CC BY
96
2010
О.А. Корзун, Д.А. Лакин
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБО Т НА ТЕРЕНТЬЕВСКОМ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ (КРАСНОЯРСКИЙ КРАЙ)
Современная гидромеханизация отличается высокой энерговооруженностью, эффективностью и экономичностью в сравнении с другими способами ведения земляных работ, а также характеризуется относительно низкими трудо- и энергозатратами. Актуальна и высокая экологическая безопасность данных работ.
При разработке обводненных месторождений песка и гравия гидромеханизация в большинстве случаев является единственным эффективным способом ведения работ и позволяет производить попутное обогащение материала, промывку и очистку его от глинистых примесей, разделение на фракции (что делает рентабельной разработку бедных песчано-гравий-ных месторождений) [1]. Также преимуществами гидромеханизированного способа перед другими способами производства земляных работ являются: более высокая выработка на одного работника, меньшая трудоемкость, простота и сравнительно небольшая стоимость используемого оборудования, высокое качество намываемых земляных сооружений.
Однако эффективность гидромеханизации зависит от геологических и климатических условий. Явления ледотермического характера создают ряд трудностей применения гидромеханизации в условиях отрицательных температур. Эти трудности часто превращают гидромеханизацию в сезонный способ и сдерживают ее более широкое внедрение. В то же время уже сегодня состояние изученности вопроса позволяет существенно расширить область применения гидромеханизации в суровых климатических условиях и тем более продлевать сезон.
Объем добычи песчано-гравийного материала на Терентьевском месторождении (карьер «Т») составляет 660 тыс. м3 в год, из которого 600 тыс. м3 отрабатывается гидромеханизированным способом, с помощью землесосного снаряда 350-50Л.
Рис. 1. Схема технологических процессов зимней гидромеханизации: 1 - слой неразрыхленной мерзлоты; 2 -утепление карьера; 3 - слой разрыхленной мерзлоты; 4 - землесосный снаряд; 5 - потокообразователь для поддержания майны; 6 - плавучий пульпопровод; 7 - циркуляция воды в полынье; 8 - ледяной покров; 9 - береговой пульпопровод; 10 - ледорезная машина
Поэтому работа карьера носит сезонный характер - с мая по октябрь. Предприятию необходимо стараться максимально эффективно использовать свой производственный потенциал, соответствуя высокому уровню предприятия полного цикла. Цель предприятия - увеличение объемов производства путем повышения производительности труда и сокращения технологических простоев [2]. Следовательно, необходимо продление добычного сезона в зимний период.
Работы, проведенные способом гидромеханизации в зимних условиях, показали, что использование гидромеханизации зимой сокращает сроки строительства, уменьшает административно-хозяйственные расходы (в годовом балансе) и расходы, связанные с зимней консервацией оборудования. В связи с этим, несмотря на некоторое повышение стоимости единицы разрабатываемого грунта зимой, общая стоимость работ снижается [3].
Совокупность процессов гидромеханизации отличается сложной тепловой и технологической связью между отдельными элементами. Технологическая схема включает: подготовку карьера, собственно разработку, поддержание участка незамерзающей водной поверхности (майны), гидротранспорт, гидравлическую укладку грунта. На рис. 1 представлена схема технологических процессов зимней гидромеханизации
Разработка грунта в условиях сурового климата имеет ряд особенностей. При наличии надводного борта основные трудности возникают в связи с образованием мерзлой корки грунта. Мерзлый слой образует периодически обрушающиеся козырьки, сползающие в зону грунтозабора, нарушая этот процесс, и возникает опасность повреждения рамы земснаряда. Кроме того, такие козырьки недопустимы и по соображениям техники безопасности. Допускаемая величина промерзания для землесосного снаряда 350-50Л - 30-40 см [4]. Время достаточно эффективной и безопасной работы земснаряда определяется продолжительностью периода, в течение которого мерзлый слой достигнет указанной величины.
Глубина промерзания грунта на карьере «Т» превышает допустимые значения и составляет за ноябрь 51 см, декабрь - 76 см, январь - 82 см, февраль - 75 см, март - 45 см.
Следовательно, добычной сезон можно продлить на 3 месяца (март, апрель, ноябрь). Для предохранения поверхности карьера от промерзания следует до наступления морозов в конце октября производить рыхление поверхности. Глубина вспаханного грунта должна быть не менее 25 см, что предотвратит промерзание грунта на 50 % по отношению к оголенному грунту без рыхления [1]. В ноябре и последующие месяцы следует с помощью бульдозера ДЗ-110А производить снегозадержание, т.к. слой снега толщиной 1 м сохраняет грунт в талом состоянии до середины января [4].
В результате добычные работы могут продолжаться до конца ноября без промерзания грунта сверх допускаемой величины. С организационной стороны можно предварительно отрабатывать более мощные забои с надводным бортом за летний период, оставляя забои без надводного борта на отработку в зимний период.
Разработку льда следует осуществлять с помощью корпуса земснаряда, когда поверхность воды покрывается слоем льда толщиной 40-60 мм. Когда же поверхность льда промерзает до 1 м, то его следует разрушать с помощью ледорезной машины ЛФМП-1. В декабре, январе и феврале добычные работы не производятся, а осуществляется производство ремонта оборудования и механизмов согласно графику планово-предупре-дительного ремонта.
В конце февраля следует ускорить процесс оттаивания грунта: произвести очистку участка от снега, систематически удалять оттаявший слой грунта бульдозером, а также путем применения прозрачной синтетической пленки, которая резко сокращает потери тепла в ночное время и на испарение.
Рис. 2. Технологический график организации работ на карьере
Пленку укладывают на поверхность карьера, присыпая ее по краям землей. По результатам практики под пленкой грунт оттаивает на 0,6 м за 2 месяца [2]. В начале первой половины марта следует уже вводить в эксплуатацию земснаряд.
На рис. 2 представлен технологический график организации работ на карьере.
янв »еьр март апр май июнь июль авг сент от нояб дек
нтн
- ремонт оборудования;
- макс. глубина промерзания грунта;
- оттаивание;
- добычные работы;
- рыхление;
- снегозадержание
Поддержание майны осуществляется путем использования тепла глубинных слоев воды. Для этого используют низконапорные осевые насосы специальной конструкции, получившие название потокообразователей. Площадь майны, достаточная для работы земснаряда 350-50Л, не должна быть меньше 1700 м2 [1] .Разрушение ледяного покрова, извлечение льда из майны и удаление его - достаточно трудоемкие операции, поэтому следует стремиться к их максимальной механизации. Для этого рекомендуется использовать ледорезную машину ЛФМП-1 с фрезерным режущим органом.
Пульпопроводы в рабочем состоянии гарантированы от промерзания. Условия промерзания трубопроводов изменяются во время остановок. Допустимая продолжительность остановок без опорожнения пульпопроводов определяется в зависимости от температуры воздуха и скорости ветра. Для земснаряда 350-50Л за март продолжительность остановок должна быть не более 10 ч, за апрель - 20 ч, ноябрь - 5 ч [1].
Землесосный снаряд должен быть тщательно отремонтирован, так как бесперебойность является важнейшим фактором повышения эффективности гидромеханизации в условиях отрицательных температур.
Таким образом, благодаря зимней гидромеханизации можно увеличить производительность карьера на 46%, снизить затраты, связанные с содержанием складов в зимний период, понизить себестоимость добычи на 30% (в годовом балансе) и выйти предприятию на высокий уровень производства полного цикла.
----------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шкундин Б.М. Машины для гидромеханизации земляных работ.- М.:Стройиздат,1995. -223с.
2. Журнал «Топ менеджер» - 2007.- №5 - 79 с.
3. Ялтанец И.М., Кулигин В.И. Гидромеханизация открытых горных работ. - М.:МГГУ,1996. - 739 с.
4. Пешков В.Г.Справочник дражника. - М.: Недра, 1967. -495 с. ЕШ
— Коротко об авторах -------------------------------
Корзун О.А., Лакин Д.А.
Научный руководитель: Кисляков В.Е., д.т.н., проф. Сибирский федеральный университет, г. Красноярск. office @sfu-kras. ru
