CC BY
196
чи в пересчете на 1 тонну погашаемых запасов.
■ Технологические схемы с образованием отвалов из вскрышных пород в карьере, используемых в качестве изолирующих массивов, для формирования транспортных съездов и площадок для работы оборудования, пригрузки подрабатываемых бортов, характеризуются значительным удорожанием (30-50%) добычи, наибольшее влияние на себестоимость одной тонны руды оказывают дальность расположения внешних отвалов, удаление блока от основания карьера, его запасы.
■ Объем запасов в прибортовой зоне сказывается на величину получаемой прибыли, зависимость прибыли от объема запасов близка к прямолинейной. В большей мере это влияние проявляется при системах разработки с обрушением руды и вмещающих пород, а также при слоевых системах разработки с закладкой и формированием пригрузки.
■ Удаление прибортовых запасов от дна карьера мало отражается при камерных и слоевых системах разработки с закладкой.
Список литературы
1. Волков Ю. В., Соколов И. В., Камаев В. Д. Выбор систем подземной разработки рудных месторождений. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 124 с.
2. Каплунов Д. Р., Калмыков В. Н., Рыльникова М. В. Комбинированная геотекнопогия. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2003. 560 с.
List of literature
1. Volkov U. V., Sokolov I. V., Kamaev V. D. Choice of systems of underground mining of ore deposits. Ekaterinburg: UrD the Russian Academy of Sciences, 2002. 124 with.
2. Kaplunov D. R., Kalmykov V. N., Ryl'nkova M. V. Combined geotechnology. Moscow: «Ore and metals» Publishing House, 2003. 560 p.
УДК 621.879:622.271.4
Бурмистров К.В., КолонюкА.А., Аргимбаев K.P.
ВЫБОР КОМПЛЕКСОВ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫХ РАБОТ В СТЕСНЕННЫХ УСЛОВИЯХ НИЖНИХ ГОРИЗОНТОВ КАРЬЕРОВ
Современное состояние открытых горных работ характеризуется значительным усложнением горногеологических условий отработки месторождений в связи с увеличением глубины действующих карьеров и вовлечением в эксплуатацию новых, более сложных по своему геологическому строению, запасов. Кроме того, в последнее время все больший интерес для горнодобывающих предприятий представляют небольшие и трудно разрабатываемые рудные месторождения, которые ранее оставались невостребованными. Для того чтобы освоение таких запасов было целесообразным , необждимо обеспечивать высокую интенсивность их отработки, а также минимальные текущие и общие объемы вскрышных работ.
При разработке нижних горизонтов глубоких
DAEWOO
3%
ATIAS-TEREX Прочие
GMBH 12%
1% LIEBHERR 1%
J.C.B.
4%
VOLVO
NEW HOLLAND
KOMASTU LTD 15%
жг№А1 11%
Рис. 1. Доля импорта карьерных гидравлических экскаваторов основных зарубежных производителей
карьеров, а также при интенсивной отработке малых месторождений условия производства горных работ можно характеризовать, как стесненные, которым присущи следующие особенности: снижается площадь рабочей зоны, возрастают интенсивность и годовые объемы работ по подготовке новых горизонтов, вследствие чего снижается производительность горного оборудования.
Традиционно применяемые на карьерах канатные мехпопаты не могут эффективно эксплуатироваться в таких условиях Доля их достигает 80°% от общего объема карьерного выемочно-погрузочного оборудования, применяемого в нашей стране.
В работе было проведено сравнение эффективности применения в стесненных условиях экскаваторов-мехлопат и гидравлических, так как рост уровня надежности гидравлических экскаваторов с некоторых пор позволяет им успешно конкурировать с механическими лопатами.
Для сравнения эффективности применения в стесненных условиях был принят экскаватор ЭКГ-5А как один из самых распространенных на отечествен -ных карьерах. При выборе гидравлического экскава-тора руководствовались следующим: аналогичная
емкость ковша; модель экскаватора, широко используемая на территории РФ. Так как отечественные карьерные гидравлические экскаваторы не получили широкого применения на открытых горных работах, выбор осуществлялся на основе статистических дан -ных импорта экскаваторов в нашу страну (рис. 1). В соответствии с этим был принят гидравлический экскаватор НйасЫ ЕХ 1200-5.
Сравнительные характеристики экскаваторов
Наименование характеристики ЭКГ-5А Hitachi EX 1200-5
Расчетная производительность, м3/ч 328,1 420
Максимальная высота черпания, м 10,3 14,02
Максимальная глубина копания Нг,к, м - 10,31
Допустимая высота отрабатываемого забоя” Н3, м 10 18
Интенсивность отработки предварительно разрыхленной горной массы”, % 75 100
Безвзрывная отработкауступа при коэффициенте крепости 2 4
Сила копания на ковше, кН 152 418
Сила копания на рукояти, кН 101 325
Послойная отработка высоты забоев - +
Режим управляемого обрушения пород - +
Эргономика рабочего места - +
Энергопотребление при отработке предварительно разупроченных массивов крепких пород””, % 100 70
Количество обслуживающего персонала 2 1
Необходимость переносаЛЭП при взрыве +
Сменность рабочего оборудования - Гидромолот
При использовании режима управляемого обрушения.
"Исходя из технической характеристики экскаватора; за 100% принята интенсивность отработки гидравлическим экскаватором.
■■ За 100% принято энергопотребление экскаватором ЭКГ-5А.
А-А
Рис. 2. Проходка въездной траншеи экскаватором ЭКГ-5А: 1-5 - последовательность отработки слоев
На основе анализа литературных источников, справочных данных, опыта эксплуатации данных экскаваторов произведено сравнение технических характеристик, необходимых для оценки возможности применения их в стесненных условиях рабочей зоны карьеров (см. таблицу).
Для производства горных работ с применением мехпопат необходимо поддерживать рабочие площадки на верхней и нижней плошддках уступа. На верхней -для размещения бурового станка, на нижнем - для размещения экскаватора и транспортных коммуникаций. Гидравлические же экскаваторы размешдются на одной площадке с буровыми станками. Необходимая плошддь рабочей зоны при этом значительно сокращается.
При интенсивной отработке малых месторождений, а также при интенсивном производстве работ в добычной зоне крупных карьеров необходимо обеспечить высокие темпы работ по подготовке новых горизонтов. Практика показывает, что прождка траншей и котлованов является наиболее трудоемкой и малопроизводительной операцией при открытом способе разработке месторождений, особенно если нижние горизонты обводнены и на карьере применяется открытый водоотлив. В таких условиях производительность механических лопат снижается на 20-50%. Снижение производительности вызвано следующими факторами:
- траектория черпания экскаваторов «прямая лопата» не позволяет интенсивно зарезаться при проходке наклонныхсъездов;
- до окончания проходки въездной траншеи экскаваторы фактически работают на уступах заниженной высоты;
- проходка траншеи осуществляется тупиковым забоем.
n6j—И э б
(^Э
Рис. 4. Технологические процессы при проходке въездных траншей:
безучега работ на вторичное БВР: а - экскаватором «прямаялопага» при обводненном нижнем горизонте; б - экскаватором «прямая лопага» при необводненном нижнем горизонгелибогидравлическим экскаватором «обратная лопата»; сучегом работ на вторичные БВР: в- экскаватором «прямая лопата»; г - гидравлическим экскаватором типа «обратная лопата»;
В - взрывные работы; Пб - подготовка блока к экскавации;
Эп - экскавация п-го слоя; 3 - устройство зумпфа;
Пэ - перегон экскаватора на начало траншеи;
Вк - взрывание котлована; Вд - производство вторичных БВР
2
3
4
5
И при применении экскаваторов ЭКГ-А прождка траншеи при подготовке новых горизонтов в обвод-ненныхусловиях осуществляется послойно (рис. 2).
При подготовке новых горизонтов в необводненных условиях схема прождки траншеи упрощается. Траннкя может проходиться сразу на полное сечение (рис. 3). Аналэгичная схема проходки траншеи будет, если на этих работах задействовать гидравлический экскаватор типа «обратная лопата», как в условиях обводненности нижних горизонтов так и в необводненныхусловиях Трудоемкость проходки траншей при этом значительно снижается, т.к. уменьшается общее количество выполняемыхопераций (рис. 4).
Для определения затрат времени на подготовку новых горизонтов были разработаны ленточные графики
ШеШа 1200-5 ЖвсіїЕХ ¡200-5
ЭКГ-5А
ЭКГ-5А
ШІ
я Т. г
3 - Проходка Въездной траншеи
- Проходка котлобана
- Разнос котлобана
Рис. 5. Ленточные графики определения сроков работ по подготовке новых горизонтов
А6
Рис. 6. Схема доработки запасов ниже дна карьера:
а - при применении ЭКГ-5А; б - при применении НІйсИІ ЕХ 1200-5; 1 - рудная залежь; 2 - съезд для вскрытия дополнительного горизонта ниже дна карьера; 3 - разнос борта для доработ ки запасов
выполнения работ (рис. 5). Анализируя полученные графики, можно сделать вывод о том, что подготовка новых горизонтов с применением гидравлических экскаваторов позволяет повысить скорость прождки въездных траншей в 2,5 раза и сократить общие сроки работ по подготовке новых горизонтов до 1,5 раз.
С целью определения возможной интенсивности отработки месторождения была принята условная модель карьера по усредненным параметрам карьеров на базе малых месторождений, а также нижней добычной зоны крупных карьеров (рис. 6).
Дно карьеров, как правило, отстраивается по контуру полезного ископаемого. В случае, когда ширина дна карьера оказывается недостаточной для свободной доработки карьера при применении канатных мехлопат, приходится применять различные способы доработки нижних горизонтов.
