Грузопотоки и система вскрытия рабочих горизонтов Исполнитель
![и система вскрытия рабочих горизонтов~.docx](/templates/VKmusic/images/file/docx.png)
- Скачано: 36
- Размер: 1.73 Mb
Цель занятия: показать по схеме формирование грузопотоков и ознакомить студентов с их основными видами.
План:
- Формирование грузопотоков.
- Понятие о способе, схеме и системе вскрытия рабочих горизонтов карьера.
- Вскрытие рабочих горизонтов.
{spoiler=Продолжать Читать}
Виды грузопотоков
Каждый выемочный слой в общем случае может быть представлен:
вскрышными породами (скальными, полускальными, плотными или мягкими);
некондиционными и забалансовыми полезными ископаемыми, складируемыми в отдельные отвалы для использования в последующие периоды;
полезными ископаемыми, в которых согласно плановым заданиям выделяют типы и сорта для раздельного транспортирования и использования.
Поток грузов определенного качества, характеризуемый сравнительно устойчивым (во времени) направлением и определенным объемом перевозок в единицу времени (смену или сутки), называется элементарным грузопотоком.
Если породы в забое однородны (простой забой), то от него начинается один элементарный грузопоток; от сложного забоя (при разнородных породах и раздельной выемке) начинаются два или три элементарных грузопотока. Таким образом, число элементарных грузопотоков на уступе зависит от числа забоев и способа выемки пород в них и оно обычно больше числа действующих забоев.
Элементарные грузопотоки могут различаться по своим направлениям (рис. 6.3, а и б), а также по виду транспорта (см. рис. 6.3, б), транспортных коммуникаций (рис. 6.3, в)или моделей одного вида карьерного транспорта. Например, элементарные породный и рудный грузопотоки от сложного рудного забоя при использовании автотранспорта и одной автодороги часто различаются лишь перемещением руды и породы в разных автосамосвалах одного и того же типоразмера (рис. 6.3, г).При использовании конвейерного транспорта в таких условиях уже требуются отдельные конвейеры, т. е. элементарные грузопотоки различаются транспортными коммуникациями и средствами (см. рис. 6.3, в).
Рис. 6.3. Схемы элементарных грузопотоков:
1 -вскрышных пород; 2 - полезного ископаемого; 3 - попеременно пустых пород и полезного ископаемого.
Элементарные грузопотоки из забоев при однородных породах в целях сокращения их числа стремятся объединить в один грузопоток с уступа (рис. 6.4). По тому же принципу объединяют грузопотоки уступов в однородные грузопотоки группы или всех уступов карьера (рис. 6.5, а и г).
Рис. 6.4. Схема грузопотоков с уступа:
1 - вскрышных пород; 2- полезного ископаемого.
Группа соединяющихся элементарных грузопотоков, имеющих общие коммуникации, образует сходящийся грузопоток (см. рис. 6.4 и 6.5, а).Общий грузопоток карьера или его участка, разделяющийся затем на отдельные грузопотоки, называется расходящимся грузопотоком (рис. 6.5, б).Разделяются в основном грузопотоки вскрышных пород и полезного ископаемого, реже — разнородных пород и редко — однородных пород.
Общий грузопоток, образованный сходящимися вначале элементарными грузопотоками, а затем (чаще на поверхности) расходящимися, называют сложным грузопотоком (рис. 6.5, в).Если по пути следования грузов имеются перегрузочные или сортировочные пункты, грузопоток называют комбинированным. В практике открытых разработок преобладают сложные и комбинированные грузопотоки.
Если грузопотоки состоят из разнородных пород, их называют разнородными грузопотоками.
Общий грузопоток карьера называют сосредоточенным, если составляющие его грузопотоки перемещаются по одним выходным транспортным коммуникациям из карьера (см. рис. 6.5, а),и рассредоточенным (см. рис. 6.5, г),если грузопотоки перемещаются по различным коммуникациям.
Сокращение числа грузопотоков в карьере позволяет экономичнее использовать оборудование, улучшить качество дорог, а также сократить число вскрывающих выработок и затраты на их сооружение.
