Способы подготовки открытым способом

Процессы. Способ открытой разработки месторождений полезных ископае­мых определяется технологией производства открытых горных работ

Способ открытой разработки месторождений полезных ископае­мых определяется технологией производства открытых горных работ, под которой понимается совокупность основных производственных процессов, обеспечивающих безопасную и экономичную добычу полезных ископаемых.

В настоящее время применяют три основных способа открытой разработки: экскаваторный, гидравлический и комбинированный.

При первом применяют различные механические средства выемки и перемещения горных пород — экскаваторы, скреперы, колесный и конвейерный транспорт и др. При гидравлическом способе все основные производственные процессы осуществляют с помощью воды и специального оборудования — гидромониторов и землесосов. Комбинированный представляет собой различные сочетания экс­каваторного и гидравлического способов открытой разработки.

Экскаваторный способ универсален, может применяться при разработке любых горных пород и поэтому наиболее широко рас­пространен; гидравлический — применяют в основном при разработке мягких пород, легко поддающихся размыву водой.

При экскаваторном способе открытой разработки в общем слу­чае выполняются следующие основные технологические процессы: 1) подготовка горных пород к выемке; 2) выемочно-погрузочные работы; 3) перемещение горной массы из забоев на поверхность; 4) отвальные работы для вскрышных пород и складские — для до­бытого полезного ископаемого.

Подготовка горных пород к выемке заключается главным обра­зом в осушении уступа при сильной обводненности или рыхлении, если породы полускальные и скальные. Рыхление пород осуще­ствляется в основном взрывным способом и значительно реже ме­ханическим или гидравлическим способами.

Выемку, погрузку и перемещение горных пород осуществляют с помощью экскаваторов, скреперов, бульдозеров, различных транс­портных средств. При разработке мягких горных пород широко применяют высокопроизводительные многоковшовые экскаваторы, в скальных породах — одноковшовые экскаваторы. Полезное иско­паемое грузят в транспортные сосуды — думпкары, автосамосвалы и др.; вскрышные породы могут перемещаться экскаватором непо­средственно в отвал. К основным видам карьерного транспорта относят железнодорожный, автомобильный и конвейерный, а также комбинированный, представляющий различные их сочетания.

Полезное ископаемое транспортируют в приемные бункера обо­гатительных фабрик или на специальные склады, а вскрышные по­роды — в отвал. Для этой цели применяют одноковшовые или много­ковшовые экскаваторы, отвальные плуги, бульдозеры и конвейер­ные отвалообразователи.

К основным технологическим процессам при гидравлическом способе открытой разработки относятся: 1) подготовка горных пород к размыву; 2) размыв горных пород; 3) транспортировка; 4) отвалообразование или складирование.

Подготовка пород к размыву обычно заключается в механическом их рыхлении экскаваторами или бульдозерами. Размывают горные породы, транспортируют их и укладывают в отвал с помощью гидро­мониторов и землесосов.

Все указанные выше технологические процессы тесно связаны между собой, выполняются в строго определенной последователь­ности и в совокупности составляют единый технологический процесс производства открытых горных работ. При разработке мягких пород предварительная подготовка их к выемке или размыву обычно не требуется и в этом случае технологическая схема открытой разра­ботки значительно упрощается.

Стоимость выполнения отдельных производственных процессов открытой разработки различна и зависит от условий залегания полезного ископаемого, крепости горных пород, применяемого оборудования и организации работ. При разработке рудных место­рождений, отличающихся в большинстве случаев высокой крепостью руд и вскрышных пород, стоимость подготовки к выемке составляет примерно 30—40%, выемки и погрузки 20—30%, транспортировки 30—40% и отвалообразования 5—10% от общей стоимости работ.

Источник

Подготовка горных пород к выемке при открытом способе

В зависимости от типа и состояния пород подготовка их к выемке может осуществляется следующими способами:

• предохранением от промерзания;
• гидравлическим ослаблением или разупрочнением;
• механическим или взрывным рыхлением.

Наибольшее распространение на карьерах получил взрывной способ рыхления скальных горных пород.

Сущность взрывного рыхления состоит в отделении пород от массива и дробления их до кусков заданной крупности. Взрывные работы производятся в тех случаях, когда непосредственная выемка пород невозможна или затруднена без предварительного их отделения от массива и рыхления.

К взрывным работам на карьерах предъявляются следующие основные требования:

• взрывание зарядов ВВ должно обеспечивать трубуемую степень дробления. Максимально допустимый размер кусков взорванной породы (lk) ограничивается либо вместимостью ковша экскаватора, либо меньшим размеро (м) приемного отверстия бункера или дробильной установки. Куски взорванной породы не удовлетворяющие указанным требованиям, называют негабаритами. Они требуют вторичного дробления;
• развал взорванной горной массы должен быть кучным а его размеры и форма соответствовать параметрам применяемого погрузочного и транспортного оборудования;
• площадки и откосы уступов должны иметь заданные отметки и форму;
• объем взорванной горной массы должен быть достаточным для бесперебойной работы погрузочных машин в безопасных условиях с высокими технико-экономическими показателями.

Выполнение этих требований достигается правильным выбором методов ведения и параметров взрывных работ а также рациональной их организацией.

Различают следующие методы взрывных работ:

• скважин ныи;
• котловой;
• шпуровой;
• камерных зарядов;
• накладных зарядов.

Основным методом взрывных работ на угольных разрезах является скважинный. К параметрам взрывных скважин относятся диаметр (dc), глубина (Lc), перебур (lп) и угол наклона (Bс). На карьерах применяются скважины диаметром 100 — 320 мм.

Глубина скважины (м) определяется по формуле:

Lc = hy / sin Bc + lп;

где hy — высота уступа, м; lп = (10 ±15) dc.

Перебур скважин необходим для лучшей проработки подошвы уступа.

Наибольшее применение на угольных разрезах получили вертикальные (В_с = 90°) и реже наклонные (В_с = 60 ± 85°) скважины. Для бурения взрывных скважин на угольных разрезах используют специальное оборудование — буровые станки с механическим воздействием на забой скважин. Преобладают станки вращательного бурения режущими коронками (СБР) и вращательного бурения шарошечными долотами (СБШ). Последние, как правило, применяют при бурении скважин по крепким вмешающим породам.

Краткая техническая характеристика буровых станков, применяемых на угольных разрезах страны, приведена в табл. 1.

Показатели	СБР-125	СБР-160	2СБШ-220Н	СБШ-250МН	СБШ-320
Номинальный диаметр скажин, мм	110;125	160;200	214	243	320
Глубина скважин, м	25	25	24	32	40
Угол наклона скважины к горизонту, градус	60-90	60-90	60-90	60-90	90
Максимальное осевое усилие, кН	10	80	173	300	600
Частота вращения бурового става, мин -1	200	80;124; 160;248	30-300	30-150	30-150

Техническая скорость бурения устанавливается расчетным методом или принимается по справочным данным (табл.2). При взрывных работах используются различные ВВ, разрешенные для применения на открытых горных работах (алюмотол, гранулотол, гранулит С = 6М и др.).

Коэффициент крепости пород	СБР-125	СБР-160	2СБШ-200Н	СБШ-250МН	СБШ-320
2-2,5	18-22	25-30	—	—	—
2,5-3	15-18	20-25	—	—	—
3-4	8-15	14-20	—	—	—
4-4,5	—	10-14	—	—	—
4,5-6,5	—	7-10	16-18	—	—
6,5-8	—	—	13-15	14-15	—
8-9	—	—	8-13	11-14	13-15
9-11	—	—	—	9-11	11-13
11-13	—	—	—	7-9	8-11
13-15	—	—	—	—	6-8

Удельный расход ВВ (количество ВВ, необходимое для отбойки 1 м 3 породы) обычно составляет для угля 200—300 г/м 3 и вмещающих пород 400—500 г/м 3 .

Основными параметрами расположения скважин на уступе являются:

• число рядов скважин;
• расстояние первого ряда скважин от верхней (нижней) бровки уступа;
• расстояние между рядами скважин;
• расстояние между скважинами в ряду и число взрываемых скважин.

Взрывание скважинных зарядов может быть мгновенным или короткозамедленным.

Максимальный заряд ВВ в скважине (т)

Qв.м = (Lc — lзаб) S_c Δ,

где lзаб — длина забойки, м, l_забс = (20 ÷ 35)d_c, S_c— площадь скважины, м 2 ; Δ — плотность ВВ в скважине, т/м 3 , Δ = 0,9 ÷ 1,6 т/м 3 .

Необходимый заряд ВВ в скважине зависит от удельного расхода ВВ и объема взрываемой породы, приходящегося на одну скважину. Объем взрываемой породы определяется исходя из параметров расположения скважин на уступе.

Для заряжания и забойки скважин применяются специальные зарядные (СУЗН-5А и СУЗН-5АМ) и забоечные (СУЗН-1, СУЗН-1В и др.) машины.

Источник

Способы подготовки открытым способом

Содержание сайта: Вы попали на сайт, посвященный разработке угольных и калийных месторождений

3. Разработка месторождений открытым способом.

РАЗДЕЛ 3: Горная механика
1. Гидравлика.

РАЗДЕЛ 4: Очистные и проходческие комплексы
1. Очистные комплексы.

Разработка месторождений открытым способом.

1. Открытым способом разработки месторождения называется такой способ выполнения горных работ, при котором полезные ископаемые добывают непосредственно с поверхности земли. Горное предприятие занятое открытой разработкой месторождения называется карьером. Открытый способ имеет ряд преимуществ по сравнению с подземным: высокая безопасность и лучшая санитария, простая организация работ возможность селективной выемки, более полное извлечение полезных ископаемых, капитальные затраты и сроки строительства карьера меньше чем шахты. С увеличением глубины карьера себестоимость добычи увеличивается. Предельной глубиной карьера считается такая глубина при которой добыча открытым способом и подземным стоит одинаково. Все работы на карьере делятся на вскрышные и добычные. Добычные работы начинаются отработкой одного или обоих бортов разрезной траншеи отдельными полосами — заходками. Вскрышные работы должны опережать добычные. Отработка верхних слоев опережает отработку нижележащих, поэтому боковая поверхность карьера имеет ступенчатую форму и называется бортом карьера. На каждый момент горные выработки карьера ограничены верхним и нижним контуром. Верхний контур ограничивает карьер на уровне поверхности земли, нижний контур на уровне подошвы. Уступ состоит из верхней и нижней рабочей площадки, верхней и нижней бровки уступа, откоса уступа, угла откоса уступа.

2. Механизация погрузочно-транспортных машин.

Железнодорожный транспорт целесообразен при перевозках горной массы с глубины 200-250 м, средней и большой производительности карьеров и значительных расстояниях транспортировки. В качестве локомотивов в карьерах применяют электровозы и тепловозы и тяговые агрегаты. Наибольшее распространение получили контактные электровозы. Также применяется автомобильный транспорт. Основным видом автомобильного транспорта в карьерах являются автосамосвалы. На наших рудниках применяют машины типа БЕЛАЗ. Также применяется конвейерный транспорт: ленточные, ленточно-канатные. Выемку и погрузку руд и пустых пород в карьерах осуществляют одна и многоковшовыми экскаваторами. Драглайны ( канатные экскаваторы) предназначены для выемки и погрузки мягких пород.

3. Отвальные работы.

Извлекаемые при вскрышных работах пустые породы размещают в отвалах. В зависимости от применяемого оборудования различают плужные, экскаваторные и бульдозерные отвалы. Плужные отвалы применяют при железнодорожном транспорте, рельсовые пути при этом располагают вдоль верхней бровки отвала и породу из думпкаров разгружают непосредственно под откос отвального уступа. По мере заполнения отвала ширина площадки между рельсовыми путями и верхней бровкой отвала увеличивается, и часть породы на ней задерживается. Оставшуюся породу сваливают под откос отвальным плугом. Плужный отвал имеет высоту 8-15м. При большом количестве складируемых пород и железнодорожном транспорте целесообразно экскаваторные отвалы, на которых разгружаемую породу перемещают в сторону от рельсового пути одноковшовыми или специальными многоковшовыми экскаваторами. Бульдозерные отвалы применяют как при автомобильном, так и при рельсовом транспорте.

4. Проведение траншей.

Вскрытие внешними траншеями применяют для отработки пологих неглубоко залегающих месторождений иногда для верхних горизонтов крутопадающих залежей. При вскрытии отдельными внешними траншеями каждый горизонт месторождения вскрывается обособленной траншеей. Для уменьшения объема горно-капитальных работ применяют вскрытие групповыми внешними траншеями. Каждая траншея вскрывающая нижележащий горизонт проходится внутри траншеи верхнего горизонта. Вскрытие внутренними траншеями позволяет значительно сократить объемы выемки пород вследствие расположения траншеи внутри контуров карьера. Внутренние траншеи могут быть отдельными для каждого горизонта и общими для всех горизонтов. Вскрытие общими внутренними траншеями имеет широкое распространение при разработке карьеров глубиной до 300-400 м.

5. Вскрытие тупиковыми и спиральными съездами.

При тупиковых съездах вскрывающие траншеи располагают на нерабочем борту карьера во взаимно- обратных направлениях. Каждый съезд на рабочем горизонте заканчивается тупиковой площадкой на которой состав при спуске или подъеме меняет направление своего движения. Достоинства: возможность размещения съездов на одном борту, широкая область применения. Недостаток: низкая средняя скорость движения поездов, вследствие больших затрат времени на маневры подвижного состава на тупиковых площадках.

При вскрытии спиральными съездами последние располагают виде спирали по рабочему и нерабочему бортам карьеров. Между съездами имеются горизонтальные площадки на которых устраивают разминовки. На каждом рабочем горизонте спиральная трасса траншей имеет горизонтальную площадку- пункт примыкания от которого проводят разрезную траншею горизонта и развивают внутрикарьерные откаточные пути. После полной отработки горизонта пункт его примыкания к спирали ликвидируют и переносят на следующий, нижележащий горизонт. Вскрытие спиральными съездами позволяет упростить маневры транспорта и тем самым увеличить его производительность.

Источник