Открытые горные работы

1. Открытые горные работы

Лекции 22 часа
Практические 28 часов
КСР 4 часа
Экзамен (РМПИ, МД)
Дифференцированный зачет (ЭАГП, ГМ)

2. На все практические занятия приносить миллиметровку (5-10 листов А4) линейку карандаш транспортир резинку калькулятор конспекты

3. Классификация полезных ископаемых

Подземные
пресные и
минерализов
анные воды
Классификация полезных
ископаемых
Железо, свинец,
уран, золото,
натрий, хлор, бром,
магний, поваренная
соль, марганец…
Рудоносные жилы,
пласты
континентального
шельфа,
железомарганцевые
включения
Минеральные
ресурсы морской
воды
Гидроминера
льные
ресурсы
Минеральные
ресурсы океана
Водоминеральные
Горючие
Топливноэнергетические
ресурсы
Нефть, газ, уголь,
горючие сланцы,
торф, урановые
руды…
Металлические
Полезные
ископаемые
Рудные ресурсы
Неметаллические
Горно-химическое
сырье
Природные
строительные
материалы
Нерудные полезные
ископаемые
Известняк,
доломит, глины,
песок, мрамор,
гранит
Железная и
марганцевая руда,
бокситы, хромиты,
медные, свинцовоцинковые,
никелевые,
вольфрамовые,
молибденовые,
оловянные,
сурьмяные руды,
руды благородных
металлов…
Яшма, агат, горный
хрусталь, гранат,
корунд, алмазы…
Апатиты,
фосфориты,
поваренная и
калийная соли,
сера, барит, броми йодсодержащие
растворы…

4.

Полезное ископаемое – часть горных пород, которую использует человек
Пустая порода – часть горных пород, которая вмещает полезное ископаемое
Руда является одним из видов твердого полезного ископаемого, представляющего собой естественное
минеральное вещество, из которого путем соответствующей переработки извлекаются содержащиеся в нем
металлы и полезные минералы. Переработка руды включает обогащение и металлургический передел,
результатом которого и является получение металла.
По виду полезных компонентов различают руды металлические и неметаллические.
Руды в зависимости от количества входящих в них полезных компонентов делятся на простые
(монометаллические) и
сложные (полиметаллические). К последним чаще всего относятся руды цветных
металлов.
Среднее содержание полезного компонента в рудном месторождении или его части, при котором ценность
полезного компонента равна затратам на добычу и переработку, называется
минимальным промышленным
содержанием, или промминимумом.
Горная порода, содержащая полезный компонент в количестве, равном промминимуму или больше,
относится к руде, в
противном случае — к пустой породе. Величина промминимума для ценных дефицитных
руд ниже, чем малоценных.

5.

Виды рельефа поверхности месторождений:
а — равнина; б — склон; в — возвышенность; г — холмистая
поверхность; д — водная поверхность (залежь находится под водой)

6.

Виды открытых горных разработок:
а — поверхностный; б — глубинный; в — нагорный; г —
подводный

7.

Открытые горные
выработки:
а — канава; б — траншея; в —
карьер

8.

Основные этапы строительства и эксплуатации карьера
В процессе разработки месторождения открытым способом различают следующие этапы:
подготовка поверхности - заключается в вырубке леса и корчевке пней, отводе рек и ручьев за пределы карьерного поля, осушении
озер и болот, сносе зданий и сооружений, переносе дорог и в удалении других естественных и искусственных препятствий,
затрудняющих или не допускающие ведение открытых горных работ. В этот же период снимают плодородный слой земли с
первоочередных участков разработки, строят дороги, ЛЭП и другие коммуникации, жилые, производственные здания и сооружения,
очистные сооружения, а также проводят ряд мероприятий по охране окружающей среды.
осушение месторождения и ограждение его от воды. Насыщенные водой породы, будучи обнажены, теряют устойчивость (в
откосах), что приводит к снижению производительности труда рабочих, препятствует применению мощного оборудования и
способствует образованию оползней и обвалов. Вода в карьер поступает из водоносных горизонтов месторождения, а также при дожде
(ливневая) и таяния снега (паводковая).
Различают следующие виды осушения: осушение поверхности карьерного поля; ограждение карьера от поверхностных вод;
предварительное и текущее осушение месторождения.
Ограждение карьера от поверхностных вод (ливневых, паводковых и проникающих из соседних водоемов) производится с
помощью нагорных канав, которые проводятся по всему периметру карьера или со стороны возвышенной части карьерного поля.
Затопило карьер Камаган гСибай
Предварительное осушение месторождения проводится до начала разработки и предназначено для понижения уровня подземных
вод и осушения участков, которые подлежат разработке в первую очередь.
Текущее или эксплуатационное осушение осуществляется одновременно с разработкой месторождения и состоит в
систематическом удалении воды из разрабатываемых участков.
Удаление воды, поступающей в карьер, производится с помощью комбинированного открытого или подземного водоотлива. В
первом случае вода собирается в водосборник и откачивается насосами на поверхность, во втором — вода через специальные
скважины поступает в систему подземных дренажных выработок и по стволу дренажной шахты поднимается на поверхность.
горно-капитальные работы в период строительства карьера, проведение подготовительных выработок, вскрышные и
добычные работы, рекультивация нарушенных земельных площадей и поверхности отвалов.
Горно-капитальные работы в период строительства карьера включают проведение капитальных и разрезных траншей для вскрытия
месторождения, а также удаление некоторого объема вскрышных пород для создания вскрытых запасов полезного ископаемого перед
сдачей карьера в эксплуатацию.
При небольшой глубине залегания месторождение вскрывают общими наклонными траншеями, расположенными за контурами
карьера. Глубокие карьеры чаще всего вскрывают внутренними траншеями (съездами), расположенными внутри карьера на его бортах.
Съезды бывают спиральными, петлевыми, тупиковыми. При гористом рельефе для вскрытия карьера используют иногда подземные
выработки — рудоспуски и штольни.
Вскрышные работы заключаются в удалении пустых пород, вмещающих полезное ископаемое, в результате чего обеспечивается
доступ к нему. Добычные работы представляют собой собственно извлечение полезного ископаемого
Подготовка поверхности, работы по осушению, горно-капитальные, подготовительные и вскрышные работы начинают
последовательно, а затем ведут параллельно, но со взаимным опережением в пространстве: подготовка поверхности и осушение
месторождения опережают вскрышные работы, которые предшествуют добычным работам. разведка, добыча золота и меди,
усреднение _АЗЕРБАЙДЖАН