Несколько грузопотоков в карьере могут быть:
независимыми друг от друга, если работа комплекса оборудования, обслуживающего данный грузопоток (от его начала до конца), не зависит от работы оборудования, обслуживающего другие грузопотоки, и оборудование строго закреплено за определенным грузопотоком;
зависимыми друг от друга, если необходимо периодически перераспределить оборудование, в частности транспортные средства, по смежным грузопотокам для более полного его использования; такое перераспределение производится диспетчерской службой;
жестко зависимыми, если диспетчерская служба постоянно, в соответствии с графиком, изменяет загрузку оборудования, перераспределяет оборудование и регулирует объемы элементарных грузопотоков (например, для достижения нужного усреднения полезного ископаемого, поступающего из карьера на обогатительную фабрику).
Рис. 6.5. Схемы грузопотоков из карьера:
1-вскрышных пород; 2 - полезного ископаемого; 3 - попеременно пустых пород и полезного ископаемого.
Наиболее распространены зависимые грузопотоки. Грузопотоки организационно объединяют воедино все процессы: подготовку пород к выемке, их выемку и погрузку, перемещение, отвалообразование и складирование. Четкое функционирование грузопотоков предопределяет экономичность ведения горных работ и эффективность использования оборудования.
Понятие о способе, схеме и системе вскрытия рабочих горизонтов карьера
Вскрытие рабочих горизонтов осуществляется для обеспечения сформированных на уступах грузопотоков транспортными коммуникациями, позволяющими перемещать грузы с рабочих горизонтов до пунктов приема на поверхности или на промежуточных горизонтах. Вскрывающие выработки начинаются с поверхности или с уже вскрытого промежуточного рабочего горизонта и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта.
Способ вскрытия определяется рядом признаков, в первую очередь видом вскрывающих выработок.
В отдельных случаях (использование башенных экскаваторов и кабельных кранов) разработка всего месторождения и перемещение карьерных грузов производятся без проведения вскрывающих выработок. Возможно создание транспортного доступа к отдельным рабочим горизонтам карьера и при отсутствии вскрывающих выработок: например, при перевозках вскрышных пород на погоризонтные отвалы карьеров нагорного или нагорно-глубинного вида, при использовании конвейеров, расположенных на нерабочем борту, и т. д. Такой способ вскрытия называется бестраншейным.
В большинстве случаев рабочие горизонты карьера вскрывают капитальными траншеями или полутраншеями. Реже осуществляется вскрытие подземными выработками (наклонными и вертикальными стволами, штольнями, тоннелями), а также комбинированным способом.
Траншеи, предназначенные для движения колесных транспортных средств (железнодорожный и автомобильный транспорт), должны быть наклонными; траншеи, оборудуемые подъемниками, - крутыми.
В зависимости от числа уступов (один, группа или все уступы карьера), обслуживаемых траншеями с общей трассой, различают соответственно отдельные, групповые и общие траншеи (см. табл. 7.1).
Внешние траншеи бывают стационарными или полустационарными. Внутренние траншеи могут быть стационарными (расположены на нерабочих бортах карьера), полустационарными, временными и скользящими. Временные и полустационарные внутренние траншеи на рабочих бортах карьера применяют для уменьшения объемов горно-капитальных работ и при перераспределении во времени объемов вскрышных работ.
Таблица 7.3. Классификация способов вскрытия
На рабочем горизонте, вскрытом одной (одинарной) капитальной выработкой, чаще всего применяется маятниковое (возвратное) движение транспортных средств. Если рабочий горизонт вскрыт двумя выработками (грузовой и порожняковой), то обеспечивается сквозное движение транспортных средств на уступах и в этом случае повышается использование горного оборудования во времени, в результате чего компенсируется увеличение затрат на сооружение вскрывающих выработок. Такие выработки называют парными, они могут иметь внешнее или внутреннее заложение и состоять из пары отдельных, групповых или общих траншей или полутраншей. Соответственно выделяются одинарные и парные трассы. Парные траншеи и трассы применяют в основном в неглубоких карьерах с интенсивным грузооборотом.
В соответствии с указанными главными признаками разделения капитальных траншей в табл. 7.3 приводится классификация основных способов вскрытия, построенная на основе классификации проф. Е.Ф. Шешко.
