Способ разработки глубоких карьеров

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для уменьшения объемов вскрышных пород в контурах карьера, увеличения конечной глубины карьера, доработки нижних горизонтов карьера, повышения эффективности совместного использования карьерных автосамосвалов малой, средней и большой грузоподъемности. Способ включает буровзрывную выемку и раздельную погрузку горной массы экскаватором на нижних горизонтах в автосамосвалы небольшой грузоподъемности, транспортирование горной массы на вышележащие горизонты и перегрузку экскаватором в большегрузные автосамосвалы (дизель-троллейвозы, троллейвозы) для вывозки из карьера. Руду и вскрышку с нижних горизонтов транспортируют на вышележащие горизонты в торцы соответственно рудных и породных взорванных блоков и отгружают экскаваторами повышенной мощности в большегрузные автосамосвалы. Блоки для перегрузки предпочтительно выбирают так, чтобы автосамосвалы на нижних горизонтах работали по открытым маршрутам. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам производства открытых горных работ, и может быть использовано для уменьшения объемов вскрышных пород в контурах карьера, увеличения конечной глубины карьера с вовлечением в эксплуатацию дополнительных запасов руды, доработки нижних горизонтов карьера, повышения эффективности совместного использования карьерных автосамосвалов малой, средней и большой грузоподъемности.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускаются карьерные автосамосвалы грузоподъемностью от 12 до 180 т. Намечаются к выпуску отечественные автосамосвалы грузоподъемностью до 280 т. Кроме того, на ряде карьеров работают импортные автосамосвалы грузоподъемностью 120-154 т.

С увеличением грузоподъемности резко возрастает стоимость автосамосвала и его шин, снижается маневренность и среднетехническая скорость движения, повышаются требования к качеству карьерных автодорог, ширина транспортных берм достигает 28-30 м.

Вместе с тем замена, например, 154-тонных автосамосвалов R-170 на 40-тонные БелаЗ-548А [1] позволяет снизить ширину транспортных берм на 8-9 м, толщину слоя основания дороги на 15-20 см, толщину слоя покрытия дороги на 5-10 см, величину простоев автосамосвалов из-за дорожных условий на 28% Установлено также, что применение автосамосвалов R-170 позволяет увеличить производительность экскаваторов ЭКГ-8И на 8-13% Одним из путей повышения эффективности совместного применения автосамосвалов малой, средней и большой грузоподъемности при разработке глубоких карьеров является перегрузка горной массы с автосамосвалов малой грузоподъемности в автосамосвалы большой грузоподъемности. Эта идея высказывалась проф. Васильевым М.В. д.т.н. Смирновым В.П. к.т.н. Сисиным А.Г. и др.

Однако, практически приемлемых и эффективных технических решений по перегрузке горной массы с автосамосвалов малой грузоподъемности в большегрузные автосамосвалы пока не разработано.

Известны способы разработки месторождений с использованием перегрузки горной массы из одного вида транспорта на другой, например из автосамосвалов в думпкары. При этом широко используют эстакады, экскаваторные склады, грохоты [2] Основной недостаток таких способов разработки состоит в необходимости сооружения полустационарных перегрузочных пунктов или устройств, а также в стабилизации значительного участка борта карьера, что усложняет ведение горных работ на нижних горизонтах.

А.Д. Андросов [3] пишет о технологии отработки глубоких горизонтов карьеров Якутии с перегрузкой из автосамосвала в автосамосвал на промежуточном отвале, который создается на временном борту карьера. При этом в карьере оставляют целик, на котором с помощью автотранспорта формируют внутренний отвал. После углубки карьера целик и внутренний отвал срабатывают с помощью экскаваторов и автосамосвалов. Такой способ разработки требует поочередной консервации бортов карьера, очень жесткой организации горных работ и точного выполнения календарного плана. Совместное применение автосамосвалов различной грузоподъемности не учитывается.

Предлагаемый способ разработки глубоких карьеров поясняется чертежами: на фиг. 1 вид в плане и на фиг. 2 разрез по I-I. При этом разработку рудной залежи 1 (или нерудного полезного ископаемого) осуществляют с помощью буровзрывных работ. Взорванную руду 2 на одном из нижних горизонтов добычным экскаватором 3 грузят в автосамосвалы 4 небольшой грузоподъемности, которые по автосъездам 5 транспортируют руду к развалу взорванной руды 6 на вышележащем горизонте и разгружают привезенную руду 7 в торце развала 6, противоположном от забоя добычного экскаватора 8. По условиям раздельной выемки и рационального использования оборудования экскаватор 3 принимают небольшой, а экскаватор 8 повышенной мощности (например, соответственно ЭКГ-5А и ЭКГ-10).

Экскаватор 8 грузит руду в большегрузные автосамосвалы (дизель-троллейвозы, троллейвозы) 9, которые по постоянным автосъездам 10 вывозят руду из карьера.