9.

уступ карьера
ЭЛЕМЕНТЫ КАРЬЕРА И ОСНОВНЫЕ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ
Карьер в хозяйственном значении — это горное предприятие, осуществляющее открытую разработку месторождения, а в
техническом значении — это совокупность открытых горных выработок, служащих для разработки месторождения. Угольные
карьеры обычно называют разрезами.
Часть месторождения, отводимая для разработки карьером, называется карьерным полем. Площадь карьерного поля обычно
составляет от 0,5 до 4 тыс. га. Участок, занимаемый основными объектами карьера, называется земельным отводом. Площадь
земельного отвода во много раз превышает площадь карьерного поля.
Ступенчатая поверхность, ограничивающая карьер с боков, называется бортом, а поверхность, ограничивающая карьер снизу,
— подошвой. Линии пересечения борта карьера с дневной поверхностью и подошвой образуют соответственно верхний и нижний
контуры карьера. Условная поверхность, проходящая через верхний и нижний контуры карьера, называется откосом борта карьера.
Угол, образуемый откосом борта карьера и горизонтальной плоскостью, проходящей через его подошву, называется углом откоса
борта карьера. Борт карьера, на котором производятся горные работы, называется рабочим. Соответственно этому различают угол
откоса рабочего или нерабочего борта карьера. Вертикальное расстояние между подошвой и усредненной отметкой земной
поверхности называется глубиной карьера.
Уступом называется часть толщи пород, имеющая рабочую поверхность в форме ступени и разрабатываемая
самостоятельными средствами выемки, погрузки и транспорта. Обычно высота уступа принимается не менее высоты черпания
экскаватора и на большинстве карьеров составляет 10—15 м, а иногда достигает 20—40 м.
Различают рабочие и нерабочие уступы. На рабочих уступах производится выемка пород или добыча полезного ископаемого.
Уступ имеет нижнюю и верхнюю площадки, откос и бровки.
Откосом уступа называется наклонная поверхность, ограничивающая уступ со стороны выработанного пространства. Линии
пересечения откоса уступа с его верхней и нижней площадками называются соответственно верхней и нижней бровками.
Горизонтальные поверхности рабочего уступа, ограничивающие его по высоте, называют нижней и верхней площадками.
Площадка, на которой расположено оборудование для разработки, называется рабочей площадкой. Ширина рабочих площадок
составляет 40—70 м и более. Если площадка свободна, ее называют нерабочей.
Угол наклона уступа а к горизонтальной плоскости называется углом откоса уступа. Угол откоса рабочих уступов обычно
равен 65—80°, а нерабочих — 45 — 60°.

10.

Устойчивые углы наклона бортов карьера для различных групп пород и
характеристик пород, слагающих борта карьеров
Группа
пород,
слагающих борт
Крепкие скальные
>80МПа
Средней прочности
8МПа<Пс<80МПа
Характеристика пород,
слагающих борт
Крепкие
слаботрещиноватые
Крепкие интенсивно
трещиноватые
Выветренные
Слабые несвязанные Сильно выветренные или
Пс<8 МПа
полностью
дезинтегрированные,
глинистые, пески,
галечники
Падение поверхностей
ослабления
Отсутствие или от карьера
Углы
наклона
бортов карьеров,0
55
40-50
В сторону карьера
Отсутствие или от карьера
30-35
40-45
В сторону карьера
Отсутствие или от
карьера
30-35
20-30
В сторону карьера
6-25
Горизонтальные слои
пластичных глин в
основании
6-20

11.

Общий вид участка рабочего
борта карьера: 1 – площадки; 2
– откос уступа; 3 – бровки; 4 –
забой уступа (торцовый); α –
угол откоса уступа; h – высота
уступа; γр – угол рабочего
откоса рабочего борта карьера
Уступ
разрабатывают
последовательными
параллельными
полосами—заходками шириной 10—20 м с
применением
или
без
применения
буровзрывных работ. Часть заходки по ее
длине, подготовленная для разработки,
называется
фронтом
работ
уступа.
Подготовка фронта работ заключается в
подводке транспортных путей (железных
дорог
или
автодорог
)
и
линии
электропередачи. Обычно в работе находятся
несколько уступов.
Выемка мягких, сыпучих и плотных
пород обычно производится непосредственно
из массива, а выемка разрушенных
(взорванных) пород — из развала или
разрыхленного слоя. Поверхность горных
пород в массиве или развале, являющаяся
объектом выемки, называется забоем. В
данном случае забоем называется торец
заходки.
На рабочих площадках, разделяющих
уступы рабочего борта, ведется выемка
горных пород, их ширина Вр.п = 40-80 м, угол
откоса рабочего борта γр =7-15˚

12.