При вскрытии горизонтов, расположенных ниже господствующего уровня земной поверхности, продольный профиль капитальных траншей характеризуется подъемом в направлении движения груженых транспортных средств, а при вскрытии горизонтов, расположенных выше господствующего уровня земной поверхности,— подъемом в направлении движения порожних транспортных сосудов. По расположению вскрывающих выработок относительно карьерного поля и залежи различают вскрытие фланговыми и центральными траншеями (или подземными выработками), вскрытие со стороны лежачего или висячего бока залежи, а также с торца карьера.
Вскрытие рабочих горизонтов.
Бестраншейное вскрытие характерно:
при разработке месторождений с использованием башенных экскаваторов и канатных скреперов;
для вскрышных горизонтов при использовании комплексов оборудования ВО, ЭО, ВКО и ЭКО при внутреннем отвалообразовании (рис. 22.1, б, ви е), а также для добычных горизонтов при использовании межуступных перегружателей — конвейерных мостов;
при нарезке передовых уступов в результате повышения рельефа поверхности, транспортный доступ к которым осуществляется непосредственно с поверхности (см. рис. 22.1, в);
при использовании бульдозерных и скреперных комплексов, если движение машин на подъем (спуск) осуществляется по выположенному откосу уступа;
в случаях применения гидромеханизированных и дражных комплексов оборудования.
Внешние отдельные траншеи типичны для вскрытия:
одного добычного горизонта при разработке горизонтальных (см. рис. 22.1, б, в, ги н) и пологих залежей, если угол падения последних b не превышает допустимого подъема iдля принятого вида транспорта (tgb≤i) (рис. 22.1,о);
одного вскрышного горизонта при использовании скреперных и бульдозерных комплексов;
одного-двух вскрышных горизонтов при автомобильном или конвейерном транспорте и внешнем отвалообразовании (рис. 22.1, г);
одного вскрышного горизонта при железнодорожном транспорте и другом виде транспорта на добычных работах.
Внешние групповые траншеи в аналогичных условиях применяют для вскрытия:
двух (реже более) добычных горизонтов;
всех вскрышных горизонтов при использовании железнодорожного, а на добычных работах — конвейерного, автомобильного или железнодорожного (при рассредоточении вскрышного и добычного грузопотоков) транспорта, когда tgb≤i;
группы верхних вскрышных горизонтов при железнодорожном транспорте, когда нижний вскрышной уступ отрабатывают с применением экскаваторно-отвального комплекса, а добычной — другим видом транспорта.
Внешние общие траншеи применяют для вскрытия горизонтальных пологих (tgb≤i) залежей при использовании железнодорожного транспорта (рис. 22.1, а).
Внутренние траншеи часто применяют для вскрытия всех или группы верхних вскрышных горизонтов при автомобильном транспорте (рис. 22.1, д, е, н и п).
Траншеи смешанного заложения (внешние и внутренние) типичны для вскрытия пологих месторождений при использовании железнодорожного транспорта (рис. 22.1, ж, з, и, к, л, м, ои п).Нередко они применяются при разработке горизонтальных и пологих залежей ограниченных размеров с использованием автомобильного транспорта.
Рис. 22.1. Способы вскрытия горизонтальных и пологих залежей.
На рабочие горизонты, где применяется железнодорожный и конвейерный транспорт, а также комплексы ВО и ЭО,как правило, проводят вспомогательные автомобильные съезды (см. рис. 22.1, в).
Схемы вскрывающих трасс для горизонтальных и пологих залежей различаются: видами применяемых вскрывающих выработок; числом рабочих горизонтов, вскрываемых общей трассой; числом траншей, имеющих разные трассы; местоположением внешних и внутренних траншей относительно контура карьерного поля (рабочий и нерабочий продольный или торцовый борт, внутренние отвалы, комбинации их); формой трасс траншей и числом горизонтов, вскрываемых прямым отрезком трассы.
Конкретные способы вскрытия характеризуются сочетанием указанных выше факторов, принимаемых с учетом горно-геологических и горно-технических условий на начало, на отдельные этапы и окончание разработки месторождения. Поэтому эти способы вскрытия индивидуальны и практически не повторяют друг друга.
