Условия эффективного применения драглайнов на горно-капитальных работах Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

------------------------------------ © И.В. Деревяшкин, Л.Н. Кашпар,

2008

УДК 621.879.38

И.В. Деревяшкин, Л.Н. Кашпар

УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОГО ПРИМЕНЕНИЯ ДРАГЛАЙНОВ НА ГОРНО-КАПИТАЛЬНЫХ РАБОТАХ

Семинар № 16

¥~Ъ учебниках по открытым горным

-Я-Э работам подробно изложена теория и практика выполнения горных работ по строительству карьеров мехлопа-тами. В ряде публикаций [1, 2, 3, 4] коротко изложена возможность выполнения горно-капитальных работ драглайнами, как на строительстве карьеров, так и на вскрытии карьерных и шахтных полей (при определенных геологических условия).

Вскрытие карьерного поля драглайнами может осуществляться по одной из технологических схем:

1. разработка объемов капитальной траншеи с укладкой на нерабочий борт (при глубине траншеи до 40 м);

2. разработка объемов капитальной траншеи с погрузкой на транспорт:

а) непосредственно в транспортное средство;

б) в транспортное средство через бункерное устройство.

Непосредственно погрузка разрабатываемых драглайном объемов в транспортное средство возможна при длине стрелы не более 60 ми вмес-тимости ковша до 15 м3. Это положение доказано практикой разработки пород вскрыши на карьере Михайловского ГОКа. Указанные параметры драглайна и организация выемочно-погрузочных и транспортных работ обеспечивают необходимое подвигание фронта работ на уступе и выполнение требований ПТЭ и ПТБ.

При этом на карьере работало до 9 драглайнов при практически равной производительности драглайнов как на погрузке в автотранспорт так и на железнодорожный транспорт. Годовая производительность одного кубометра вместимости ковша колебалась около 150 тыс. м3 (от 112 до 160 тыс. м3) [4].

На очереди строительство новых железорудных карьеров на КМА.

Глубина капитальной траншеи превышает 140 м. По проектам института Центрогипроруда срок строительства такого карьера составляет более 10 лет. Столь длительное инвестирование без возврата капиталовложений не реально. Необходимо сокращение сроков строительства карьера до 1,5-2 лет. И это возможно. Для достижения необходимой производительности экскаватора на горно-капитальных работах необходимо использовать мощные драглайны с длиной стрелы 100-130 м и емкостью ковша 100-150 м3 [3]. Вывозить названные объемы можно любым видом транспорта при загрузке транспортной единицы через потокоформирующий модуль секционного типа (бункер-перегружатель). Одновременно может загружаться до 10 транспортных единиц. Разгружать из ковша мощного драглайна горную массу через потокоформирующий модуль можно за 10-12 с. Таким образом, возможности транспорта превышают производительность мощного драглайна [1].

Полагаясь на достигнутые показатели работы драглайнов в карьере (150 тыс. м3/год на кубоковш) один экскаватор может выполнять не менее 22,5 млн. м3 объемов горных работ в год. Учитывая гибкую связь экскаватор-транспорт производительность драглайна может достигнуть не менее 30 млн. м3/год.

Например при глубине траншеи 40 м и ширине по дну 350 м ее длина составит 2000 м.

Названные цифры показывают огромные возможности техники и технологии выполнения горно-капиталь-ных работ драглайнами. Например, два драглайна, вводимые в эксплуатацию через 6 мес., обеспечат темпы углубки не менее 80 м/год [4]. При этом рабочая площадка располагается на верхней площадке уступа, угол откоса рабочего борта строящегося карьера составляет 18-20°, скорость подвигания фронта работ, как и шаг передвижки потокоформирующего модуля регулируются параметрами

Рис. 1. Влияние Ну/1с на ширину заходки (Аз) и шаг передвижки ^„) потокоформирующего модуля, объема разрабатываемого блока (№) и шага передвижки экскаватора ^э).

экскаваторного забоя и его положением на уступе и изменением типа забоя от торцевого до веерного [2].

