CC BY
37
УДК 622.271
ТЕХНОЛОГИЯ НАРЕЗКИ ТРАНСПОРТНОЙ БЕРМЫ В БЕСТРАНСПОРТНОЙ ЗОНЕ ПРИ ПОПЕРЕЧНОЙ СИСТЕМЕ РАЗРАБОТКИ
А.В.Селюков1
Кузбасский государственный технический университет, 650026, г. Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Рассмотрена технология формирования горизонтальной транспортной бермы вспомогательным комплексом оборудования в бестранспортной зоне при разработке наклонных угольных свит по поперечной системе разработки.
Ил. 5. Табл. 2. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: нарезка транспортной бермы; бестранспортная зона; поперечная система разработки.
TRANSPORT BERM CUTTING TECHNOLOGY IN THE TRANSPORT-FREE ZONE AT THE CROSS-CUT SYSTEM OF MINING A.V. Selyukov
Kuzbass State Technical University, 28 Vesennyaya St., Kemerovo, 650026.
The author deals with the technology to form a horizontal transport berm by the auxiliary complex of equipment in a transport-free zone when developing inclined coal assise by the cross-cut system of mining. 5 figures. 2 tables. 3 sources.
Key words: cutting of a transport berm; transport-free zone; cross-cut system of mining.
В практике ведения открытых горных работ на угледобывающих предприятиях Кузбасса для отработки свиты наклонных пластов применяется углубочная продольная система разработки по классификации В.В.Ржевского, которая базируется на применении традиционных технических средств, причём перемещение вскрышных пород из забоя в отвал осуществляется с помощью автомобильного и железнодорожного транспорта. Анализ основных показателей угледобывающих предприятий Кузбасса, отрабатывающих наклонные месторождения, показывает, что себестоимость добычи 1т угля ежегодно вырастает на 5% при одновременном ухудшении его качества вследствие увеличения засорения породой. Несмотря на поставку новых моделей экскаваторов, транспорта и буровой техники на разрезы Кузбасса, эффективность открытой угледобычи непрерывно снижается. Одним из путей выхода из сложившейся ситуации является использование бестранспортной технологии при разработке наклонных угольных свит с поперечным под-виганием фронта работ.
На кафедре открытых горных работ КузГТУ проведены исследования [1,2] по изучению и оценке эффективности применения бестранспортной технологии для разработки угольных свит наклонного залегания (20-35°) поперечным фронтом работ, включающие вскрытие уступов бестранспортной зоны, схемы перевалки породы междупластий во внутренний отвал, организацию работы выемочного оборудования, оценку возможной высоты бестранспортной рабочей зоны. Рассмотрена также эффективность разработки бестранспортной рабочей зоны драглайном в сравнении с
разработкой ее по транспортной технологии. Особенностью поперечной системы разработки является то, что при отработке уступов заходки имеют сложное строение: по их длине чередуются блоки порода-уголь, количество которых зависит от числа рабочих пластов в свите. Следовательно, по структуре такие заходки являются породоугольными. При их отработке по бестранспортной технологии попеременно производятся вскрышные и добычные работы одним экскаватором-драглайном. Особенности вскрытия бестранспортной зоны изложены в [3]. В рассматриваемых условиях решаются две задачи вскрытия. Первая, являющаяся основной, связана с организацией вывоза угля из добычных забоев, вторая - с созданием и размещением трасс для организации перемещения буровых и выемочных машин. Причем система вскрывающих выработок и транспортных коммуникаций для решения первой задачи должна полностью или частично использоваться для решения второй задачи. В этой же работе отмечается, что при вскрытии рабочих горизонтов бестранспортной зоны необходимо учитывать направление движения драглайна при работе -кузовом вперед. Поэтому для отработки нижнего пласта свиты на каждом уступе со стороны почвы пласта необходимо отрабатывать породную призму и создавать берму вспомогательным комплексом оборудования шириной (Шд), обеспечивающей нормальную работу драглайна. Бермы на борту создаются для установки выемочного экскаватора драглайна при выемке нижнего пласта свиты (рис.1). Ширина бермы (Шд) должна быть достаточной для нормальной работы и перемещения по ней выемочной машины. Берма на-
1Селюков Алексей Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры открытых горных работ, тел.: (3842) 396368, e-mail: [email protected]
Selyukov Alexey Vladimirovich, Candidate of technical sciences, associate professor of the chair of Opencast Mining, tel.: (3842) 396368, e-mail: [email protected]
ращивается по мере подвигания фронта работ. Так, к примеру, угол откоса транспортного борта Yт при разработке наклонных месторождений равен углу залегания нижнего пласта свиты ф (рис.1).
По окончании отработки заходки по любому уступу выемочный экскаватор перемещается по транспортной берме до выездной траншеи и по ней поднимается и опускается на следующий отрабатываемый уступ или отвал для переэкскавации породы. Вскрытие ус-
В свою очередь геометрическая форма сечения породной призмы зависит от высоты уступа и угла падения пласта. Ширина блока определяется шириной бермы, на которую устанавливается шагающий экскаватор.
Рассмотрим пример нарезки транспортной бермы (уборки породной призмы) для условий разработки породоугольной заходки драглайном ЭШ 11.75. Ширина бермы составляет 26,2 м.
Рис.1. Схема формирования транспортного борта со стороны лежачего бока залежи
тупов бестранспортной зоны предлагается следую- На рис. 2 приведены расчетные схемы линейных
щее. Со стороны лежачего бока свиты создается вы- параметров и объема призмы.
Профиль Б
Рис. 2. Расчетные схемы к определению параметров породной призмы
ездная траншея во внутреннем отвале, которая формируется драглайном в процессе отсыпки отвала. Уклон траншеи 90%), а ширина по дну должна обеспечить перемещение выемочного и транспортного оборудования. К выездной траншее со стороны лежачего бока залежи примыкают горизонтальные бермы, которые наращиваются по мере подвигания работ (назовём их транспортными) для установки драглайна и формирования борта карьера (рис.1). Призма не позволяет осуществлять движение автосамосвалам-углевозам, так как эти коммуникации используются для вывозки угля и перемещения горного оборудования. В [3] отмечается, что для отработки призм необходимо вводить в комплект вспомогательное оборудование. При выборе оборудования для отработки призмы необходимо знать параметры, к которым относятся: ширина призмы, высота (Ипт) и геометрическая форма сечения в виде трапеции и треугольника.
Выбор комплекта оборудования в зависимости от вида расчетной схемы породной призмы производится согласно условиям, приведенным в табл. 1.
Таблица 1
Условия выбора вспомогательного комплекта
оборудования
Выемочное оборудование Условие
Мехлопата и прямая гидравлическая лопата |1пт<2Нч (схема А и Б)
Обратная гидравлическая лопата Ипт<(Нчв+ Нчн) (схема В)
В табл. 1 приняты следующие обозначения: Нч -высота черпания, м; Нчв - высота черпания на уровне стояния обратной гидравлической лопаты, м; Нчн -глубина черпания, м.
Направление перегона
Место стояния ЭШ при отработке пласта
Вспомогательный экскаватор 3
Вспомогательный экскаватор д
Рис. 3. Технологическая схема разработки породных призм: а - размещение навала из вскрыши драглайном на транспортной берме для формирования съезда перед началом отработки призмы; б - отработка верхнего слоя призмы с расположением вспомогательного экскаватора и автосамосвала на съезде при разработке верхнего слоя; в - уборка съезда и нижнего слоя призмы при установке вспомогательного комплекта оборудования на транспортной берме; г - положение горизонтальной транспортной бермы после ее нарезки
Техническая характеристика выбранного оборудования для отработки породных призм и нарезки транспортной бермы на борту карьера приведена в табл. 2.
Таблица 2
Техническая характеристика экскаваторов, принятых для отработки призм
Наименование параметра Тип экскаватора
Прямая мехлопата ЭКГ-5А CATERPILLAR 365CL(II) Обратная гидравлическая лопата VOLVO EC 450
Вместимость ковша, м3 5 4,00 4,85
Радиус черпания, м 14,5 9,50 12,85
Высота черпания, м 10,3 10,7 8,05
Радиус разгрузки, м 9,04 6,7 8,65
Высота разгрузки, м 6,7 7,00 6,2
Глубина черпания, м 0,7 1,5 6,84
Организация работ по нарезке транспортной бермы состоит в следующем. При завершении отработки
породоугольной заходки (шириной А) драглайном ЭШ 10.70 остаётся породная призма - фигура 1-2-3-4-5 (рис.3, а). Бурение и взрывание породной призмы производятся одновременно со всей породоугольной заходкой, т.е. до начала ведения выемочно-погрузочных работ породная призма разрушена взрывом (рис. 3,а). Шагающий экскаватор, отрабатывая стратиграфически нижний пласт свиты, складирует часть породы из заходки на транспортную берму. Далее бульдозером ДЗ 101А формируется съезд с уклоном 800/00 на высоту, необходимую для снятия верхнего слоя породной призмы. Вспомогательный экскаватор перегоняется со стороны внутреннего бестранспортного отвала, устанавливается на съезд и начинает грузить породу в автосамосвал БелАЗ 7555 (грузоподъёмностью 55 т) (рис.3, б). Карьерный автосамосвал подъезжает к подножию съезда, совершает разворот и подаётся под погрузку задним ходом. Произведя уборку верхнего слоя призмы, вспомогательный экскаватор опускается по съезду на отработку нижнего слоя породной призмы. Одновременно с разборкой съезда происходит разработка нижнего слоя (рис.3, в). После завершения работ по уборке призм вспомогательный экскаватор перегоняется обратно на внутренний отвал и там ожидает до времени нарезки следующей бермы. Затем становится возможным осуществлять грузопоток угля либо перемещать оборудование по горизонтальной транспортной берме (рис. 3, г).
= = =
о ю я
&
и
40
30
20
10
10
25
15 20
высота породной призмы, м ^^САТЕРР!1_1_АР365С1_(!!) ЕС 450 -*^ЭКГ-5А
Рис. 4. График зависимости времени отработки породной призмы от высоты породной призмы и
модели вспомогательного экскаватора
ЭКГ-5А VOLVO EC 450 CATERPILLAR365CL(II)
Рис. 5. График зависимости затрат на разработку 1м3 породной призмы от высоты породной призмы и
модели вспомогательного экскаватора
При оценке технологических схем для различных комплексов используются следующие показатели: производительность экскаватора, время отработки призмы, стоимость 1м3 разработки призмы.
В качестве оборудования по нарезке бермы рассматривались также следующие варианты: шагающий экскаватор и колесный погрузчик. Шагающий экскаватор для отработки породной призмы непригоден по своим рабочим параметрам, так как верхнее значение угла откоса забоя (ф) драглайна 35-38°, а для формирования бермы необходим угол откоса (ап), равный 75°, следовательно, сам ЭШ 10.70 использоваться не может. При использовании колесного погрузчика небиблиографический список
обходимо создавать площадку, по ширине превышающую ширину бермы (Шд), которая приводит к увеличению объема вскрышных работ по каждому уступу на 10-15%. Эта площадка необходима для маневрирования и погрузки породы в автосамосвалы. Как следствие возникает малая производительность вспомогательного комплекта оборудования.
Из данных, представленных на рис. 4 и 5, видно, что по технико-экономическим показателям рекомендуется использовать карьерный экскаватор мехлопату ЭКГ-5А для нарезки транспортной бермы в бестранспортной зоне.
1. Селюков А.В. Бестранспортная технология разработки наклонных угольных свит с поперечным развитием фронта работ // Энергетическая безопасность России. Новые подходы к развитию угольной промышленности: тр. межд. науч.-практ. конф. Кемерово, 2003. С. 73-75.
2. Селюков А.В. Оценка эффективности бестранспортной
технологии разработки наклонных угольных свит при попе-
речном развитии фронта работ // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. тр. Иркутск, 2004. Вып.4. С.121-122.
3. Селюков А. В. Вскрытие бестранспортных горизонтов при поперечной системе разработки свиты наклонных угольных пластов // Проблемы освоения минеральной базы Восточной Сибири: сб. науч. тр. Иркутск, 2004. Вып.4. С.127-130.