Отработка нижнего горизонта может осуществляться в следующей последовательности: проходится въездная траншея на данный горизонт, производится отработка некоторой части запасов, формируется новый съезд на отработанной части, затем производится доработка запасов на оставшейся площади, в том числе под первоначальным съездом. При ширине дна менее 40 м даже такая схема не применима и соответственно запасы на данном горизонте либо останутся недоработанными, либо необходимо борт карьера отстраивать таким образом, чтобы предусматривать заезд на данный горизонт. Это повлечет за собой выемку значительных дополнительных объемов вскрышных пород (см. рис. 6). При отработке такого месторождения с применением гидравлических экскаваторов типа «обратная лопата» либо комбинацией канатной мехлопаты на верхних горизонтах и гидравлического экскаватора на нижних схема отработки изменяется. При этом нижний горизонт карьера можно отрабатывать нижним черпанием без формирования въездной траншеи, что приведет к значительному сокращению общего объема вскрышныхработ в карьере.
Для рассматриваемой модели карьера было определено, что при применении гидравлических экскаваторов «обратная лопата» срок отработки сокращается практически в два раза. Экс-
Яб
электроэнергия сплата т^да стальной канат
стоимость та<ущих ремонтов
смазснные и обтирочные материалы ЯКНО
кабель КВШГ 3/35+1/10
сумма затратна подвод эл. энергии
10%
6%
84%
оплата труда
стоимость
текущих
оемэнтов+оасхоаных
Рис. 7. Структура эксплуатационных затрат экскаваторов: а - для ЭКГ-5А; б - для НИасЫ ЕХ 1200-5
£
о.
.0
I-
(I
о.
I-
(I
«
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
плуатационная производительность экскаваторов, с учетом значительного объема работ по подготовке новых горизонтов, составила:
ЫйасЫ ЕХ 1200-5 - 1206440 м3/год
ЭКГ 5А - 737384 м 3/год.
Также были определены эксплуатационные затраты, которые составили: ЭКГ-5А -5312,01 тыс. руб./год, ЫйасЫ ЕХ 1200-5 -5874,7 тыс. руб/год Структура затрат для экскаваторов ЭКГ-5А определялась на основе Норм технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов (Л., 1977), а для экскаватора ЫйасЫ ЕХ 1200-5 - на основе данных специализированных сервисных центров (рис. 7).
Стоимость экскаваторов учитывалась при определении сроков окупаемости гидравлического экскаватора (рис. 8), при этом следует отметить, что в настоящее время ЫйасЫ ЕХ 1200-5 почти в 1,5 раза дороже ЭКГ-5А.
Таким образом, на основе проведенных исследований можно сделать вывод о том, что в стесненных
0
Рис.
—Эксплуатационные затраты ЭКГ
-■— Эксплуатационные затраты Hitachi
Капитальные затраты ЭКГ
-•— Капитальные затраты Hitachi
▲ Количество
экскаваторов ЭКГ, шт
х Количество экскаваторов Hitac hi, шт карьера, тыс. м~
8. Экономическая оценка применения экскаваторов
условиях карьеров наиболее целесообразно применять гидравлические экскаваторы типа «обратная лопата», либо их комбинацию с канатными мехлопата-ми. При этом на верхних горизонтах карьеров целесообразно применять канатные мехлопаты, а на нижних - гидравлические экскаваторы.
2000 4000 6000 8000
Годовая производительность
9%
7%
2%
УДК 622.831
БаряхА.А., Асанов В.А., ФедосеевА.К, Токсаров В.Н., Евсеев A.B.
ГЕОМЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОТСТАВАНИЯ ОЧИСТНЫХ
_ _ __ _ _ _ _ *-» _ _ _ _ __ _ __ ______*-» А
РАБОТ ПРИ ОДНОВРЕМЕННОЙ ОТРАБОТКЕ СМЕЖНЫХ ПАНЕЛЕЙ
На Верхнекамском месторождении калийномагниевых солей применяется камерная система разработки с поддержанием кровли на относительно «жестких» целиках Способ подготовки - панельный. Выемка
* Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 09-05-00837-а, междисциплинарного интеграционного гранта «Деформирование и разрушение структурно-неоднородных геоматериалов» и внутривузовского гранта ПГТУ «Экспериментальное исследование процессов деформирования и разрушения глинистых контактов соляных пород Верхнекамского месторождения калийных солей».
руды осуществляется комбайновым способом. Ширина камер изменяется в пределах от 3 до 16 м, высота определяется в основном мощностью пластов и в среднем составляет 5-7 м, ширина междукамерных целиков изменяется в диапазоне от 3 до 18 м.
Анализ состояния камер в отработанном пространстве показал [1], что при определенных горногеологических и горнотехнических условиях очистные выработки теряют устойчивость до истечения необж-димого по условиям эксплуатации времени. Так, несмотря на использование анкерной крепи, отработка
