Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Вскрытие глубоких карьеров при преимущественном использовании железнодорожного транспорта

09.12.2019

При ведении горных работ на первом этапе разработки глубоких карьеров создаются благоприятные условия для использования железнодорожного транспорта: большой грузооборот, значительная протяженность фронта работ на уступах, небольшое усложнение трассы капитальных траншей при вскрытии нижних горизонтов за счет проведения внешних капитальных траншей большой глубины. Однако при переходе ко второму этапу разработки возможности эффективной работы железнодорожного транспорта на нижних уступах исчерпываются. Это связано с уменьшением размеров рабочей зоны, усложнением трассы капитальных траншей, возрастанием продолжительности рейса локомотивосоставов и снижением их производительности. Назревает необходимость решения вопроса транспортирования горной массы из второй зоны по глубине карьера. На втором этапе разработки (горные работы ведутся в первой и второй зонах) выполнение транспортных работ в первой зоне, как правило, не вызывает затруднений и транспортирование ведется по сложившейся системе транспортных коммуникаций. При переходе горных работ ко второму этапу появляется необходимость в проведении первой реконструкции карьера, узловым решением при которой будет обеспечение перемещения карьерных грузов из пределов второй зоны.

Практика открытых горных работ на глубоких карьерах показывает два основных направления решения транспортной проблемы: переход на комбинированный транспорт (чаще автомобильно-конвейерный и автомобильно-железнодорожный, реже автомобильноскиповой) или сохранение для работ во второй зоне железнодорожного транспорта с глубоким вводом железнодорожных путей с относительно простой формой трассы. Переход на комбинированный транспорт дает эффект при решении вопроса переноса перегрузочных пунктов вслед за понижением горных работ. Без решения этого вопроса расстояния перевозки автотранспортом быстро возрастают, что резко повышает затраты на перемещение карьерных грузов. Практика эксплуатации комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта показала, что при нем затраты на транспортирование оказываются выше, чем при железнодорожном транспорте. В то же время глубокий ввод железнодорожных путей возможно и рационально осуществлять только в определенных горно-технических условиях. Окончательные решения транспортной проблемы при разработке глубоких карьеров должны решаться при проектировании реконструкции карьера на основе технико-экономического сравнения вариантов. В данном разделе рассматриваются возможности и пути решения вопросов вскрытия глубоких горизонтов карьеров при преимущественном использовании железнодорожного транспорта.

Глубокий ввод железнодорожных путей на нижние горизонты глубоких карьеров может осуществляться по системе внутренних траншей с максимальным использованием длины бортов карьера или по наклонным железнодорожным тоннелям.

В качестве примера на рис. 9.3 приведена схема вскрытия рабочих горизонтов при разработке Экибастузского месторождения одним разрезом при глубине горных работ 600 м. Эта схема разработана в МГГУ и предусматривает вскрытие рабочих горизонтов системой групповых стационарных траншей смешанного заложения с использованием всей длины нерабочего борта. Каждая траншея вскрывает группу горизонтов при простой форме трассы. Траншеи имеют уклоны в интервале от 40 до 60 %. Количество транспортных выходов спланировано с расчетом формирования мощных грузопотоков с объемом перевозки порядка 40 млн м3 в год горной массы. Схема вскрытия не допускает пересечения отдельных грузопотоков.

Предложенная схема вскрытия обеспечивает эффективное использование карьерного железнодорожного транспорта при большой глубине разработки благодаря использованию простой формы трассы и практически независимому функционированию мощных грузопотоков горной массы. Она позволяет проводить работы при рациональном режиме горных работ и получить стабильное выполнение предусмотренных объемов добычи полезного ископаемого.

Односторонняя направленность групповых траншей позволяет обеспечить один транспортный выход с рабочего горизонта. Кроме того, возможен перепробег грузов на поверхности при их перераспределении между пунктами приема.

Учитывающая эти моменты схема вскрытия рабочих горизонтов карьера групповыми траншеями с простой формой трассы предложена для Лебединского железорудного карьера. Положение горных работ на 2025 год с нанесением трасс капитальных траншей приведено на рис. 9.4. Вскрытие рабочих горизонтов осуществлено двумя взаимопересекающимися системами групповых траншей, расположенных на нерабочем борту карьера. При этом одна система траншей (I, II, III) вскрывает все рабочие горизонты через один из торцов карьера и имеет выходы в сторону одного из пунктов приема горной массы на поверхности (например ДОФ). Вторая система траншей (IV, V, VI) имеет противоположное направление и выход в сторону другого пункта приема горной массы на поверхности (например породных отвалов). За счет этих двух систем траншей обеспечивается два транспортных выхода с каждого уступа. Это позволяет иметь на рабочих горизонтах двойной тупиковый фронт работ или организовать поточное движение транспорта. Уклоны путей в траншеях принимаются различными. Так пути 1, 2, 3 имеют уклоны соответственно 40, 50 и 60 %.