При разработке горизонтальных и пологих залежей основные группы схем вскрывающих трасс различаются положением оси вскрывающих выработок относительно контура карьера.
Вскрытие с применением одной фланговой внешней общей траншеи типично для одинарного тупикового фронта припродольнойоднобортовой и веерной системах разработки и использовании комплексов ЭЖО и ЭЖР. Две фланговые траншеи характерны при сквозном одинарном и сдвоенном тупиковом фронте горных работ (рис. 22.1, а). Одной центральной траншеей в некоторых случаях вскрываются россыпи и месторождения строительных горных пород при использовании автотранспорта и подготовке горизонтов разрезными траншеями или котлованами.
Внешние групповые и отдельные траншеи применяются при отработке всей или нижней части толщи вскрышных пород на горизонтальных месторождениях комплексами оборудования ЭО и ВО как при продольной (см. рис. 22.1, б и в), так и при веерной (рис. 22.2) системах разработки. Число траншей (одна, две или три) зависит от размеров карьерного поля.
Рис. 22.2. Схема вскрытия и конструкция поворотного пункта при веерной системе и использовании комплексов ВО, ВЖО и ВЖР
Отдельные и групповые внешние траншеи применяются при разработке месторождений небольших размеров в плане и по глубине (россыпей, строительных горных пород) при использовании скреперов, погрузчиков, автотранспорта, реже — конвейерного транспорта (см. рис. 22.1, г).
Схемы вскрывающих трасс внутреннего заложения широко применяются в период строительства карьеров при работе комплексов ЭАО. Траншеи в основном групповые или общие; применяются и временные съезды, размещаемые на рабочем борту карьера (см. рис. 22.1, д). При перевалке пород нижнего вскрышного уступа в выработанное пространство вскрытие добычного горизонта при автотранспорте в ряде случаев осуществляется с использованием внутренних полустационарных съездов по торцовым бортам карьера (см. рис. 22.1, е).
Трассы смешанного (внешнего и внутреннего) заложения применяются при разработке пологих залежей (tgb>i), в первую очередь при использовании железнодорожного транспорта на вскрышных работах.
Общие одна или две фланговые траншеи смешанного заложения характерны при перевозках всей горной массы железнодорожным транспортом соответственно при одинарном тупиковом или одинарном сквозном и сдвоенном тупиковом фронте горных работ (см. рис. 22.1, ж, з и и).
При внешнем отвалообразовании внутренняя часть трассы обычно расположена на продольном нерабочем борту карьера. Форма внутренней трассы при одной траншее — тупиковая многоступенчатая (см. рис. 22.1, ж). Одноступенчатая тупиковая трасса характеризуется устройством тупиков на каждом горизонте, а многоступенчатая (поступательно-тупиковая) - устройством тупиков через пгоризонтов
где Lк.ср — средняя длина карьера, м; lт — длина участка трассы при вскрытии одного горизонта, м; Ку— коэффициент удлинения простой внутренней трассы при примыкании на площадках.
При перемещении вскрышных пород во внутренние отвалы трасса часто располагается в торце карьера и нижней части продольного нерабочего борта, свободного от отвалов (см. рис. 22.1, з). Нередко нижняя часть внутренней трассы размещается на рабочем борту карьера (см. рис. 22.1, и).
При формировании внутренних многоярусных отвалов с частичной перевалкой и перевозкой пород железнодорожным транспортом внутренняя часть трассы размещается обычно в торце и на рабочем борту карьера (см. рис. 22.1, к).При размещении в выработанном пространстве только бестранспортных отвалов верхняя часть внутренней трассы устраивается на этих же отвалах (см. рис. 22.1, л).Применяются обычно одна-две фланговые групповые траншеи.
На очень мощных карьерах большой протяженности вскрытие вскрышных горизонтов может быть осуществлено двумя фланговыми траншеями с размещением внутренней части трассы в торце и на рабочем борту карьера, а добычных горизонтов — центральной траншеей смешанного заложения с одной или двумя внутренними трассами (см. рис. 22.1, м).Вскрытие одной общей центральной траншеей при колесном транспорте применяется редко в связи с увеличением пробега транспортных средств по горизонтам по сравнению с фланговым вскрытием.
