CC BY
30
258
?и
738
27 1
21Ї
701
19В
181 1 і
171
168 / 3
15 В
КС
130
1?0
118
100
96 88 / / / 2
78
68
5В 1 {
30
70
Ю и, мм
18 70 30 <.( 50 60 Рис. 4. Нагрузочные характе-
ристики канатных анкеров,
закрепленных минеральными
композициями
в течение 16 сек.
На рис. 4 представлены результаты осредненных нагрузочных характеристик канатных анкеров, закрепленных составами ампул АМК через 0; 3; 6 и 24 часа после закрепления анкеров (1 - нагружение сразу после закрепления двумя ампулами; 2
- нагружение сразу после закрепления тремя ампулами; 3 -нагружение через три часа; 4 - нагружение через сутки; 5 -нагружение через шесть часов; 6 - нагружение через три часа после закрепления ампулами с полиэфирной смолой). Перед испытаниями канатные анкеры предварительно опрессовыва-
лись до 12 тс.
Установлено, что характеристика прочности каната К-7 в опытах стабильна. Арматурный канат К-7, соединенный с опорной муфтой из стали 40Х, или из улучшенной стали 40, имеет среднюю прочность 238 и 239 кН, соответственно. При использовании для изготовления муфт стали 40Х, перемещения хвостовика каната с клином
относительно муфты на 1 % меньше, чем при использовании для изготовления муфт из улучшенной стали 40. Коэффициент вариации не превышает 2,7 %. Предельная прочность на разрыв отечественных канатных анкеров уступает канатным анкерам американских производителей на 8 %.
Результаты испытаний подтвердили паспортные характеристики канатов и надежность соединения муфт с канатом посредством клиновой втулки. Закрепление канатного анкера ампулами с полиэфирной смолой или ампулами с минеральной композицией на интервале 960 мм и более равнопрочное. Структура закрепляющей втулки плотная без разрывов сплошности, что обеспечивается наличием проволочного шнека на канате.
Конструкция канатного анкера и свойства, закрепляющие составы, обеспечивают надежное закрепление анкера и рекомендованы для промышленного применения.
□ Авторы статьи:
Харитонов Виталий Геннадьевич - директор ОАО "Шахта Заречная", аспирант каф. разработки месторождений полезных ископаемых
Ремезов
Анатолий Владимирович - докт.техн.наук, проф. каф. разработки месторождений полезных ископаемых
УДК 622. 274.442
А.С. Ташкинов, С.Г. Молотилов, О. Б. Кортелев, В. К.Норри
РАЗВИТИЕ КОМБИНИРОВАННОГО ТРАНСПОРТА ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ УГОЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
При добыче твёрдых полезных ископаемых открытым способом распространение получили технологические схемы с использованием автомобильного и железнодорожного транспорта. В этих схемах верхние уступы карьера отрабатываются экскаваторами с погрузкой горной массы в средства железнодорожного транспорта и вывозом их во внешний отвал. Эта часть рабочего борта карьера
служит зоной применения железнодорожного транспорта.
Отработку нижних уступов карьера осуществляют экскаваторами с погрузкой вскрышных пород с автосамосвалы, которые транспортируют ее к внутри-карьерным экскаваторным, эстакадным или комбинированным перегрузочным пунктам. На этих пунктах породы перегружаются в средства железнодорожного транспорта и также
вывозятся на внешние отвалы. Эта часть рабочего борта служит зоной применения так называемого комбинированного автомобильно-железнодорожного транспорта.
По мере развития горных работ и создания условий для увеличения глубины ввода железнодорожного транспорта,
осуществляется перенос перегрузочных пунктов и начинается новый этап отработки карье-
Рис. 1. Принципиальная конструкция экскаваторно-бункерного перегрузочного пункта
ра.
