Характеристика перемещения карьерных грузов и отвалообразования на рудных карьерах

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Характеристика перемещения карьерных грузов и отвалообразования на рудных карьерах

09.12.2019

Условия разработки рудных карьеров способствуют преимущественному применению для вывозки горной массы автомобильного транспорта. Автомобилями перевозится на карьерах черной металлургии 64,6% и карьерах цветных металлов более 80% всех карьерных грузов.

На втором месте по объему перевозок находится железнодорожный транспорт, на карьерах черной металлургии которым перевозится 30,4% всей горной массы. Остальные виды транспорта имеют подчиненное значение и общий объем перевозок ими не превышает 5% всех грузов.

Значительная глубина рудных карьеров создает условия для использования комбинированного транспорта. Так на железорудных карьерах комбинированным транспортом вывозится 41,5% горной массы, в том числе 79% добываемой руды.

На железорудных карьерах по состоянию на начало 1991 года эксплуатировалось 2242 карьерных автосамосвала. Основу парка составляют автомашины БелАЗ-548 грузоподъемностью 40 т (56 % от общего количества) и БелАЗ-549 грузоподъемностью 75 т (17%), около 300 автосамосвалов зарубежногво производства.

Железнодорожные перевозки на карьерах черной металлургии осуществляются электрифицированным транспортом (77% перевозимых грузов) и тепловозами (23%). В качестве локомотивов используется 356 тяговых агрегатов, 245 электровозов, а также 448 тепловозов мощностью 2-6 тыс. л .с. Tепловозы используются на большинстве карьеров Криворожского бассейна.

Большое значение для эксплуатации автотранспорта в карьерах имеет качество автомобильных дорог. Значение качества дорог особенно оказывает влияние при использовании большегрузных автосамосвалов. Тип дорожного покрытия определяется величиной грузопотока, проходящего через данный участок дороги. Учитывая это карьерные дороги на различных участках имеют разные типы покрытий. Автодороги на рабочих уступах, интенсивность движения по которым небольшая, обычно имеют покрытия из выравненной горной массы, иногда с устройством слоя из мелковзорванных скальных пород.

Для сокращения расстояний перевозки горной массы, особенно при двухбортовой системе разработки, в карьере устраивается большое количество временных съездов, проводимых по взорванной горной массе, срок службы которых обычно не превышает 0,5 года. Для улучшения условий работы транспорта рационально снижение уклона на временных съездах на 20-50%, а при сроках их службы более 6 месяцев устраивать дорожные одежды грунтогравийного или грунтощебеночного типа. С выходом уступов на конечный контур устраиваются постоянные съезды с улучшенным покрытием.

По мере приближения к поверхности грузонапряженность на автодорогах возрастает. Улучшение качества дорожного покрытия благоприятно сказывается на эксплуатации машин. Участки автодорог в верхней зоне карьера и на поверхности пропускают максимальные грузопотоки. Поэтому такие дороги рационально строить с увеличенной шириной проезжей части и дорожным покрытием капитального типа (цементобетонные, асфальтобетонные, чернощебеночные). В средней группе горизонтов дороги устраиваются с чернощебеночным, щебеночным, гравийным и грунтогравийным покрытием в зависимости от величины грузопотока.

С увеличением глубины карьеров объемы перевозок автотранспортом, как правило, возрастают. В то же время стоимость 1 т.км перевозок автотрансортом в 6-10 раз выше, чем железнодорожным. Поэтому на крупных глубоких карьерах, использующих на верхних горизонтах железнодорожный транспорт, стремятся завести его на более глубокие горизонты. Однако это приводит к усложеннию трассы капитальных траншей за счет строительства дополнительных тупиков, что в конечном итоге снижает эффективность использования подвижного состава железнордорожного транспорта и повышает затраты на перевозку карьерных грузов.

Выход из этого положения может заключаться в увеличении уклонов капитальных траншей до 50-80%. Используемые в настоящее время тяговые агрегаты позволяют их эксплуатировать на таких уклонах. Опыт работы при увеличенных уклонах имеется на Лебединском, Качарском, Сарбайском и других карьерах.

К достоинствам использования увеличенных уклонов следует отнести сокращение расстояний перевозок железнодорожным транспортом, возможность заведения железнодорожных путей на глубокие горизонты без усложнения трассы капитальной траншеи, уменьшение объемов капитальных траншей и общего объема вскрышных работ. Однако при этом снижается полезная масса поезда, усложняется конструкция верхнего строения пути.

Так, на Лебединском карьере для верхнего строения пути используются рельсы Р-65, на 1 км пути укладывается 2000 деревянных шпал или часть шпал заменяется металлическими. Применяются специальные усиленные скрепления и противоугонные средства, усиливается конструкция стрелочных переводов.

