|
|
Нерудные строительные материалы
(щебень, гравий, песок) являются почти всегда привозными материалами,
поставляемыми специализированными предприятиями. Горные породы — сырье для
цементной, керамической и других отраслей промышленности чаще всего добывают
в карьерах, расположенных вблизи заводов. Способы добычи и транспортирования
этого сырья практически ничем не отличаются от способов добычи и
транспортирования нерудных материалов.
Работы связанные с добычей, транспортированием,
обогащением и хранением сырьевых материалов на промежуточных складах,
называют карьерными работами
Современные мощные предприятия по переработке нерудных
материалов, производительность которых досягает 4-8 млн. м3/год, имеют
собственные карьеры. Заводы меньшей производительности могут снабжаться
сьшьйШнтрализованно с крупных карьеров.
Добыча нерудных материалов осуществляется в карьерах
открытым способом из неглубоко залегающих пластов горных пород ( 1.1).
Основными элементами карьеров являются траншеи, уступы и отвалы. Траншеи
используют для вывозки материалов. Вскрышные работы и добычу в зависимости от
высоты пласта ведут одним уступом или несколькими уступами, каждый из которых
имеет площадки, бровки и откосы со своими геометрическими размерами.
Нерудные горные породы, как правило, залегают под слоем
пустой породы толщиной от 1 м до нескольких метров. Глубина карьеров обычно
15—20 м, в отдельных случаях 80—100 м. Около половины карьеров имеют высоту
уступов менее 10 м. При разработке скальных пород преобладают уступы более 10 м. Длина фронта работ не превышает 200 м, в мощных карьерах она может достигать 800 м и более. На уступах и нижнем горизонте выработки организуют рабочие площадки, на которых
размещают горнодобывающее оборудование.
В карьерах производят следующие работы: удаление пустой
породы (вскрышные работы), добычу нерудных материалов, погрузку и
транспортирование материалов на промежуточные склады или заводы нерудных
материалов. Наличие промежуточных складов позволяет усреднять состав сырья и
обеспечивать бесперебойное снабжение этих заводов.
Пустую породу удаляют во внутренние или внешние отвалы,
которые располагают на местах полной выработки нерудных материалов или за
пределами разрабатываемого месторождения. В первом случае удаление пустой
породы производят путем ее перевалки на полностью выработанные участки
карьера с помощью драглайна 1 1.2), роторных экскаваторов и других
механизмов, используемых в комплексе с консольными отвалообра- ^ователями,
транспортно-отвальными мостами и т п Использование передвижных отвальных
конвейеров в со- четании с передвижными и стационарными ленточными
конвейерами для перемещения пустой породы позволяет располагать отвалы в
большей удаленности от забоя, на расстоянии до 1 км ( 1.3).
Наиболее распространена вывозка пустой породы за пределы
месторождения автомобильным транспортом грузоподъемностью до 25—27 т,
загружаемым одноковшовыми экскаваторами с объемом ковша 0,5—2 м3. Объясняется
это тем, что мощность вскрыши в большинстве карьеров невелика, а
следовательно, невелик и объем перевозок. Кроме того, мощность пластов
полезного ископаемого в карьерах, как правило, значительна, разработка его
производится несколькими уступами, и перевалка пустой породы в выработанное
пространство карьера другими транспортными средствами затруднена.
На карьерах, где вскрыша представлена рыхлыми породами
толщиной до 0,5—1 м, при их перемещении не далее чем на 80—100 м, используют
бульдозеры. При
лпльшей мощности пласта пустой породы и дальности
Импортирования применяют скреперы. Скреперы рекомендуются для разработки
вскрыши на песчаных и пес- чано-гравийных карьерах, не имеющих крупных
валунов, что по сравнению с использованием экскаваторов и автомобильного
транспорта снижает общие затраты и повышает производительность труда.
Оли»из эффективных способов комплексной механизации ведения
вскрышных работ —гидромеханизация. Для размыва пород применяют гидромониторы,
а для транспортирования водогрунтовой смеси (пульпы) — землесосные установки,
которые направляют ее по трубопроводам в отвалы (отстойные пруды). Кроме
указанных машин и механизмов при вскрышных работах используют кусторезы (для
удаления кустарников и мелких деревьев) и рыхлители (для рыхления плотных
грунтов).
Добыча песка, песчано-гравийных смесей и мягких горных
пород осуществляется одно- и многоковшовыми экскаваторами, а также
гидроразработкой. Принцип организации добычи горной породы аналогичен
удалению пустой породы (вскрышным работам). При большой толщине пласта горной
породы работы ведут на нескольких уступах, на каждом из которых может
находиться несколько забоев. Их число зависит от мощности карьера и фронта
работ. По мере выработки горной породы забои и горнодобывающее оборудование
перемещают вдоль уступов (см. 1.1). Расположение забоев зависит от
используемого горнодобывающего оборудования. Одноковшовые экскаваторы обычно
применяют в торцевых забоях с боковой погрузкой породы, с поворотом стрелы
экскаватора не больше 90°, что обеспечивает его наибольшую
производительность. Многоковшовые экскаваторы, а в отдельных случаях
драглайны движутся вдоль уступа, вырабатывая породу по его откосу.
Добычу прочных пород производят с помощью взрывов.
Буровзрывные работы в карьерах нерудных материалов позволяют отделить породу
от горного массива, измельчить ее до необходимой крупности и раздробить
негабаритные куски. Подготовка и проведение взрывных раоот-трудоемкая
операция, стоимость которой равна НИР «ЩеИ СТ0ИМ0СТИ готовой продукции.
Буровзрыв- Г Раб0ТЫ включают бурение скважин или шпуров, располагаемых в
определенном порядке (в один ряд, два ряда и более) вдоль откоса или забоя,
размещение в скважинах или шпурах взрывчатых веществ (аммонита, аммиачной
селитры, аммонала, игдаиита и др.), проведение взрыва, дополнительное
дробление взрывом образовавшихся некондиционных кусков.
При проведении взрывных работ требуется достаточное измельчение
горной породы для упрощения дальнейшей ее переработки. Однако переизмельчение
породы нежелательно ввиду увеличения отходов. Обычно бурение шпуров и скважин
производится с помощью станков шарошечного, ударно-вращательного, шнекового и
ударно- канатного бурения. Кроме этих способов применяют и огневое бурение,
имеющее ряд преимуществ: оно дает возможность образовывать котловые полости
диаметром до 450 мм, увеличивать сетку скважин и, следовательно, выход горной
массы. Огневое бурение осуществляется с помощью реактивной горелки,
выбрасывающей со скоростью 2000 м/с газовую струю, состоящую из смеси
керосина с кислородом. При сгорании смеси температура газов повышается до
3000 °С. Воздействуя на горную породу, горячая струя газа разрушает ее,
образуя скважину цилиндрической формы. Диаметр используемых скважин
составляет 75—300 мм при длине более 5 м. Шпуры отличаются меньшим диаметром (до 75 мм) и длиной до 5 м.
Для выемочио-погрузочных работ используют экскаваторы
цикличного и непрерывного действия. Возможность использования того или
другого типа погрузочных машин зависит от вида и категории грунтов. К
экскаваторам цикличного действия относят строительные универсальные
экскаваторы, оборудованные прямой лопатой с вместимостью ковша 0,25—3 м3
марок Э и ЭО, одноковшовые карьерные и вскрышные экскаваторы марок ЭКГ и ЭВГ
с вместимостью ковша 4,6—50 м3, одноковшовые шагающие драглайны марки ЭШ с
вместимостью ковша 6—100 м3 и длиной стрелы соответственно 45 и 100 м. Машины непрерывного действия — роторные экскаваторы, фрезерные погрузчики и др. — весьма
перспективны для комплексной механизации выемочно-по- грузочных работ. Однако
в настоящее время они, как и шагающие экскаваторы, используются в карьерах
нерудных материалов довольно редко.
Размыт породы производят двумя основными способами—
встречным забоем, когда гидромонитор установлен у подошвы откоса, или
попутным забоем — при установке гидромонитора наверху откоса. Выбор того или
иного способа зависит от свойств размываемой породы. При разработке встречным
забоем образуют вруб по подошве, вызывающий обвал и разрушение вышележащих
слоев. Такой способ более производителен. Высота откоса гидромониторного
забоя может достигать 25 м. Для обеспечения высокой производительности и
безопасных условий труда используют дистанционное электрогидравлическое
управление гидромониторами, позволяющее размещать их на близком расстоянии от
забоя. По мере выработки породы гидромониторы соответственно перемещают.
Добытые горные породы направляют на промежуточные склады.
Как показала практика работы отечественных и зарубежных предприятий, при
наличии в горной массе кусков больше 400 мм склад целесообразно размещать после предварительного узла первичного дробления. Наличие промежуточных складов
гарантирует бесперебойную работу завода во время простоев горнотранспортного
оборудования или проведения взрывных работ. Производительность гравийно- и
дробильно-сортировоч- ных заводов (ГСЗ и ДСЗ) при включении в технологию
переработки промежуточного склада может быть увеличена на 10—20 %.
Применяют промежуточные склады: конусные, штабельные,
бункерные, силосные. Необходимая вместимость складов определяется
производительностью указанных заводов, принятым режимом их работы,
удаленностью заводов от карьера, наличием используемых транспортных средств и
другими факторами. Для усреднения состава породы, поступающей с различных
забоез карьера, ее сгружают на промежуточном складе в нескольких точках. Из
склада материал системой ленточных конвейеров направляется на переработку и
обогащение на заводы нерудных материалов.
|