Расчет основных производственных процессов при разработке месторождения россыпного золота «Тит»

Бестранспортными принято называть такие системы, в которых непосредственная выемка породы и ее отсыпка в отвал или разгрузка в бункер промывочной установки производятся одними какими-либо машинами без применения дополнительного технологического транспорта. Следует указать, что по установившейся традиции применение специальных отвалообразователей не рассматривается как применение транспортных средств, и поэтому работа комплекса, в который кроме выемочной машины входит отвалообразователь, считается бестранспортной, например, работа роторного экскаватора и отвалообразователя.

При транспортных системах обязательно использование промежуточного транспорта, который может быть любым - автомобильным, гидравлическим, конвейерным  и т.д.

Разнообразие способов производства работ вызвано прежде всего многообразием условий залегания, условий разработки и характеристик разрабатываемых россыпных месторождений - от огромных карьеров, в которых работают самые современные комплексы машин - десятки мощных экскаваторов (в том числе и роторных), перегружателей, отвалообразователей, бульдозеров, до небольших открытых выработок, в которых заняты один-два бульдозера. Соответственно и производительность отдельных добычных объектов может быть совершенно различной - от 200-300 до нескольких десятков тысяч кубических метров горной массы, перерабатываемой в сутки.

Наиболее проста и  дешева бестранспортная работа, при  которой весь комплекс работ выполняется  одними выемочно-транспортными машинами - бульдозерами, экскаваторами,

 

Примерные области  применения различных технологий при  открытой разработке россыпей:

1 - себестоимость бульдозерной разработки; 2 - себестоимость бестранспортной экскаваторной разработки; 3 - себестоимость работы комплекса бульдозер - драглайн; 4 - себестоимость работы механической лопаты с автосамосвалами; H_min- минимально допустимая глубина для экскаваторной разработки; Н₁ - предельная эффективная глубина для бульдозерной разработки; h₂ - глубина, на которой становится выгодной комплексное использование машин; H_max - глубина, предельная для экскаваторов (максимальная высота уступа)

скреперами. Но существенным недостатком ее является резкое снижение производительности при больших  глубинах разработки или при значительной ширине разрабатываемого участка. При этом часто возникает необходимость в повторном перемещении пород, которые уже были вынуты и отсыпаны в промежуточные (временные) отвалы.

Иногда в технической  литературе транспортную и бестранспортную  работу обозначают понятиями "транспортная и бестранспортная схема работы". Однако дополнительное введение еще одного понятия "схема работ" существенно усложняет всю структуру, не внося в нее каких-либо дополнительных сведений.

Характерной особенностью открытой разработки россыпных месторождений  является большое значение коэффициента вскрыши, даже при сравнительно неглубоком залегании пласта песков, что объясняется прежде всего малой мощностью самого пласта, которая часто составляет всего 0,5-0,8 м. Поэтому разработка даже на глубинах менее 10 м может производиться при коэффициенте вскрыши, равном 18-20.

Размеры полигонов открытых работ определяются, главным образом, запасами песков, которые должны быть подготовлены к промывке (к обогащению) в установленные сроки и которые  в свою очередь обычно привязывают  к производительности промывочных установок, предназначенных для промывки песков на данном участке россыпи.

Далеко не всегда понятие  объект вскрышных работ и "объект добычных работ" совпадают. Очень  часто вскрышные работы производят одновременно и единым комплексом машин на участках, на которых впоследствии будут организованы несколько добычных объектов. Как правило, размеры вскрышных полигонов ограничивают по возможностям применяемой техники только по ширине. Длина же может быть практически любой.

Комбинированной разработкой принято называть совместное использование различных машин с четким разделением функций, например, бульдозер на выемке пород, экскаватор - на их отсыпке в отвал.

Комбинированной считают  разработку россыпи на разных ее участках или на разных горизонтах с применением различных комплексов или разных технологий. Так, до глубины 4-5 м целесообразна бульдозерная вскрыша, на больших глубинах -использование комплекса бульдозер - экскаватор. При этом четкие границы применения различных технологий должны устанавливаться технико-экономическим расчетом в каждом конкретном случае.

Очень часто подобный расчет приходится делать в процессе выбора способа разработки, поскольку для этой цели предварительно должны быть установлены оптимальные варианты технологии для каждого из сравниваемых способов разработки и окончательный выбор производится на основе сопоставления этих оптимальных вариантов.

Поэтому выбор способа  производства работ можно рассматривать, как часть общей задачи о выборе способа разработки.

Но в ряде случаев исходя из условий залегания и характеристики месторождения можно без расчетов (на основе логического анализа) определить единственно пригодный способ Разработки. Главной задачей технико-экономического расчета является выбор технологии - способа производства работ.

9.2. Бульдозерно-скреперная  разработка

 

Основным отличием бульдозерно-скреперной разработки является выемка пород горизонтальными или слабонаклонными

слоями небольшой мощности. Именно поэтому бульдозеры (в значительно  меньшей степени скреперы) получили самое широкое

распространение при  разработке многолетнемерзлых россыпных  месторождений. При естественной оттайке  мерзлых пород распространение  талика происходит в вертикальном направлении, а толщина ежесуточно оттаивающего слоя в самых суровых климатических условиях составляет 5-6 см, что обеспечивает нормальную загрузку и производительную работу бульдозера любой мощности. Поэтому начиная с 40-х годов бульдозеры стали широко применяться сначала на разработке мерзлых, а затем и талых пород на всех видах работ.

Несколько иначе обстоит  дело с колесными скреперами. Для  их применения необходим талый или  разрыхленный слой не менее 15-25 см. Следовательно, при разработке мерзлых пород  требуется накопление талого слоя, что само по себе нежелательно, поскольку это приводит к снижению интенсивности естественной оттайки. Кроме того, необходимы породы, содержащие не более 2-3% крупных валунов и незначительное количество глины. Поэтому скреперы применяют значительно реже, главным образом, для вскрышных работ на талых россыпях при благоприятных условиях. При разработке мерзлых россыпей их чаще всего используют для вскрышных работ по мере естественной оттайки на дражных полигонах. На мерзлых взорванных породах условия для работы скреперов значительно сложнее. Кроме того, при дражной разработке размеры россыпей, как правило, весьма значительны, что более благоприятно для тяжелых машин, обладающих значительными транспортными возможностями. В целом можно считать, что область применения скреперов ограничена вскрышными работами и иногда возведением гидротехнических сооружений.

В последние годы наметилась тенденция к использованию, главным  образом, наиболее мощных машин (это  относится и к бульдозерам, и  к скреперам).

Бульдозеры обладают большей универсальностью применения, но область их использования на вскрышных работах ограничивается мощностью торфов и расстоянием транспортирования. Эффективное использование бульдозеров установлено при глубине залегания россыпи до 5-6 м.

Бульдозер, обладая определенными  транспортирующими возможностями, в то же время не является транспортной

машиной - его производительность резко снижается при расстояниях  транспортирования более 100 м Поэтому  действующими нормативами предусмотрено  использование даже самых мощных машин при расстояниях транспортирования 150-180 м При больших расстояниях целесообразнее применение комплексных схем механизации либо мощных экскаваторов-драглайнов.

Совершенно очевидно, что в случае необходимости бульдозеры могут работать при расстояниях  транспортирования, значительно больших, чем 150 м.

Скрепер с ковшом вместимостью 12-25 м³ может эффективно работать при расстояниях транспортирования до 2-3 км, с ковшом вместимостью 6-8 м³ - при расстояниях 0,6-1 км.

Вскрытие россыпи при  булъдозерно-скреперной разработке производят сплошными или отдельными выездами. Тип выезда определяется прежде всего глубиной разработки: до 4-5 м целесообразно выполаживание борта (создание сплошного выезда вдоль всего борта), при больших глубинах отдельные выезды становятся экономически более эффективными. При этом сами сплошные выезды по отношению к ширине разреза могут быть расположены различно. Они могут находиться целиком за пределами разреза (полный или 100%-ный разнос); в пределах разреза (отсутствие разноса) и наполовину или частично вне разреза (половинный или частичный разнос),

Выбор типа выезда (степени  его разноса) определяется шириной  разрабатываемого участка россыпи  и глубиной ее залегания. При небольших  глубинах залегания сокращение величины разноса становится менее эффективным. Практически эффективность сокращения разноса может иметь место при глубине более 3 м.

Когда ширина разрабатываемого участка менее 80 м на одну сторону), наиболее целесообразен полный разнос, в случае большей ширины - частичный  разнос или даже его отсутствие. Рекомендуется, чтобы выезд внутри разреза занимал не более 30% его ширины. Если такое условие соблюсти возможно, более целесообразен выезд с полным разносом.

Расположение выезда внутри разреза (полное или частичное) дает возможность несколько сократить расстояние транспортирования и общий объем законтурных выемок. Но одновременно такое расположение выезда связано с необходимостью в дальнейшем дорабатывать целики, оставленные под ним, несколько усложняя тем самым общую организацию работ по вскрыше

Выезды отдельно не проводят, их оформляют по мере углубления лубления горизонта вскрышных работ. Поэтому в технико-экономических расчетах следует учитывать только работу, производимую за пределами разреза, все, что происходит внутри разреза, учитывается как вскрышные работы.

 Схемы разноса борта разреза при организации сплошных бульдозерных выездов (а) (1 - полный, 100 %-ный, разнос; 2 - частичный разнос; 3 - отсутствие разноса - весь выезд внутри полигона) и доработки целика бульдозером при частичном разносе или его отсутствии (б)

 

В зависимости от условий  работы и рельефа поверхности  выезды могут быть прямыми и косыми когда работа производится в стесненных условиях и крутые склоны не позволяют  производить укладку торфов в  отвал по прямым выездам.

Иногда приходится оформлять  дополнительные торцевые выезды в виде полутраншей. Это наиболее характерно при организации скреперных работ.

Всегда важно правильно  определить расстояние между выездами. Такое определение является технико-экономической  задачей. На практике же это расстояние в зависимости от глубины разреза принимают для бульдозеров равным 30-60 м (среднее значение 50 м) и для скреперов - 60-100 м.

Системы бульдозерных добычных и вскрышных работ определяются направлением заездов машин и  способом выемки. Соответственно этому  различают системы с параллельными, угловыми и радиальными заездами, варианты которых отличаются по способу выемки. При добычных работах основные заезды радиальные, однако возможны случаи применения угловых заездов; при вскрышных работах в зависимости от типа выезда они могут быть параллельные, радиальные и угловые.

Скреперы применяют  в основном на вскрышных работах. Это объясняется тем, что скреперу для разгрузки необходимо большое  расстояние, следовательно приемный бункер должен быть весьма громоздким и к тому же выдерживать тяжесть проезжающей по нему тяжелой машины. Возможен вариант, при котором скрепер подвозит пески к бункеру и оставляет их во временном отвале, из которого бульдозеры доставляют пески непосредственно в бункер. Однако при такой организации существенно усложняются и удорожаются все работы.

Системы скреперных вскрышных  работ разделяют по форме замкнутой  кривой, проходимой скрепером и по способу выемки - горизонтальными  и наклонными слоями, гребенчатой  выемкой и смежными заездами. Название системы может быть, например, таким: "система скреперных вскрышных работ с выемкой горизонтальными слоями и кольцевым движением скрепера".

9.3. Производительность  бульдозеров и скреперов

 

Бульдозеры и скреперы являются машинами цикличного действия. Поэтому, определяя их производительность, исходят прежде всего из времени цикла и объема породы, перемещаемой за один цикл. Следовательно, прежде всего необходимо установить расстояние перемещения - длину транспортирования. Для этой цели предложено много формул, которые, как правило, дают результаты примерно одной степени достоверности, Средним расстоянием принято считать расстояние от начала загрузки до начала разгрузки. Эти расстояния значительно проще определять для бульдозера, который работает по челночной схеме, без разворотов.

В общем виде расстояние бульдозерного транспортирования  можно определять как сумму расстояния от центра тяжести площади выемки в ее вертикальном сечении до центра тяжести отвала и расстояния вертикального  перемещения, умноженного на коэффициент привидения, показывающего количество метров горизонтального пути, эквивалентное 1 м вертикального подъёма.