Общий вид нерабочего борта карьера: σ п предохранительная площадка; σт - транспортная
площадка; γн - угол откоса нерабочего борта
карьера; Ну - высота уступа

13.

Экскаватор карьерный электрический на
гусеничном ходу: Нр – высота разгрузки; Нр. mах –
максимальная высота разгрузки; Rр – радиус
разгрузки;
Rч.mах – максимальный радиус
черпания; Нч. mах – максимальная высота
черпания; Нгл. mах – максимальная глубина
черпания; Rч – радиус черпания; Rр.mах –
максимальный радиус разгрузки
Прямая мех. Лопата.
Прямая гидравлическая

14.

Схемы работы мехлопат в торцовом забое с погрузкой горной массы в средства транспорта: а –
на горизонте установки экскаватора; б – выше горизонта установки экскаватора;
в – с разгрузкой в отвал
Найти 2 ошибки

15.

Схема поворотного ковша активного действия
(КАД):
1 — ковш; 2 — рукоять экскаватора; 3 —
гидроцилиндр
поворота
ковша;
4
—
пневмоударник; 5 — элемент подвески ковша
МАШИНЫ ДЛЯ БЕЗВЗРЫВНОЙ ВЫЕМКИ ПОРОД
В последние десятилетия безвзрывная выемка полускальных и скальных пород с относительно невысокой крепостью (σсж < 60÷80 МПа) имеет тенденцию к
расширению области применения.
Опыт показывает, что при использовании для безвзрывной выемки одноковшовых канатных и гидравлических экскаваторов наиболее перспективно применение
ковшей активного действия (КАД). Каждый зуб такого ковша действует как пневмоударник (пневмомолот) с возможной энергией единичного удара до 200— 250
Дж на 1 см ширины зуба и с частотой ударов до 8—12 Гц. Такой уровень ударного воздействия на горную породу в десятки раз превосходит величину удельного
усилия копания при статическом приложении нагрузок у обычных экскаваторов с повышенным усилием копания. Пневмоударный механизм КАД автоматически
включается в действие при увеличении сопротивления копанию и обеспечивает разрушение породы в процессе черпания.

16.

Экскаватор карьерный гидравлический с обратной лопатой:
Механическая
обратная лопата: 1 —
неподвижная
стойка; 2
— подъёмный канат; 3
—
стрела;
4 — тяговый канат; 5 — тяга;
6 — рукоять; 7 —
ковш
Гидравлическая обратная лопата:
1 — ковш; 2, 3 —
крепёжные звенья; 4 —
гидроцилиндр поворота ковша;
5 — рукоять;
6 — гидроцилиндр поворота рукояти; 7
—
удлинительная
вставка;
8

гидроцилиндр подъёма стрелы.
—
стрела;
9
—

17.

18.

драглайн
шагающие
экскаваторы
грейфер

19.

Роторный
а.
б.
Порядок выемки стружек роторным
экскаватором:
а – однорядные
вертикальные; б – многорядные вертикальные
Конструктивная схема роторного
экскаватора с выдвижной стрелой
Роторный на разрезе

20.

21.

а
Общий вид горного комбайна (при работе с погрузкой в автосамосвалы)
Схемы расположения рабочего органа горных комбайнов
«Виртген» (а) и «Крупп Фердертехник» (б):
1 — фрезерный барабан; 2 — ходовая часть; 3 — разгрузочная консоль; 4
— корпус комбайна с силовыми механизмами
Рабочий орган горного комбайна фирмы «Крупп Фердертехник»
В ряде стран ведутся работы по созданию компактных роторных экскаваторов с высоким усилием резания.
Промышленные испытания образцов таких экскаваторов, изготовленных в России и за рубежом, на некоторых карьерах
Сибири подтвердили принципиальную возможность использования этих машин для безвзрывной выемки пород с пределом
прочности при одноосном сжатии до 60—80 МПа.
Вторым направлением в развитии средств механизации безвзрывной выемки полускальных и скальных пород
является создание горных комбайнов, предназначенных для разработки вскрышных пород и полезных ископаемых методом
послойного фрезерования. Прообразом таких комбайнов послужили землеройно-фрезерные машины, используемые на
проходке траншей при укладке трубопроводов и других инженерных коммуникаций, на дорожных работах для разрушения
старого дорожного покрытия из асфальта и бетона, а также проходческие комбайны для подземных горных работ. К настоящему времени промышленные испытания прошли около 40 моделей горных комбайнов, построенных в Германии,
США, Англии, Японии и других странах. На Западе эти машины получили общее название «Серфис Майнар» (СМ), а у нас
их обычно называют машинами фрезерного типа. Горные комбайны (рис.) относятся к классу выемочных машин
непрерывного действия и представляют собой мощные самоходные агрегаты на гусеничном ходу с электрическим или
дизельным приводом. Они предназначены для послойной выемки пород, прочность которых не превышает 80 МПа, при
относительно небольших объемах горных работ. Но наиболее мощные комбайны, например КСМ-400, могут выполнять и
большие объемы выемочных работ. Масса комбайнов достигает 380— 400 т, а мощность привода рабочего органа
составляет до 550— 1100 кВт. Процесс отбойки и выемки породы комбайнами происходит в результате вращения
фрезерного барабана и непрерывного поступательного движения машины по площадке уступа со скоростью от 1,5 до 20—25
м/мин. Частота вращения барабана и скорость движения машины выбираются в зависимости от прочностиПереднее
расположение рабочего органа более предпочтительно, поскольку позволяет в процессе выемки легче приспособить
комбайн к изменяющимся горно-техническим условиям, особенно при селективной разработке забоев, облегчает осмотр
рабочего органа, замену резцов и др

22.