Высота разрабатываемого драглайном уступа определяется длиной стрелы драглайна и углом ее наклона к горизонту.

Расположение рабочей площадки на верхнем горизонте разрабатываемого уступа исключает технологические простои драглайна, связанные с перекладкой транспортных коммуникаций. Транспортные коммуникации могут монтироваться вслед за подвиганием забоя как на нижнем, так и на верхнем горизонте на освобожденных площадях.

Отрабатываемый на одно положение модуля объем можно вычислить используя коэффициенты Кн, Ка, Кп, при принятой длине стрелы.

Коэффициент определения высоты уступа Кн колеблется в пределах 0,25-

0,4, коэффициент веерного забоя Ка колеблется от 0,85-1,2, коэффициент определения шага передвижки модуля Кп от 2,4 до 2,8 (рис. 1).

Объем, отрабатываемый драглайном на одно положение модуля составляет:

W = К„, К,, К„, 1с3, м

Максимальное значение объема, отрабатываемого драглайном может достигать 2,5 млн м , что позволяет драглайну работать на одно положение модуля не менее 1 мес.

Полугодие 1 2 3 4

Объемы, выполняемые за полугодие, м 3 15 30 45 60

Объемы, выполняемые с начала строительства, м 3 15 45 90 150

Рис. 2. Объ емы и последовательность выполнения по полугодиям и горизонтам в мл? м3 при темпах у глубки 80 м

Модуль будет передвигаться не менее 5 суток, а с учетом плановых ремонтов и осмотров не менее 7 суток. Вероятно, что требует отдельных специальных исследований, необходимо иметь на уступе два комплекса модулей [2].

За год работы один мощный драглайн отрабатывает не менее 30 млн м3. при вводе в эксплуатацию нового драглайна в строй действующих через каждые полгода, объемы и темпы углубки наглядно показаны на рис. 2.

При темпах углубки 80 м/год и ширине заходки 350 м один драглайн отрабатывает полосу длиной 3000 м, что равно значению 3 полосам отработки уступа. Конечно можно перейти на разработку уступа двумя подуступами, тогда срок строительства возрастает в 1,52 раза при сокращении затрат на обору-

1. Деревяшкин И.В., Кашпар Л.Н. Конструктивные особенности и условия применения потокоформирующих модулей в карьере, ГИ-АБ №11, М., 2006.

2. Деревяшкин И.В., Кашпар Л.Н. Рациональные условия применения технологии выполнения горно-капитальных работ драглайнами с погрузкой на транспорт, ГИАБ №11, М., 2006.

3. Деревяшкин И.В. Перспективы применения драглайнов на железорудных карьерах России, ГИАБ №11, М., 2006.

дование в 2 раза. Решать проблему сроков строительства карьера будут инвесторы. Но ясно одно, капиталовложения начнут окупаться за очень короткий срок. Для сравнения сопоставим сроки строительства Лебединского карьера, глубина траншеи 40 м, и условного карьера, глубина траншеи 160 м: 4 года и два года. Не менее значимы результаты, полученные для варианта вскрытия шахтного поля траншеями. Достаточно сравнить сроки вскрытия шахтного поля траншеями и стволами, соответственно, 2 мес. и 30 мес.

Практически в обоих рассмотренных случаях можно ввести в эксплуатацию горные предприятия различной мощности вкладывая в строительство короткие деньги.

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

4. Деревяшкин И.В., Фидель Р.А., Корчагин С.Е. Строительство мощных железорудных карьеров. Проектирование, практика строительства, теоретические изыскания новых технологических решений, РУДН, М., 1998.

5. Деревяшкин И.В. Драглайны: шаги из прошлого в будущее, Мировая горная промышленность 2004-2005 г.г.: история, достижения, перспективы, ГЕМОС, М., 2005. ВТШ

— Коротко об авторах -----------------------------------------------------------------

Деревяшкин И.B. - доктор технических наук, профессор, МГОУ,

Кашпар Л.Н. - доктор технических наук, профессор, РУДН.

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 16 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. B.C. Кузьмин.