С целью расширения области применения комбинированного автомобильно-железнодорожного транспорта при разработке пологопадающих и наклонных пластовых месторождений нами предложена новая технологическая схема, основанная на использовании мощного экскаватора-драглайна для подъёма вскрышных пород с горизонта разгрузки автосамосвалов на горизонт ввода железнодорожного транспорта
Технологическая схема работы комбинированного транспорта и конструкция экскаваторно-бункерного перегрузочного пункта представлена на рис. 1.
Перегрузочный пункт состоит из разгрузочной площадки для автосамосвалов с отвальным и экскаваторным участками (1), приёмной емкости (2), экскаваторной площадки (3) с размещённым на ней экскаватором-драглайном (4) и погрузочной площадки (5) с бункером и железнодорожными путями (6). Приемная емкость выполнена в виде бункер-ямы трапециевидного сечения, которой придана дугообразная форма в плане.
Доставка вскрышных пород с уступов зоны применения комбинированного транспорта к пунктам их перегрузки осуществляется автосамосвалами по скользящим съездам на расположенный в нижней части этой зоны горизонт разгрузки. Складирование пород производится в созданную на этом горизонте приемную емкость, из которой затем экскаватором-драглайном, размещённым в торце карьера на высоте Нэпл породу перемещают в перегрузочный бункер, расположенный выше установки экскаватора на высоте Нвп .
На каждом крыле карьерного поля на горизонте разгрузки автосамосвалов создают по одной приемной емкости, а на торцевом борту карьера по одному перегрузочному бункеру с железнодорожными путями (рис. 2).
Развитие горных работ в карьере происходит поэтапно с поочередным переносом обоих перегрузочных пунктов. С одной их установки отрабатывают один эксплуатационный этап зоны комбинированного автомобильно-железнодорожного транспорта, высоту которой принимают равной 2Нвп , с учетом отработки уступов, распо-
ложенных выше горизонта установки перегрузочного бункера (рис.3).
При разработке пологопадающих месторождений во время нарезки нового горизонта в зоне комбинированного автомобильно-железнодорожного транпорта происходит перевод верхнего уступа на железнодорожный транспорт, а горизонт разгрузки автосамосвалов перемещается от низа зоны к ее середине. Когда понижение горных работ за этап эксплуатации карьера достигнет глубины Нвп, начинается перенос перегрузочного пункта на новое место.
Перенос перегрузочного пункта осуществляется за несколько приемов экскаватором-драглайном при одновременной отработке породного целика, на котором он был расположен. В дальнейшем при увеличении глубины ввода в карьер железнодорожного транспорта (на величину Нвп), горизонт разгрузки автосамосвалов располагается внизу зоны применения комбинированного транспорта, а горизонт установки перегрузочного бункера - на ее середине. После выполнения этих работ начинается отработка нового этапа эксплуатации карьера.
Определение высоты Нвп установки погрузочного бункера (ПБ) 7 относительно горизонта разгрузки автосамосвалов 4 (см. рис. 3 гор. 230) при известной модели экскаватора-драглайна 6
сводится к подбору таких значений величин Ьб и Ья (рис. 1), при которых обеспечивается размещение по высоте Неп целого числа уступов.
Решают эту задачу в такой
последовательности. Выбирают из известных разработок наиболее подходящую конструкцию ПБ 7 для принятого типа экскаватора-драглайна 6. При приме -нении на перегрузочном пункте
АЛ
Рис. 3. Положение горных работ по этапам эксплуатации карьера при постоянной высоте зоны применения комбинированного транспорта (см. рис. 2 профиль А - А)
экскаватора с емкостью ковша 20 - 65 м3 для его производительной работы наиболее подходит работающий под завалом вскрышных пород вибробункер по свидетельству на полезную модель № 13666 (опубл. в БИ № 13, 2000).
В процессе работы этого вибробункера в навале вскрышных пород образуется приемная воронка сравнительно большой емкости. Установлена зависимость геометрической емкости приемной воронки вибробункера от высоты Иб навала вскрышных пород. При высоте навала вскрышных пород Иб = 24 ми загрузке думпкара с одной его стоянки вибропитателями длиной 7 м, ее геометрическая емкость составляет 1600 м3 , а вместимость - 2600 т (при плотности вскрышных пород 2,3 т/м3), что равно грузоподъемности 2-4 локомотивосоставов 2 при руководящем уклоне 1р = 40
— 600/00.
Находят по известным зависимостям длину одного разгрузочного места 1рм и его ширину, являющуюся одновременно и шириной разгрузочной площадки Шрпл для принятой модели автосамосвалов 4 и схемы их маневрирования. Затем из условия
Vя > пчас
^р > пэкс ’
где Vpя - приемная способность
разгрузочной площадки на отвальном участке, м3/ч;
Ожс - часовая производительность применяемой модели экскаватора-драглайна 6, м3/ч; определяют длину фронта разгрузки ьраз автосамосвалов 4, являющуюся длиной отвального участка, и общую длину Ьрпл =
2Та + Т ^^раз ~ ^рм ■
При применении автосамосвалов 4 марки БелАз-7519 - Трпл = 245 м, Шрпл= 35 м.
Устанавливают минималь-
!шт
ную глубину Ия , приемной
емкости (бункер-ямы) 5, при известных значениях величин Трпл и Шрпл из условия
Vя = 3ПжСс Шчас ’ где ^ — объем приемной емкости 5 м3;
шчас - продолжительность смены, ч.
В рассматриваемом примере
ишт ,, -Ия = 11,5 м.
Значение Нвп определяют из выражения:
нвп = н чшах + н трах - иб - и
(1)
где Ншах - наибольшая глубина черпания экскаватора-
драглайна, м;
НШах - наибольшая высота
его разгрузки, м;
Иб - высота навала
вскрышных пород перегрузочного бункера, м;
Ия - глубина приемной
емкости, м.
При определении высоты Нвп ее величину принимают равной суммарной высоте целого ряда уступов путем варьирования значения величин Иб и Ия в пределах:
ишт < Иб
и
иш1п < ия < ияшах, (2)
ишт
где иб - минимальная высота
перегрузочного бункера, величину которой устанавливают из условия размещения в бункере вскрышных пород не менее, чем на два локомотивосостава, м;
ИШт - минимальная глубина приемной емкости, величину которой устанавливают из условия размещения в приемной емкости вскрышных пород не менее, чем на три смены работы я экскаватора-драглайна, м;
1 шах
Ия - максимальная глу-
бина приемной емкости, величину которой определяют из
выражения:
к Я
— Г е> т
- 1К я
— 0.5 Воб — Вб —
б
горных работ за этап эксплуатации карьера достигнет глубины Ивп , начинают перенос перегру-
_ иmaxctgS 1 _ Ша ] / зочного пункта на новое место с
где Я,
тах
(3)
наибольший радиус экскаватора-
черпания драглайна, м;
Воб - длина опорной базы экскаватора-драглайна, м;
Вб - берма безопасности, м; б1 - угол откоса экскаваторного уступа, град.;
Ш1^ - ширина
приемной
емкости понизу, принятая равной длине 1к ковша экскаватора-драглайна, м;
б2 - угол откоса борта приемной емкости со стороны заглубления в нее ковша экскаватора-драглайна (рис. 1), град,
На каждом крыле карьерного поля на горизонте разгрузки автосамосвалов сооружают по одной указанной приемной емкости и на торцовом борту карьера по одному указанному перегрузочному бункеру с погрузочными путями, которые вместе с экскаватором-драглайном являются основными элементами перегрузочного пункта. Поэтапное развитие горных работ в карьере связывают с периодическим и поочередным переносом обоих перегрузочных пунктов на крыльях карьерного поля.
С одной их установки отрабатывают один этап эксплуатации зоны применения комбинированного транспорта, высоту которой принимают равной 2Ивп, в том числе за сет отработки уступов, расположенных выше горизонта установки перегрузочного бункера, и сохраняют постоянной в течение всего периода отработки карьера путем перевода верхнего уступа на железнодорожный транспорт во время нарезки каждого нового горизонта.
Тем самым горизонт разгрузки автосамосвалов перемещается с низа зоны применения комбинированного транспорта к ее середине, и, когда понижение
шагом Шпп , величину которого определяют из выражений:
1 + ^2а, м; (4) Л
ТП1 — н
-шпп п вп
і
Ш11 —
і і ‘ ИИ
1 + Н вп
Ну
(5)
ч у
(Вс + Ну • Ща>)-
1бун ’
где Ш]п и Ш]] - величина
шага переноса перегрузочного пункта на крыле карьерного поля соответственно по падению и простиранию месторождения относительно его положения на начало отработки этапа эксплуатации карьера, м;
а - средний угол падения пласта полезного ископаемого на крыле карьерного поля в пределах одного эксплуатационного этапа карьера, град;
Иу - высота уступа, м;
Вс - ширина железнодорожного съезда, м;
ю - угол устойчивого откоса, град;
1
бун
расстояние от центра
навала вскрышных пород перегрузочного бункера до транспортной полосы, м.
Одновременно с переносом перегрузочного пункта осуществляют отработку породного целика от его предыдущего положения и понижение на величину Ивп глубины ввода в карьер железнодорожного транспорта, размещая горизонт разгрузки автосамосвалов внизу зоны применения комбинированного транспорта, а горизонт установки перегрузочного бункера - на ее середине, и после выполнения этих работ начинают отработку нового этапа эксплуатации карьера.
Предлагаемая технологическая схема с использованием комбинированного транспорта обладает следующими преимуществами.
1. Доставка вскрышных пород из зоны применения комбинированного транспорта авто-
самосвалами напрямую по скользящим съездам на нижний горизонт и разгрузка их в созданную на этом горизонте приемную емкость обеспечивает благоприятный режим эксплуатации автомобильного транспорта вследствие движения груженых автосамосвалов
«сверху-вниз» вместо существующего «снизу-вверх», что позволяет при одной и той же мощности двигателей значительно (в 2 - 3 раза) увеличить грузоподъемность самосвалов и сократить (в 1,2 - 1,4 раза) время их рейса за счет увеличения скорости движения и сокращения расстояния транспортирования по рабочему борту карьера, а также позволяет значительно увеличить руководящий уклон скользящих съездов (до 150 и более 0/00), что сокращает объем горно-подготовительных работ по их строительству и переносу.
2. Выемка вскрышных пород из приемной емкости и перемещение их экскаватором-драглайном в бункер, расположенный на высоте Ивп , значительно (на 70 - 80%) сокращает расстояние транспортирования пород автосамосвалом на участке подъема их с грузом к ПП.
3. Наличие на стыке автомобильного и экскаваторного технологических звеньев приемной емкости, созданной на горизонте разгрузки автосамосвалов, а на стыке экскаваторного и железнодорожного технологических звеньев ПБ, расположенного на высоте Ивп , при вышеуказанных объемах емкостей, обеспечивает непрерывную работу рассматриваемой технологической цепи и устраняет жесткую взаимосвязь конструктивных параметров используемого в этой цепи горного и транспортного оборудований, что исключает его простои из-за регламентированных перерывов в работе смежных технологических звеньев и позволяет применять в данной цепи экскаваторы-драглайны с емкостью ковша 20 м3 и более
X
X
при любых моделях транспортного оборудования.
4. Сооружение на каждом крыле карьерного поля по одному экскаваторно-перегрузочному ПП позволяет максимально приблизить эти пункты к рабочей зоне карьера и к расположенной на торцовом борту стационарной железнодорожной трассе и тем самым сократить расстояние транспортирования как автомобильным, так и железнодорожным транспортом.
5. Поэтапное развитие гор-
ных работ в карьере с периодическим и поочередным переносом обоих перегрузочных пунктов позволяет иметь в карьере постоянно действующий фронт разгрузки автосамосвалов,
транспортируя вскрышные породы со всех уступов зоны комбинированного транспорта к работающему перегрузочному пункту во время переноса другого на рабочее место.
6. Выбор высоты зоны применения комбинированного
транспорта, равной 2Ивп , в том числе за счет отработки уступов, расположенных выше горизонта установки ПБ и сохранение ее постоянной в течение всего периода эксплуатации карьера путем перевода верхнего уступа на железнодорожный транспорт во время нарезки каждого нового горизонта, перемещая тем самым горизонт разгрузки автосамосвалов с низа зоны применения комбинированного транспорта к ее середине, позволяет отрабатывать с одной установки перегрузочного пункта значительные объемы вскрышных пород (более 100 млн. м3 при длине карьера 4 км) при сохранении в оптимальных пределах расстояния транспортирования автосамосвалами (1,2 - 1,4 км).
□ Авторы статьи:
Ташкинов Александр Сергеевич
- докт. техн. наук, проф., зав. каф. разработки месторождений полезных ископаемых открытым способом
7. Понижение горных работ за один этап эксплуатации карьера на глубину Иеп обеспечивает необходимое развитие карьерного пространства для понижения на эту же величину глубины ввода в карьер железнодорожного транспорта и переноса перегрузочного пункта на новое место.
8. Одновременно выполнение работ по переносу перегрузочного пункта и отработке породного целика, на котором он был расположен, от его предыдущего положения и понижения глубины ввода в карьер железнодорожного транспорта на величину Ивп с размещением горизонта разгрузки автосамосвалов внизу зоны применения комбинированного транспорта, а горизонта установки перегрузочного пункта на ее середине, позволяет значительно сократить перерыв в работе перегрузочного пункта и перейти к отработке следующего этапа эксплуатации карьера.
9. Непосредственная раз-
грузка автосамосвалов в ПБ с примыкающей к нему разгрузочной площадки во время ремонта экскаватора-драглайна
позволяет увеличить на 30 -40% объем вскрышных пород, перегружаемых на этом перегрузочном пункте за год, за счет увеличения продолжительности его работы на 20 - 26% и пропускной способности на 50 -55%.
10. Выполнение перегрузочного пункта в виде пункта подъема и перегрузки вскрышных пород при размещении разгрузочной площадки на расположенном в нижней части зоны применения комбинированного транспорта горизонте разгрузки автосамосвалов, а экскаваторной площадки на торцовом бор-
ту карьера выше этого горизонта - на высоте Иэт , определяемой из выражения 1, а погрузочной площадки ПБ на максимальной высоте и тем самым расширить функциональные возможности перегрузочного пункта, осуществляя им подъем и перегрузку вскрышных пород, реализуя основное преимущество предлагаемого способа открытой разработки месторождений полезных ископаемых с применением комбинированного транспорта.
11. Выполнение приемной
емкости в виде дугообразной бункер-ямы трапециевидного
сечения, пройденной между разгрузочной площадкой и откосом уступа, на котором размещена экскаваторная площадка, обеспечивает необходимые условия для производительной работы экскаватора-драглайна и позволяет производить выемку вскрышных пород из бункер-ямы длиной более 200 м. Разделение длины бункер-ямы на экскаваторный и отвальный участки с попеременным изменением их технологического назначения в процессе эксплуатации перегрузочного пункта обеспечивает независимую и безопасную работу применяемого оборудования на разгрузочной площадке и бункер-яме.
12. Выполнение ПБ в виде работающего под завалом вскрышных пород вибробункера позволяет применять экскаватор-драглайн практически с любой емкостью ковша и сокращает время погрузки локо-мотивосостава за счет наличия в приемной воронке значительного объема вскрышных пород и более быстрой погрузки ее в
думпкар с одной его установки.
Норри Виктор Карлович -ст. научн. сотр. лаборатории открытой геотехнологи ИГД СО РАН
Кортелев Олег Борисович - докт. техн. наук, ст. научн. сотр., ведущий научн. сотр. лабор. открытой геотехнологии ИГД СО РАН
Молотилов Сергей Георгиевич - ст. науч. сотр. лаборатории открытой геотехнологии ИГД СО РАН