Конструктивные схемы цепных экскаваторов: а – с рельсовым
ходовым оборудованием и погрузкой породы в
железнодорожный транспорт; б – с гусеничным ходовым
оборудованием; в – при отработке двух подуступов с погрузкой
породы на конвейер
а.
в.
б.
Роторный, цепной

23.

Схема работы шагающерельсового ходового оборудования
роторного экскаватора
Схема передвижения
экскаватора ЭШ-15/90
Кривошипнорычажный
механизм шагания
экскаватора

24.

Условные обозначения забоев: а - мехлопаты в массиве;
б - мехлопаты в развале; в - роторного экскаватора; г драглайна; д - бульдозера

25.

Крутые траншеи оборудуют
конвейерными или скиповыми
подъемниками, углы наклона трассы
которых соответственно 18 и 37—45°.
Скиповые подъемники современной конструкции являются
высокопроизводительным эффективным видом карьерного
транспорта. Их целесообразно применять при разработке наклонных
и крутых залежей для подъема горной массы с глубиной более 100 м.
Основные элементы скипового подъемника: рельсошпальная путевая
решетка, скипы, подъемная машина, тяговые канаты, перегрузочные
устройства в карьере и на поверхности. Скиповые пути располагают в
крутой траншее с прямолинейным или ломаным продольным
профилем (угол наклона 20—45°) на борту карьера.

26.

Схема
выемки
вскрыши
одноковшовым экскаватором с
погрузкой в автотранспорт.
Схема выемки вскрыши погрузчиком.

27.

Бульдозерно-рыхлительный агрегат

28.

Двухмоторный скрепер ДЗ-107—1:
1 —одноосный специальный тягач
БелАЗ-531Б; 2 — передок;
3 — ковш;
4 — задняя силовая установка.
Показатели
Д-392
Самоходные
ДЗ-67
Д-337П
Прицепные
Д-498
Д-77
ДЗ-79
Вместимость ковша, м3:
геометрическая
с шапкой
Базовый тягач
Мощность привода,
кВт
Заглубление, мм
Ширина захвата,
мм
Максимальная ско-
8
15
15
18
БелАЗ531
265
25
29
—
8
10
МоАЗ-546П
7
9
Т-100МЗ
10
Т-130
18
Т-330
625
158
79,5
118
243
200
200
2820
250
3570
200
2820
150
2620
200
2600
45
40
40
—
—
3112
—
рость движения,
км/ч
Габариты, м:
длина
высота
ширина
Масса, т
12,8
3,6
3,4
34
16,8
4,3
4,45
64
11,01
3,25
3,24
20
8,55
2,56
3,15
7
9,82
11,6
2,68
3,14
9,2
3,6
3,56
18
Мощные скреперы имеют ковши вместимостью от
15 до 40 м3
Колесные скреперы предназначены для послойной срезки породы,
перемещения и укладки ее в отвал.
Колесный скрепер работает следующим образом (рис. 6.1). При
приближении скрепера к месту выемки породы переднюю его стенку
(заслонку) 3 поднимают при помощи гидравлического управления, а ковш 2
опускают. При дальнейшем движении скрепера его ковш врезается в
породу, срезает ее. При этом происходит заполнение ковша. Толщина
срезаемой стружки в мягких и песчаных породах составляет 20—30 см, в
плотных и разрушенных—10.—15 см. Ковш загружается на участке длиной
20—40 м. Когда ковш наполнится породой, его поднимают и закрывают
заслонкой, и в этом положении породу транспортируют к месту разгрузки.
На отвале ковш опускается, заслонка поднимается, а задняя стенка / перемещается вдоль ковша к передней его части, выталкивая породу. Как только
ковш будет полностью освобожден от породы, его поднимают, задняя
стенка передвигается в исходное положение, заслонка опускается и скрепер
оказывается готовым для транспортирования к месту загрузки, и рабочий
цикл повторяется. Разгрузка ковша происходит на участке длиной 10— 15
м.
При разработке плотных пород применение скреперов эффективно в
комплексе с тракторами-толкачами й рыхлителями. Рыхлители применяют для
предварительного рыхления пород, а толкачи — для увеличения тягового усилия.
Один трактор-толкач может обслуживать на месте загрузки три-четыре скрепера,
благодаря чему их производительность может быть увеличена на 15—30%.
На открытых горных работах скреперы используют для зачистки кровли
пласта, понижения высоты вскрышных уступов, съема плодородного слоя пород,
проведения разрезных траншей, а также для выполнения основных вскрышных работ
на верхних горизонтах.

29.

Технологическая схема производства
скреперных работ: 1 —колёсный погрузчик;
2 — самоходный скрепер;
3 — трактор-толкач-рыхлитель.

30.

Затраты на транспортирование и связанные с ним вспомогательные работы составляют 45—50
%, а в отдельных случаях 65—70 % общих затрат на добычу полезного ископаемого. Существуют
понятия грузооборот и грузопоток.
Грузооборотом называется количество полезного ископаемого (в тоннах или в м3),
перемещаемого в единицу времени.
Под грузопотоком понимается поток грузов, характеризуемый направлением относительно
контуров карьера.
Железнодорожный транспорт рекомендуется применять на карьерах с большим годовым
грузооборотом (25 млн. т и более) при длине транспортирования 4 км и более. Для железнодорожного транспорта необходимы большая протяженность фронта работ на уступах (не менее 300—
500 м), кривые большого радиуса (не менее 100—120 м), небольшие подъемы и уклоны путей (до
20—30, реже 40—60 %). При использовании новейших тяговых агрегатов и уклонах путей до 60
% глубина применения железнодорожного транспорта увеличивается до 300—350 м.
Средствами железнодорожного транспорта являются рельсовые пути и подвижной состав.
Рельсовые пути на карьерах бывают стационарными и временными, периодически перемещаемыми вслед за подвиганием фронта работ на уступах. Ширина колеи равна 1524 мм.
Стандартная длина шпалы 2700 мм, рельса 12,5 и 25 м. Основным типом рельсов являются Р-50 и
Р-65, а также Р-75. Скорость движения на стационарных и временных путях составляет
соответственно 30—40 и 15—20 км/ч.
Технологический подвижной состав состоит из локомотивов и вагонов. В качестве локомотивов
применяются электровозы, тепловозы, тяговые агрегаты. Контактные электровозы Д-94, Д-100М,
ЕЛ-1, 13Е-1 работают на постоянномтоке напряжением 1500—3000 В. Тепловозы исключают
наличие контактной сети, обладают высоким КПД, равным 24—26 %. Тяговые агрегаты ОПЭ-1,
ОПЭ-2 — это сочетание электровоза управления, секции автономного питания (дизельной
секции) и нескольких моторных думпкаров. Устраняется потребность в контактной сети на
передвижных путях.

31.

Разгрузка думпкаров
Схемы вагонов, используемых на карьерах: а - несаморазгружающиеся гондолы;
б - саморазгружающиеся гондолы; в - тальботы; г -хопперы; д - вагон с поднимающимся
кузовом; е - думпкары
Для перевозки горной массы применяются думпкары ВС-60, ВС-105, ВС-180 —
саморазгружающиеся вагоны с двухсторонней разгрузкой грузоподъемностью 60—105 и 180 т.

32.

Схемы разгрузки вагона-дозатора:
1 — на всю
ширину пути; 2 — на стороны
пути; 3 — на середину пути; 4 — на междупутье;
5 — на обочину.
Вагон типа «хоппер»
Думпкар:1 — кузов; 2 — рама; 3 — пневмоцилиндр
опрокидывания кузова; 4 — ходовые тележки; 5 — автосцепка

33.

Перевозка сильвинитовой руды
Из-за отсутствия собственной
рудной базы, сильвинитовая руда
для производства готового продукта
на флотационной обогатительной
фабрике БКПРУ-3 доставляется с
БПКРУ-4
Дробленый сильвинит системой
конвейеров подается на точку
погрузки руды в вагоны-думпкары.

34. Перевозка сильвинитовой руды

Прием и транспортировка руды на
БКПРУ-3
Разгрузка вертушек думпкаров с
рудой осуществляется через
приемное устройство с 24-мя
приемными бункерами,
расположенном под двумя
железнодорожными путями по 12
бункеров на каждом пути.

35. Прием и транспортировка руды на БКПРУ-3

Схема путеукладочного поезда:
1 — кран; 2 — платформа для перевозки звеньев пути; 3 —
локомотив (тепловоз)
Схема (1) непосредственной и кратной (2) крановой
переукладки пути:
1, а — отступающим ходом; 1,6 — наступающим ходом; 2, а
— укладка звеньев пути на промежуточную трассу; 2, б —
перенос звеньев на основную трассу
Схема передвижки пути турнодозером

36.

Карьерный автотранспорт для перевозки горной массы:
а — автосамосвал; б, в — полуприцепы
Автосамосвалы — это машины с кузовом, обычно разгружающимся посредством
опрокидывания назад;
у полуприцепов кузов выполнен отдельно от тягача и соединяется с ним специальным
прицепным устройством, полуприцепы могут разгружаться назад, набок или через дно.
Достоинства: гибкость, маневренность, независимость работы автосамосвалов, радиусы поворота
15—25 м, подъем и уклоны до 80—120 %. Недостатки: более высокие затраты на
транспортирование 1 т горной массы по сравнению с железнодорожным транспортом, зависимость
от погодных условий.
Эл.-дизель

37.

Схемы подъезда автосамосвалов к экскаватору:
а, б —
сквозной; в, г — с петлевым разворотом;

д, е — с тупиковым разворотом.

38.

Конвейерный транспорт
Комбинированный транспорт (автомобильно-железнодорожный, автомобильный транспорт с
конвейерным или скиповыми подъемниками)
Схемы перегрузочных пунктов при автомобильно-железнодорожном транспорте:
а — с непосредственной перегрузкой пород; б — с временным складом и использованием на погрузке экскаваторов

39.

1
Карьер – это
Разрез – это
Уступ – это
Вскрышные работы — это
Коэффициент вскрыши показывает
Изобразить добычной уступ
Изобразить вскрышной уступ
Изобразить смешанный уступ
Изобразить отвальный уступ
Изобразить уступ склада полезного ископаемого
Что нужно учитывать при определении ширины рабочей площадки
Изобразить экскаватор с прямой лопатой, описать принцип работы, достоинства и
недостатки
Изобразить экскаватор с обратной лопатой, описать принцип работы, достоинства и
недостатки
Изобразить драглайн, описать принцип работы, достоинства и недостатки
Изобразить роторный экскаватор, описать принцип работы, достоинства и недостатки
Изобразить цепной экскаватор, описать принцип работы, достоинства и недостатки
Область применения, достоинства и недостатки железнодорожного транспорта
Область применения, достоинства и недостатки автомобильного транспорта
Область применения, достоинства и недостатки вагонов типа хоппер
Область применения, достоинства и недостатки вагонов типа думпкар

40.

Капитальная траншея
(а) и полутраншея (б).
Внешняя
(а),
и
комбинированная
траншеи
внутренняя
(б)
капитальная

41.

Схемы развития горных работ на вскрываемом горизонте: а - формирование капитальной
траншеи внешнего заложения; б - формирование капитальной траншеи внутреннего
заложения; 1 - капитальная траншея; 2 - разрезная траншея
Последовательность развития горных работ при вскрытии горизонтального пласта: вначале с поверхности до кровли пласта проводят наклонную капитальную
траншею. Затем проводят горизонтальную разрезную траншею, дно которой располагается на кровле пласта. Далее один борт разрезной траншеи разносят,
освобождая рабочую площадку, ширина которой должна обеспечить размещение оборудования, возможность проведения разрезной траншеи по залежи и
подготовку к выемке достаточного объема запасов полезного ископаемого. После проведения второй капитальной траншеи, которая опускается на почву залежи,
проходят разрезную траншею по залежи. В результате этих работ создается достаточный фронт вскрышных и добычных работ, что позволяет сдать карьер в
эксплуатацию.
При крутом падении пласта последовательность выполнения работ аналогична. Однако часто для перехода горных работ на нижний горизонт необходим
разнос не одного, а обоих бортов разрезной траншеи. Кроме того, при горизонтальных пластах горноподготовительные работы заканчиваются в период
строительства, а при крутых они необходимы в течение всего периода эксплуатации.

42.

43.

Этапы вскрытия и горно-строительных
работ при разработке горизонтальных
месторождений
Этапы и состав горно-строительных работ
На пологопадающих и горизонтальных месторождениях характерным являются вскрытие внешними, развитие горных работ от одной из границ карьерного поля.
Место заложения капитальных и разрезных траншей выбирают таким образом, чтобы можно было обеспечить минимальный объем горно-капитальных работ, избежать оставления целиков
полезного ископаемого под капитальными траншеями, сократить до минимума дальность транспортирования полезного ископаемого и пустых пород и получить наилучший календарный график по добыче
и вскрыше. Капитальные траншеи направляют в сторону расположения отвалов пустых пород или пунктов приема полезного ископаемого. Разрезные траншеи проводят по простиранию залежи на участках,
где она ближе всего выходит к поверхности. При разработке пологих месторождений горные работы обычно развивают по падению. При разработке пластов и залежей сложного строения направление
развития работ должно обеспечивать возможность раздельной выемки полезного ископаемого и пустых пород.
Этапы вскрытия и горно-строительных работ при разработке горизонтальных и пологих месторождений включают обычно проведение одной или двух внешних капитальных траншей, разрезных
траншей по вскрышным породам и полезному ископаемому, а также выемку первоначальной капитальной вскрыши.
После проходки капитальной вскрышной траншей (/ этап) экскаватор достигает отметки горизонта— 15 м и осуществляет на этом горизонте проходку вскрышной разрезной траншеи (// этап).
Затем отработкой двух-трех заходок производится необходимое опережение вскрышных работ (/// этап) и обеспечивается возможность проходки капитальной добычной траншеи (IV этап) и разрезной
добычной траншеи на горизонте 25 м (V этап). На этом горно-строительные работы заканчивается, и карьер может быть сдан в эксплуатацию.

44.

Системы отдельных капитальных
траншей: а - внешнего заложения;
б - внутреннего заложения
Уклоны капитальных траншей
и съездов зависят от вида
транспорта и составляют при
железнодорожном транспорте с
электровозной тягой 40—60 % о,
при автомобильном транспорте—
80—100 %о, а при конвейерном—
18°, или 320 %0. Длина съезда,
зависящая от глубины его
погружения и уклона, обычно
составляет 100—200 м при
автомобильном транспорте и
300—
400
м
при
железнодорожном.

45.

Система общих капитальных
траншей внешнего заложения
Система общих капитальных траншей
внутреннего заложения

46.

Системы групповых капитальных траншей: а - внешнего заложения; б внутреннего заложения

47.

Обоснование числа и расположения внешних траншей
Схемы вскрытия карьерного поля, отражающие дальность транспортирования при расположении капитальных
траншей на обоих флангах (а), на одном фланге (б) и в центре карьерного поля (в)
Для вскрытия горизонтальных и пологих месторождений обычно применяют внешние капитальные траншеи так как выработанное пространство занято внутренними
отвалами. Которые бывают отдельные, групповые или чаще общие. Траншеи располагают на одном или двух флангах карьерного поля, реже — в центре.
Число внешних траншей и их расположение обычно определяют с таким расчетом, чтобы сократить дальность транспортирования, рассредоточить грузопотоки по
величине и направлению и обеспечить минимальный объем работ по строительству траншей.
На рис. показаны три варианта вскрытия одного и того же карьерного поля, различающиеся средней дальностью транспортирования 1 т горной массы и числом траншей.
При вскрытии одной фланговой траншеей средняя длина транспортирования внутри карьера составляет половину длины карьерного поля. Вскрытие двумя траншеями вдвое
сокращает расстояние доставки в рабочей зоне, однако при этом вдвое увеличивается объем горно-капитальных работ на проходке двух траншей.
Рациональный вариант в этом случае может быть выбран путем сопоставления дополнительных капитальных затрат на создание- второго транспортного выхода и
экономии, получаемой благодаря сокращению дальности транспортирования. Если срок окупаемости дополнительных капитальных вложений не больше 5—7 лет, то целесообразно
применять вскрытие двумя траншеями
При центральном расположении траншей затруднено вскрытие нескольких горизонтов. Если при фланговом расположении траншей транспортные коммуникации в
карьере располагаются на его бортах, то при центральном они должны размещаться в выработанном пространстве, где необходимо для этой цели оставлять целики, ведущие к
потерям полезного ископаемого, или строить тоннели в теле отвала.
При большой длине карьера применяют вскрытие центральной траншеей в комбинации с фланговыми. Это позволяет разделить карьер на два участка и обеспечивает
независимую работу на каждом из них при перевалке породы в выработанное пространство.
На двух флангах располагают обычно отдельные и групповые траншеи, а на одном фланге и в центре — общие траншеи.
Применяемый транспорт должен обеспечить надежность работы, минимальные простои основного оборудования и возможно большую степень поточности процессов перемещения;
выбранный транспорт должен обеспечить безопасность работ и минимальные затраты на открытую разработку месторождения. Возможны случаи, когда увеличение стоимости
транспортирования обеспечивает снижение затрат на разработку месторождения в целом за счет экономии по другим процессам, изменения объемов добычных и вскрышных работ и
их распределения во времени

48.

Вскрытие карьерного поля

49.

Схема скользящего съезда
Варианты развития горных работ в
карьере при вскрытии стационарными и
скользящими съездами
Вскрытие скользящими съездами
При вскрытии скользящими съездами отрабатываемый уступ рассекается наклонным диагональным съездом на две части и разрабатывается уступами 1—2 и 3—4
переменной высоты.
Уклон скользящего съезда должен рассчитываться по условию трогания состава с места; обычно он на 30 % меньше определенного по условию равномерного
движения.
Минимальная длина наклонной части съезда при высоте уступа 10 м составляет 660 м, а с учетом тупиков, стрелочных переводов и криволинейной части — около
1000 м. Следовательно, скользящие съезды могут применяться практически лишь при длине фронта работ более 800—1000 м.
Ширина наклонной части съезда определяется как минимальная ширина рабочей площадки, исходя из размещения экскаватора, развала породы после взрыва и
железнодорожного пути. При одновременной обработке более одного горизонта число путей на скользящем съезде обычно принимается же менее двух.
Разработка месторождения со стороны лежащего бока позволяет произвести вскрытие стационарными внутренними траншеями, обеспечивает небольшой срок строительства и наилучшее
распределение объемов вскрышных работ по годам, но не позволяет производить раздельную выемку полезного ископаемого и пустых пород, так как при подвигании фронта работ от лежачего бока
к висячему неизбежно будет происходить разубоживание полезного ископаемого. Поэтому крутые и наклонные пласты сложного строения целесообразно вскрывать скользящими съездами и
начинать работы в пункте 3, т. е. со стороны висячего бока залежи, что благоприятствует раздельной выемке полезного ископаемого и пустых пород, требует небольшого объема горно-капитальных
работ, обеспечивает быстрый ввод карьера в эксплуатацию и лучший, чем в первом варианте, график горных работ. В этом случае по мере углубления горных работ скользящие съезды при
достижении ими предельного контура карьера будут принимать стационарное положение (рис,6).
При дальнейшем углублении карьера число горизонтов со стационарными съездами будет увеличиваться. Таким образом, в данном случае трассу внутренних траншей можно рассматривать как
стационарную, конечный отрезок которой является скользящим.
Основными недостатками скользящих съездов являются: периодическое перемещение путей на съездах, что затрудняет нормальную производственную деятельность карьера; удорожание затрат на
выемку горной массы в той части уступа, которая рассекается наклонным съездом.
Недостатки скользящих съездов в большей степени проявляются при железнодорожном транспорте. При автомобильном транспорте эти съезды не вызывают больших затруднений в работе и
поэтому широко применяются.
Достоинства скользящих съездов: возможность развития работ в карьере от центра к флангам, что обеспечивает меньший «срок строительства карьера, быстрый ввод в эксплуатацию
отдельных горизонтов, относительно равномерное распределение объемов вскрышных работ по годам эксплуатации; возможность применения при любых условиях залегания месторождений.

50.