Пересечение разнонаправленных систем траншей производится на одном уровне со строительством внутрикарьерных узловых железнодорожных станций 4. Эти станции служат обменными пунктами для локомотивосоставов, обслуживающих экскаваторы соответствующих горизонтов, а также выполняют функции распределения карьерных грузов по направлениям транспортирования. Таким образом, карьерные грузы выходят из траншеи в адресном направлении и не нуждаются в перераспределении на поверхности по пунктам приема горной массы.

Использование системы групповых траншей для ввода железнодорожных путей на глубокие горизонты при простой форме трассы предполагает наличие стационарного нерабочего борта большой протяженности, на котором и располагаются эти траншеи. Поэтому такой подход к вскрытию рабочих горизонтов может быть принят при однобортовой системе разработки. При отсутствии подобных условий глубокий ввод железнодорожных путей возможно осуществить по наклонным железнодорожным тоннелям.

Вскрытие глубоких горизонтов карьера с использованием железнодорожных тоннелей осуществлено на Сарбайском карьере (Казахстан) по проекту института Гипроруда (Санкт-Петербург), где построена первая очередь. В первую очередь в восточном борту карьера пройдены грузовой и порожняковый железнодорожные тоннели с тупиковой формой трассы с отметок -30 + -36 м до отметки -100 м. Tупики расположены на отметках -51 и -56 м. По выходе из тоннеля прямыми железнодорожными заездами осуществлено вскрытие рабочих горизонтов до отметки -140 м. Строительство железнодорожных тоннелей второй очереди предусмотрено с отметки -70 м до отметки -140 м. Схема вскрытия глубоких горизонтов Сарбайского карьера с использованием железнодорожных тоннелей приведена на рис. 9.5.

Каждый тупиковый железнодорожный тоннель позволяет вскрыть относительно небольшую по глубине зону карьера. Кроме того наличие тупика снижает пропускную способность железнодорожных путей. Обеспечить вскрытие большей зоны по глубине карьера без снижения пропускной способности трассы возможно за счет проведения законтурного тоннеля со спиральной формой трассы. В МГГУ разработан такой вариант схемы вскрытия нижних горизонтов Канарского карьера, приведенный на рис. 9.6.
Вскрытие глубоких карьеров при преимущественном использовании железнодорожного транспорта

Проведение показанного на рисунке тупикового железнодорожного тоннеля делает возможным обеспечить отработку с использованием железнодорожного транспорта дополнительно пяти уступов, что недостаточно. Схема вскрытия глубоких горизонтов Канарского карьера спиральной трассой с размещением ее части в тоннелях позволяет ввести железнодорожные пути до глубины 305 м. Общая протяженность спиральной трассы составляет 9200 м, из которых 4100 м размещено в законтурном тоннеле под рабочим бортом карьера. Ввод главных путей в железнодорожный тоннель осуществляется на отметке +15 м, а выход в выработанное пространство карьера на отметке -75 м. Дальнейшее развитие спиральной трассы сделает возможным заведение железнодорожных путей на глубину 440-450 м.

Многие вытянутые в плане месторождения разрабатывают группой рядом расположенных карьеров. По мере развития горных работ верхние контуры карьеров сливаются. Однако это не способствует заведению железнодорожных путей на глубокие горизонты карьеров из-за наличия межкарьерных временных целиков. Использование «обходных» законтурных железнодорожных тоннелей, соединяющих на значительной глубине разобщенные карьеры с формированием общей транспортной схемы позволит обеспечить вскрытие глубоких горизонтов карьеров с использованием железнодорожного транспорта.

Разработка Баженовского месторождения асбеста производится тремя карьерами: Южным, Центральным и Северным. По предложению МГГУ вскрытие нижних горизонтов карьеров производится с использованием законтурных межцеликовых железнодорожных тоннелей, как показано на рис. 9.7.

Вскрытие глубоких горизонтов карьеров с использованием системы железнодорожных тоннелей, проводимых ниже дна карьера и соединенных с рабочими горизонтами рудоспусками, предложено НИГРИ. Доставка руды и вскрыши из забоев к рудоспускам осуществляется автосамосвалами.

При тоннельном вскрытии рабочих горизонтов карьеров могут использоваться как однопутные, так и двухпутные тоннели. На практике предпочтение отдают однопутным тоннелям, уклоны тоннелей 36-57 %„.

К достоинствам тоннельного вскрытия при железнодорожном транспорте относится:

1. Возможность увеличения общего объема перевозок железнодорожным транспортом в 1,6-1,8 раза.

2. Размещение вскрывающих выработок вне рабочей зоны, отсутствие пересечений грузопотоков на одном уровне.

3. He требуется дополнительного разноса нерабочего борта карьера для размещения вскрывающих выработок.

4. Простая форма трассы.

5. Благоприятные условия для применения автоматизации и внедрения средств СЦБ.

Однако тоннельное вскрытие имеет и существенные недостатки:

1. Высокие капитальные затраты на строительство тоннелей.

2. Необходимость отстройки конечного контура карьера в местах выхода порталов тоннелей.

3. Значительная площадь попереченого сечения тоннелей, составляющая в свету 38-42 и 78-85 м2 соответственно для однопутными двухпутных тоннелей.

4. Относительно небольшой уклон.

По данным время окупаемости наклонных тоннелей при длине 4+5 км составляет 5+6 лет.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: