Повышение устойчивости карьерных уступов при оформлении откосов рыхлителями активного действия Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© Е.И. Комаров, 2

УДК 622.271.4

Е.И. Комаров

ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ КАР УСТУПОВ ПРИ ОФОРМЛЕНИИ ОТКО РЫХЛИТЕЛЯМИ АКТИВНОГО ДЕЙСТ

настоящее время на открытых разработках представленных скальными породами, как правило, отбойка и разрушение массивов осуществляются буровзрывным способом. В результате при

В конструировании нерабочих бортов карьеров уступы выполняются с плоским профилем откоса.

Отдельным моделям буровых станков с фиксированными углами наклона буровых ставов 60°, 75° и 90° представляется возможным отстраивать уступы выпукло-ломаного профиля с плоскостями соответствующих углов наклона. Это позволяет, используя различные комбинации контурного и буферного взрывания, значительно улучшить качество заоткоски и сохранность законтурного массива, несколько увеличить результирующий угол заоткаши-ваемого уступа и, тем самым, сократить объемы вскрышных работ.

Вместе с тем, в зависимости от фи-

Рис. 2. Технологические 30тупах: а - челночная по

продольными заездами; д е - челночно-синусоидал:

хемы рыхления скальных пород на рабочих ус-перечными заездами; б - челночная заездами

«елочкои»; в - челночна я продольными заездами; г - синусоидальная

- челночная поперечно-продольными заездами; ная поперечно-продольными заездами; ж - чел-

ночная диагонально-пере крестными заездами

эЕРНЫХ

ОВ

ВИЯ

зико-механических свойств горных пород, характера залегания и трещиноватости массивов, а также наличия плоскостей ослабления, поверхность устойчивого откоса уступа может иметь самую различную кривизну (рис. 1). Созданные в последнее десятилетие зарубежные и отечественные рыхлители активного действия на базе гусеничных тракторов тяговых классов 35 и 50, способны эффективно разрушать скальные породы без отрицательного воздействия на законтурный массив. Опыт применения рыхлителя активного действия на базе трактора Т-500 (ЧЗПТ) на послойном 0,40,5м разрушении кимберлитовых руд показывает возможность устройства откосов различной кривизны при соблюдении следующего условия cosLsmPi cos(j+Qi)

где ^ - максимально возможный угол откоса при рыхлении і-го слоя пород уступа; рі— угол установки рыхлителя (направ-ления борозд) на і-ом слое по отношению к бровке формируемого уступа; ^оптимальный угол заглубления рабочего органа рыхлителя ( «4560°); Qi - угол продольного наклона рыхлителя или угол откоса забоя при разрушении і-го слоя пород.

При рыхлении борозд параллельно бровке уступа невозможно подработать нижнюю кромку и сформировать требуемый профиль откоса уступа, поскольку ширина борозды разрушения меньше ширины базовой машины. Исходя из конструктивных параметров одностоечного рыхлителя активного действия на базе трактора Т-500, угол направления борозд относительно бровки уступа ві может составлять 30-90°. В зависимости от угла продольного наклона рыхлителя при погашении уступов возможно использование торцовых забо-ев^>0) и забоев-площадок ^ = О). Анализ показывает, что торцовые забои в большей степени предпочтительны для оформления плоских откосов, поскольку позволяют устанавливать параметры и схемы рыхления постоянными. При использовании забоев-площадок представляется возможным на каждом горизонтальном і-ом слое изменять технологические параметры и схемы рыхления и, тем самым, оформлять оптимальную кривизну откосов, установленную при расчетах согласно действующих методик.

Многолетний опыт эксплуатации бульдозерно-рыхлительных агрегатов показывает повышение их производительности на 30-50% при работе под уклон. При этом безопасный угол откоса забоя не должен превышать 30°, а учитывая угол поперечной устойчивости гусеничных тракторов (20-25°) и максимальный угол въезда задним ходом данной модели активного рыхлителя (25°), реальный угол наклона торцовых забоев составит 0^<20-25°.

При погашении уступов торцовыми забоями и забоями-площадками, в условиях ограничений поверхностей с 2-З-х сторон, известные схемы рыхления, применяемые на россыпях не всегда приемлемы [2]. В связи с этим, для рых-

Рис. 1. Возможности формирования устойчивых откосов уступов рыхлителем активного действия в зависимости от наличия прослойков, плоскостей ослабления и продольных трещин на любом ьом слое

ления легко - и трудноразрушаемых скальных пород возможные схемы заездов представлены на рис. 2.

Ширина заходок с учетом габаритных параметров данной модели рыхлителя активного действия находится в пределах 13 м, а при оснащении его бульдозерным оборудованием — 16 м. Простейшими расчетами определяется длина наклона торцовых забоев уступов высотой 10-15 м, которая составляет 2444 м. Среднее расстояние транспорти-

рования пород под уклон при штабелировании непосредственно у основания забоя достигнет величины 15-25 м, что находится в области наиболее эффективного использования бульдозеров. Дальнейшие погрузочно-транспортные работы выполняются стандартным оборудованием. Забои-площадки могут иметь те же параметры. Особенность их послойной разработки заключается в возможности эффективного использования бульдозеров с поворотными отвала-

ми для перемещения пород под откос погашаемого уступа. В этом случае забои-площадки могут иметь значительно большую длину.

Предложенные оборудование и технология безвзрывного оформления устойчивых откосов уступов представляют достаточно большой интерес для открытых разработок предприятий цветной металлургии, горно-химического сырья и других отраслей промышленности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Несмеянов Б.В. Теоретические основы,методы и средства обеспе- 2. Емельянов В.И. и др. Механическое разрушение мерзлых по-

чения устойчивости карьерных откосов. Автореф. дисс. на соиск. уч. степ. род землеройно-рыхлительными агрегатами. - Магадан, Кн. изд-во, докт. техн. наук. - М., 2000, 42 с. 1978. - 96 с.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ --------------------------------------------------------------------------------------------------

Комаров Е.И. — Московский государственный открытый университет.