Схемы с параллельным использованием вскрывающих трасс внешнего, внутреннего и смешанного заложения применяются при:
вскрытии добычного и вскрышного горизонтов соответственно внешней и внутренней отдельными траншеями (см. рис. 22.1, к), что характерно для многих россыпей и месторождений по добыче строительных горных пород;
вскрытии вскрышных горизонтов фланговыми траншеями смешанного заложения, а добычных горизонтов внешними центральными (одной или несколькими). Это характерно при использовании железнодорожного и конвейерного транспорта соответственно на вскрышных и добычных работах (см. рис. 22.1, о);
вскрытии, когда на вскрышных работах применяют одновременно железнодорожный и автомобильный транспорт (см. рис. 22.1, п).
Схемы этой группы широко применяются при использовании на карьере как различных, так и одного вида транспорта для сокращения расстояния транспортирования горной массы, ускорения вскрытия и подготовки горизонтов и т. д.
Системы вскрывающих трасс при разработке горизонтальных и пологих (tgp^t) месторождений часто адекватны схемам вскрывающих трасс (из-за неизменности вскрытия в течение срока эксплуатации карьера).
При вскрытии внутренними траншеями со скользящей или полустационарной трассой система вскрывающих трасс характеризуется регулярным изменением положения вскрывающих выработок в плане. Нередко изменяется положение только части вскрывающих выработок. Периоды неизменного положения отдельных траншей составляют от трех-четырех месяцев до нескольких лет.
Более динамичны в целом системы вскрывающих трасс пологих месторождений, когда tgb>i. Внешние отрезки их, как правило, остаются неизменными. При расположении внутренней части трассы на продольном нерабочем борту карьера она постепенно углубляется при проведении новых полутраншей и устройства тупиков или петлевых соединений. Нижняя часть внутренней трассы при расположении на торцовом борту карьера и продольном нерабочем борту (при перемещении пород во внутренние отвалы железнодорожным транспортом) является полустационарной. Наряду с переносом тупиковых съездов на нижних горизонтах с увеличением ширины карьера ликвидируется часть тупиковых соединений на средних по глубине вскрышных горизонтах. С глубиной карьера трасса вскрывающих выработок в целом усложняется: увеличиваются число поворотов трассы и длина ее части, расположенной на рабочем борту карьера; сокращается число уступов, вскрываемых прямым отрезком трассы. Одновременно уменьшается возможное число траншей для вскрытия нижних горизонтов.
Опорные слова: бестраншейное вскрытие, внешние отдельные траншеи, внешние групповые траншеи, внешние общие траншеи, внутренние траншеи, траншеи смешанного заложения, схемы вскрывающих трасс, внутреннее заложение, смешанное заложение, параллельное использование вскрывающих трасс.выработка, траншея, полутраншея, капитальная, разрезная, внешние, внутренние, отдельные, групповые, общие, парные, стационарные, скользящие (временные), наклонные, крутые, способ вскрытия, вскрытие подземными выработками, комбинированный способ
Контрольные вопросы:
- Назовите признаки разделения капитальных траншей.
- Какой способ вскрытия называется бестраншейным?
- Назовите способы вскрытия.
- При каких случаях применяют внешние отдельные траншеи?
- При каких случаях применяют схемы с параллельным использованием вскрывающих трасс?
- Что предопределяет необходимость формирования грузопотоков?
Литература:
1. Мельников Н.В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., «Недра», 1982.
2. Открытые горные работы. Справочник. Трубецкой К.Н., Потапов М.Г., Виницкий К.Е. и др./М., Горное бюро, 1994, 590 с.
3. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., «Недра», 1980, 631 с.
4. Ржевский В.В. Открытые горные работы. Технология и комплексная механизация. М., «НЕДРА», 1985.
5. Ржевский В.В. Технология и комплексная механизация открытых горных работ. Изд. 2. М., «НЕДРА», 1975.
6. Симкин Б.А. Технология и процессы открытых горных работ. М., Недра, 1970.
7. Теория и практика открытых разработок. Изд. 2. Под общей ред. Н.В. Мельникова. М., Недра , 1979.
{/spoilers}