Экскаватор 11 грузит взорванную вскрышу (вскрышную породу) 12 на одном из нижних горизонтов в автосамосвалы 4 небольшой грузоподъемности, которые по автосъездам 5 транспортируют вскрышу на вышележащий горизонт, где находится взорванная вскрыша 13. Здесь вскрышу 14, привезенную с нижних горизонтов 12, разгружают в торце развала 13, противоположного забою экскаватора 15. Далее вскрышу экскаватором 15 грузят в большегрузные автосамосвалы 9 и вывозят по автосъездам 10 из карьера на отвал.

Вместо экскаваторов 3, 8, 11 и 15 могут быть использованы одноковшовые погрузчики, например, ТО-21-1.

Совместное использование автосамосвалов небольшой и повышенной грузоподъемности позволяет широко применить работу по открытым (сопряженным) маршрутам: руду от экскаватора 3 транспортируют по автосъездам 5 к экскаватору 8 (канал 7). Далее автосамосвалы 4 направляют к экскаватору 11, откуда доставляют вскрышу по автосъездам 5 к экскаватору 15 (навал 14). После этого автосамосвалы 4 снова возвращают к экскаватору 3 и цикл повторяют.

Например: для автосамосвалов 4 расстояние между экскаваторами 3 и 8 2 км; между экскаваторами 8 и 11 1,5 км; между экскаваторами 11 и 15 3 км; между экскаваторами 15 и 3 3 км.

При условии загрузки экскаваторами 3 и 11 по одному автосамосвалу небольшой грузоподъемности 4 получают пробег автосамосвалов, км (см. таблицу).

Эффективность работы по открытым (сопряженным) маршрутам обеспечивают взаимным расположением экскаваторов на уступах и автосъездах 5 так, чтобы соблюдалось условие: где Σl_г,Σl_п суммарный сменный пробег автосамосвала на нижних горизонтах соответственно с грузом и порожняком, км; К_пр коэффициент использования пробега, доли единицы.

Кроме повышения эффективности работы автотранспорта на нижних горизонтах такой способ разработки позволяет улучшить использование рабочего времени экскаваторов на вышележащих горизонтах до 0,8-0,9.

Для повышения устойчивости и высоты яруса отвала рыхлых пород в них целесообразно добавлять 20-50% скальных пород (опыт Кривбаса). В этом случае скальную вскрышу 12 транспортируют автосамосвалами 4 на вышележащий горизонт с разрабатываемыми рыхлыми породами, разгружают у откоса уступа рыхлых пород. При отгрузке рыхлых пород экскаватором 15 в большегрузные автосамосвалы 9 производят шихтовку (усреднение) рыхлых и скальных пород в требуемом соотношении.

Предложенный способ разработки глубоких карьеров позволяет: более рационально и производительно использовать карьерные экскаваторы с небольшой и повышенной вместимостью ковша соответственно на нижних и вышележащих горизонтах; обеспечить первичное усреднение руды в карьере за счет смешивания ее на одном из вышележащих горизонтов; повысить экономичность работы большегрузных автосамосвалов (часто импортных) путем использования их в наиболее благоприятных горнотехнических условиях; снизить потребность в большегрузных автосамосвалах и валюте (если эти самосвалы импортные); более эффективно использовать отечественные автосамосвалы небольшой и средней грузоподъемности, имеющие, как правило, ограничение по высоте транспортирования горной массы в карьере из условия перегрева двигателей; уменьшить объемы вскрыши в контурах карьера за счет применения на нижних горизонтах временных съездов и транспортных берм меньшей ширины по сравнению с верхними горизонтами; увеличить глубину карьера и вовлекаемые в разработку запасы полезного ископаемого в результате увеличения углов наклона бортов; более рационально добавлять к рыхлым вскрышным породам необходимое количество скальных пород для повышения устойчивости и высоты яруса отвала; широко применять внутри карьера работу автотранспорта по открытым (сопряженным) маршрутам с увеличением коэффициента использования пробега до К_пр > 0,5.

Формула изобретения

Способ разработки глубоких карьеров, включающий буровзрывную выемку и раздельную погрузку горной массы экскаватором на нижних горизонтах в автосамосвалы небольшой грузоподъемности, транспортирование горной массы на вышележащие горизонты и перегрузку экскаватором в большегрузные автосамосвалы для вывозки из карьера, отличающийся тем, что руду и вскрышу с нижних горизонтов транспортируют на вышележащие горизонты в торцы соответственно рудных и породных взорванных блоков и отгружают экскаваторами повышенной мощности в большегрузные автосамосвалы, причем блоки для перегрузки предпочтительно выбирают так, чтобы автосамосвалы на нижних горизонтах работали по открытым маршрутам при условии: Σl_г>Σl_п, Σl_г+Σl_п _→ min,
где Σl_г, Σl_п суммарный сменный пробег автосамосвала на нижних горизонтах соответственно с грузом и порожняком, м;
K_пр коэффициент использования пробега, доли единицы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3