При разработке рудных месторождений преобладающая часть объемов вскрышных пород размещается на внешних отвалах. Площади отвалов в структуре нарушенных земель в 1,2-1,5 раза превышают площади, занимаемые горными выработками, и составляют 36-48% от общей площади нарушенных земель. Для уменьшения потерь от занятия земель под отвалы стремятся для этих целей использовать малоценные земли, неудобье, заболоченные площади и др. Однако часто такие участки расположены на значительном удалении от карьера и при их использовании под отвалы значительно возрастают расстояния перевозок вскрышных пород что, в свою очередь, увеличивает транспортные расходы. Снижению землеемкости отвальных работ способствует увеличение высоты внешних отвалов. Ho при этом зачастую значительно изменяются природные ландшафты, а пыль с высоких отвалов переносится на значительные расстояния, засоряя большие площади. Поэтому правильное размещение отвалов и определение их параметров является сложной задачей, решаемой на стадии проектирования карьера с учетом технологических, экономических и экологических факторов.

Значительная часть вскрышных пород рудных карьеров представлена скальными разностями. Однако по периодам разработки месторождения соотношение скальных и рыхлых пород существенно изменяется. Начальный этап развития горных работ на карьере характеризуется выемкой в основном рыхлых пород, поступающих с верхних горизонтов. Постепенно доля рыхлых пород снижается и на заключительных этапах разработки месторождения на отвалы поступают в основном скальные вскрышные породы. Такая последовательность поступления пород на отвалы приводит к тому, что большая часть потенциально плодородных пород рыхлой вскрыши складируется в нижних ярусах и внутренней части отвала. Кроме того, мягкие породы в нижней части отвала снижают его устойчивость и ограничивают возможную высоту отвала. Поэтому порядок отсыпки отвала должен обеспечивать создание проектных параметров отвала в его конечных контурах и способствовать рекультивации поверхности отвала.

Значительный период работы карьера на отвал поступают разнопрочные породы. Для обеспечения заданных параметров отвала следует выбирать технологию ведения отвальных работ с учетом режима выемки мягких и скальных пород. Валовый и раздельный способы складирования пород обеспечивают различную устойчивость отвала: при валовой отсыпке примешивание скальных пород в объеме до 30% практически не оказывает упрочняющего влияния на смесь, и наибольшей высоты по устойчивости отвал достигает при содержании скальных пород свыше 80%. При раздельной отсыпке мягких и скальных пород сравнительно небольшие объемы последних значительно увеличивают сопротивление сдвигу в массиве.

Увеличивать высоту автомобильного отвала на 20-40% при складировании однородных пород возможно за счет его формирования с применение опережающих насыпей. Такая схема развития отвала показана на рис. 8.11.
Характеристика перемещения карьерных грузов и отвалообразования на рудных карьерах

Опережающие насыпи, отсыпаемые перпендикулярно фронту развития отвала, повышают устойчивость отвала за счет пригрузки отвального откоса. Устойчивость самих насыпей обеспечивается за счет их формы и обусловлена «эффектом защемления». Ширина насыпи принимается минимальной из условия безопасной транспортировки и отсыпки пород. Развитие отвала начинается с отсыпки первоначального отвала ограниченных размеров с расчетной высотой устойчивого откоса (рис. 8.11,а). Дальнейшую отсыпку отвала возможно вести с наращиванием его высоты до предельной с учетом пригрузки откоса. Положение отвала на момент его полного развития показано на рис. 8.11,б. Данную схему отвалообразования рационально применять при отсыпке одноярусного отвала на склоне возвышенности, при неровном рельефе основания отвала и других случаях, когда высота отвала часто меняется. В конечном положении отвала опережающие насыпи сохраняют до полной стабилизации пород, после чего они могут быть засыпаны.

Увеличить устойчивость откоса отвала, сложенного мягкими породами, а следовательно и его высоту, возможно за счет устройства контрфорса (рис. 8.12,а) или заглубленной призмы (рис. 8.12,6) из скальных пород. Скальные породы обладают большей сопротивляемостью сдвигу, чем глины, и позволяют увеличить сдерживающие силы. Величина дополнительной удерживающей силы и коэффициента запаса устойчивости отвала зависят от размеров упорной призмы (ширины и высоты) и ее местоположения относительно нижней бровки отвала. Применение контрфорсов и заглубленных упорных призм целесообразно при складировании в отвале преимущественно мягких пород и небольшом объеме скальной вскрыши.

Селективная отсыпка разнопрочных пород в отвал возможна горизонтальными и наклонными слоями. При отсыпке горизонтальными слоями породы с различными физико-техническими свойствами укладываются в отдельные ярусы. Причем более прочные породы укладываются в нижние ярусы для увеличения общей устойчивости отвала. Высота ярусов устанавливается в зависимости от устойчивости пород и согласуется с объемами каждой разновидности пород для синхронности подвигания ярусов.

Отсыпка пород с различными физико-техническими свойствами наклонными слоями ведется при преобладающем объеме скальной вскрыши. Отсыпка ведется параллельными фронту отвала заходка-ми, шириной, пропорциональной отношению объемов скальных и мягких пород (рис. 8.13). Причем отсыпка заходками мягких пород ведется вдоль фронта отвала (рис. 8.13,а), а скальных пород — широкой поперечной заходкой (рис. 8.13,б). Применение данной технологии отсыпки позволяет вести отвалообразование с высотой отвала, определяемой по более прочным породам.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: