрыши и отходов [1], применением на каменных карьерах мобильного выемочно-трансиортного и дробильно-сортировочного оборудования [2, 3], выполнением буровзрывных работ скважинными зарядами диаметром 100-150 мм с широким использованием эмульсионных ВВ и неэлектрического инициирования зарядов системами типа «НОЫЕЬ» [4].
В условиях мировой тенденции подорожания нефтепродуктов (дизто-пливо, бензин, смазочные материалы) и электроэнергии на горных предприятиях, в частности и на каменных карьерах, происходит интенсивное
увеличение затрат на транспортирование горной массы, что ведет к подорожанию стоимости конечной продукции. Снизить общие затраты на транспортирование в карьерах возможно путем применения нового вы-емочно-погрузочного, транспортного и перерабатывающего оборудования. Достаточно эффективным является применение фронтальных колесных погрузчиков в комбинации с мобильными передвижными дробильно-со-ртировочными установками (ПДСУ). Характерной особенностью данной технологической схемы является возможность исключить более затра-тоемкий автомобильный транспорт, как связующее звено между забоем и ПДСУ. При данной комбинации горная масса вынимается в забоях и транспортируется к ПДСУ колесными погрузчиками. Так как рациональная длина перемещения полезного ископаемого на нерудных и каменных карьерах колесными погрузчиками не превышает 1,2 км, что подтверждено результатами исследований [2, 3], возникает необходимость переноса ПДСУ по мере углубки карьера или понижения фронта горных работ в процессе отработки крутого слоя [1]. При такой рациональной длине перевозки возможна отработка в карьере одновременно 2-4 уступов, в зависимости от их высоты.
Рассматривается схема отработки крутого выемочного слоя в карьере колесными погрузчиками одновременно тремя уступами. Каждый добычной уступ обслуживается одним-двумя погрузчиками. Высота уступа может достигать 10-12 м, при высоте развала взорванных пород 4,5-5 м. В общем же случае высота уступа может превышать указанные значения. Тогда уступ разбивается на несколько подуступов (слоев), высота которых не должна превышать максимальную высоту черпания породы колесными погрузчиками.
В исследуемой схеме мобильное дробильно-сортировочное оборудование устанавливается сначала на первом добычном уступе крутого слоя, для чего необходима площадка размерами до 110x120 м. ПДСУ устанавливается ближе к съездам, как правило, ближе к торцу бокового нерабочего борта или на нем.
Расстояние от поверхности площадки установки до верхнего края приемного бункера ПДСУ составляет 2-4 м. При необходимости создается насыпь-подъезд к бункеру для обеспечения разгрузки колесного погрузчика. В данной схеме длина транспортирования от забоя к ПДСУ для базовых типов нерудных каменных карьеров [5] (таблица) составит от 530 до 960 м. Максимальная длина транспортирования по основным (базовым) карьерам не превышает 1,2 км, что обеспечивает высокую производительность колесных погрузчиков и работу их в забое в качестве выемочно-транспортного оборудования.
После отработки 1-го уступа колесные погрузчики переводятся для формирования 4-го по глубине добычного уступа. В этом случае длина транспортирования к ПДСУ составит не более 1150 м. Перемещение полезного ископаемого с 2-го и 3-го добычных уступов будет осуществляться на нижележащий 4-ый горизонт, к ПДСУ.
После отработки крутого слоя на полную его ширину (2-го и 3-го уступов) последовательно будут вовлекаться согласно очередности отработки нижележащие, 5-ый и 6-ой уступы. Для базовых карьеров 1-3-го типов в такой схеме перенос ПДСУ будет осуществляться 2 раза в год, а для 4-го типа - 1 раз в год.
По мере подвигания фронта горных работ площадки с ПДСУ перемещаются вслед за ним. При подвигании борта на карьере производится отработка этих площадок. В этом случае
ПДСУ размещается на площадке второго нижерасположенного уступа и так до дна карьера.
Во время массового взрыва, во избежание повреждений, ПДСУ отводится на безопасное расстояние (250 м). Перевод дробилыю-сортиро-вочного комплекса на указанное расстояние и возвращение в исходное положение по продолжительности не превышает времени смены.
От ПДСУ готовая продукция транспортируется непосредственно потребителям, к основному заводу или на поверхностный склад. Перемещение ее может осуществляться автомобильным транспортом потребителей или карьера. Длина транспортирования автотранспортом существенно сокращается из-за применения колесных погрузчиков, и составляет 780-3800 м.
Перспективными также являются перемещение готовой продукции от ПДСУ на поверхность колесными погрузчиками в комбинации с ленточными конвейерами [2, 3]. При этом лен-
точный конвейер устанавливается на нерабочем боковом борту в постоянном положении с оборудованием перегрузочного пункта (1111) на глубине, достигающей 3-4-х уступов по полезному ископаемому [2, 3]. Этот ПП будет комплектоваться бункером вместимостью 20-25 м и вибрационным или ленточным питателем. Готовая продукция, доставляемая от ПДСУ колесными погрузчиками, загружается в бункер ПП и далее ленточным наклонным конвейером перемещается на поверхность в основной склад. Такой склад может оборудоваться погрузочными бункерами или штабелями с погрузочными галереями и автоматизированными весами, из которых нужные фракции щебня и песчано-щебе-ночная смесь загружается в транспорт потребителей (железнодорожный, речной или автомобильный) с автоматизированным весовым контролем объемов отгружаемой продукции.
На рисунке представлены графики изменения удельных эксплуатацион-
но 45 50 55 60 Затраты на добычу и транспортирование, грн/м : Графики изменения удельных эксплуатационных затрат на добычу и транспортирование полезного ископаемого и готовой продукции с глубиной каменных карьеров
Параметры Базовые карьеры
I. Большой Средней площади IV. Малой пло-
площади, глубокие II. Глубокие III. Средней глубины щади, средней глубины
Размеры карьерного поля, м: длина ширина глубина 1387 800 260 767 546 205 740 435 155 460 250 130
Производительность, тыс.м /год: полезное ископаемое породы вскрыши: в том числе скальные мягкая 1350 350 95 255 750 400 57 312 550 100 24 107 130 50 7 43
Мощность вскрышных пород, м: скальной вскрыши мягкой вскрыши 25 до 16 18 до 12 11 до 9 12,9 до 7
Средний геологический коэффициент вскрыши, м /м 0,52 0,37 0,29 0,41
Срок службы, лет 106 33 30 28
Примечание: глубина карьера приводится максимально достижимая по экономической эффективности добычи каменного сырья.
ных затрат на добычу и транспортирование полезного ископаемого и готовой продукции (С ) с глубиной (Нк) каменных карьеров для технологических схем с перемещением: 1 - полезного ископаемого к ПДСУ и готовой продукции от ПДСУ к ПП колесными погрузчиками и продукции от ПП на поверхность ленточным конвейером; 2 - полезного ископаемого к ПДСУ колесными погрузчиками и готовой продукции от него на поверхность автотранспортом; 3 - погрузкой полезного ископаемого экскаваторами в автотранспорт, перемещением им к ПДСУ и готовой продукции от ПДСУ на поверхность автотранспортом; 4 - полезного ископаемого автотранспортом от забоя на поверхность к
стационарному ДСЗ при экскаваторной погрузке пород.
Из данных графических зависимостей видно заметное преимущество применения технологической схемы 1 с использованием колесных погрузчиков, мобильного дробильно-сортиро-вочного оборудования, ПП и ленточного конвейера для выдачи готовой продукции из карьера по сравнению со всеми другими исследуемыми схемами.
В настоящее время подобные технологические схемы организации горных работ Национальным горным университетом предложены (в качестве основных проектных решений) для гранитных карьеров, разрабатывающих Ахтовское и Трикратское месторождения в Николаевской области.
1. Симоненко В.И. Обоснование параметров открытой разработки мощных нерудных месторождений с внутренним отвалообразо-ванием // Горный информационно-аналити-
_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ческий бюллетень - 2000. - № 10 - C. 164168.
2. Симоненко В.И., Мостыка А.В., Кир-нос В.Д. О целесообразности применения
фронтальных колесных погрузчиков на гранитных и каменных карьерах // Науковий вюник НГУ. - 2007. - № 7. - C. 26-29.
3. Симоненко В. И., Мостыка А. В., Кирнос В.Д. К вопросу применения на гранитных карьерах Украины технологии добычи с выделением в забоях товарной продукции // Зб1рник наукових праць НГУ. - 2006. - № 25. - C. 75-81.
4. Симоненко В.И., Пацера С.В., Гопа-нюк Д.Г., Швец А.П., Стрелец А.П. Рациональная технология ведения взрывных ра-
бот при разработке месторождений открытым способом с минимизацией техногенного загрязнения окружающей среды // Зб1рник наукових праць НГУ. Т.1. - 2006. - № 26. -C. 43-48.
5. Симоненко В.И., Черняев А.В., Мостыка А.В. Систематизация гранитных и каменных карьеров для исследования ресурсосберегающей технологии их разработки // Зб1рник наукових праць НГУ. -2007. - № 27. - C. 47-51. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Симоненко В.И. - доктор технических наук, старший научный сотрудник, Мостыка А.В., Гриценко Л.С.,
Национальный горный университет, Украина, e-mail: [email protected].
UDC 622.271
ORGANIZATION OF MINING OPERATIONS IN THE QUARRIES FOR THE USE OF MOBILE EQUIPMENT
Simonenko V.I., Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher, Mostyka A.V., Gricenko L.S.,
National Mining University, Ukraine, e-mail: [email protected].
The question of the organization of mining operations in the quarries for the use of mobile equipment. Proposed technological scheme of delivery of the mineral to the crushing site frontal wheel loaders and periodic transfer complex at the depth of mining after 2-3 ledge. Every production step is served by one or two trucks. In the scheme of mobile crushing and screening equipment is installed on the first mining terraced slope layer, which requires court dimensions to 110x120 m As Poduyane front mining sites with PDS moved after him. When podsyhanii flanges on the career is the testing of these sites.
Key words: stone quarries, wheel loaders, mobile crushing and screening plants, mining layer.
REFERENCES
1. Simonenko V.I. Gornyj informacionno-analiticheskij bjulleten, 2000, no 10, pp. 164-168.
2. Simonenko V.I., Mostyka A.V., Kirnos V.D. HayKOBMM BicHUK Hry, 2007, no 7, pp. 26-29.
3. Simonenko V.I., Mostyka A.V., Kirnos V.D. 36ipHHK HayKOBUx npam Hry, 2006, no 25, pp. 75-81.
4. Simonenko V.I., Pacera S.V., Gopanjuk D.G., Shvec A.P., Strelec A.P. 36ipHHK HayKOBUx npam Hry, vol. 1, 2006, no 26, pp. 43-48.
5. Simonenko V.I., Chernjaev A.V., Mostyka A.V. 36ipHHKHayKOBHX npaub Hry, 2007, no 27, pp. 47-51.
_Д