Вскрытие двумя взаимосвязанными и самостоятельными фланговыми траншеями
Схемы вскрытия двумя фланговыми траншеями:
1 — крутая траншея; 2 — парные траншеи
При вскрытии двумя взаимосвязанными фланговыми траншеями (а) создаются сквозной фронт и поточное движение, благодаря чему возрастает
пропускная способность транспортных коммуникаций и улучшается обеспеченность забоя порожняком. Вскрытие парными траншеями обычно применяется при
большом числе экскаваторов на уступе и относительно небольшой длине карьера.
Вскрытие двумя самостоятельными фланговыми траншеями (б), создающими тупиковый фронт и возвратное движение, обычно применяется в
следующих случаях:
при большой длине карьерного поля, когда для уменьшения дальности транспортирования его необходимо разделить на два крыла. Каждое крыло
вскрывается самостоятельными траншеями; когда целесообразно рассредоточить грузопотоки вскрыши и полезного ископаемого по разным направлениям:
пустые породы направить через траншею, расположенную вблизи, к отвалам, а полезное ископаемое — через другую траншею;
когда траншеи находятся в эксплуатации попеременно, что вызывается, например, требованиями безопасности при бестранспортной системе разработки
и при вывозке полезного ископаемого в автосамосвалах.

51.

Схема вскрытия спиральным съездом
Поскольку спиральные съезды надлежит укладывать по стационарной трассе, для вскрытия нижних горизонтов необходимо верхние горизонты отрабатывать до
предельного контура. Поэтому при вскрытии спиральными съездами горные работы ведут одновременно не более чем на двух-трех горизонтах, причем на одном горизонте
заканчиваются работы, на втором нормально развиваются, а третий горизонт подготавливается.
Ограниченное число рабочих уступов и необходимость выемки основного объема вскрыши в первый период работы карьера являются значительным недостатком
спиральных съездов с железнодорожным транспортом.
Неравномерное распределение объемов вскрышных работ требует большого числа оборудования и рабочей силы во время строительства карьера и в первые годы его
эксплуатации. В связи с этим срок строительства карьера и затраты на его строительство получаются чрезмерно большими. Влияние этого недостатка может быть несколько
уменьшено, если верхние горизонты будут вскрыты внешней траншеей.
Спиральные съезды при железнодорожном транспорте применяют для вскрытия обширных месторождений, когда спиральная трасса может быть вписана в контур карьера.
При автомобильном транспорте вскрытие спиральными съездами весьма распространено, так как они могут, иметь большие уклоны и меньшие радиусы кривых,
вписываться в карьеры меньших размеров в плане. Кроме того, они могут быть скользящими или временными.
Применять спиральные съезды можно лишь при устойчивых бортах карьера. Если на одном из его бортов встречаются неустойчивые породы, то в случае их сдвижения
(оползни, обвалы) могут быть нарушены постоянные пути на съездах и будет остановлена работа всего карьера.
Одним из условий применения способа вскрытия месторождений спиральными съездами является достаточная разведанность месторождения. Без этого нельзя с
необходимой точностью установить предельный контур карьера, по которому должны закладываться траншеи со спиральной трассой.
Спиральными съездами обычно вскрывают месторождения при значительной глубине залегания полезного ископаемого и с большими промышленными запасами,
например штокообразные и весьма мощные пластовые залежи.

52.

Схема вскрытия тупиковыми железнодорожными съездами

53.

Схема вскрытия петлевыми автомобильными съездами
При этом способе вскрытия трасса капитальных траншей располагается обычно на лежачем боку карьера и состоит из отрезков, расположенных во взаимообратных направлениях и соединенных между
собой петлями. Петли укладываются на площадках, ширина которых должна быть не менее двух радиусов кривых, т. е. 300—500 м при железнодорожном транспорте и 40—50 м при автомобильном.
Петли, соединяющие прямые отрезки трассы, могут иметь форму круговой кривой или серпантина с внешней кривой. На карьерах обычно используются круговые кривые, имеющие меньшую длину (50—
90 м), тогда как длина серпантина составляет 120—150 м.
При железнодорожном транспорте применение петлевой трассы целесообразно лишь на пологих устойчивых бортах в глубоких карьерах, иначе размещение широких площадок вызовет чрезмерный дополнительный объем вскрыши.
При автомобильном транспорте петлевые съезды широко распространены, они заменяют соответствующие им при железнодорожном транспорте тупиковые съезды.
Основным достоинством петлевой трассы является ее хорошая приспособляемость для вписывания в сложном рельефе местности и на бортах сложной формы.
Основной недостаток — необходимость выемки дополнительного объема вскрыши для устройства площадок под петли.

54.

55.

Конструкция автомобильных съездов: а - без примыкания трассы на горизонте;
б - с односторонним примыканием трассы
Схемы петлевого соединения съездов: а - посредством круговой кривой;
б - посредством серпантина

56.

Типы забоев мехлопаты: а - тупиковый; б - торцовый; в - фронтальный

57.

Типовые схемы забоев:
а, д, в, ж —торцовый; б — забойплощадка; в — фронтальный; г —
комбинированный
ТИПЫ ЗАБОЕВ
При выемке пород из массива забоем могут являться следующие поверхности уступа или подуступа: торец уступа, т. е.
боковой его откос, образованный при выемке части полосы уступа
(а, е, ж); площадка уступа (6); продольный откос уступа (в).
При выемке разрушенных пород забоями также являются
торцовый (д) или продольный откос развала, а иногда и его
верхняя поверхность. Соответственно забой называется торцовым,
продольным и забоем-площадкой. Чаще всего продольный откос
уступа совпадает с фронтом его работ, и продольный забой
называется фронтальным. Разновидностью торцового забоя
является
траншейный
забой.
Иногда
применяются
комбинированные забои (г), когда одновременно разрабатываются
две поверхности уступа или развала, например площадка и
продольный откос. Продольный и торцовый откосы относятся к
разрабатываемой части уступа или развала.

58.

Схемы бестранспортной проходки траншеи драглайном: а - при прямолинейном
перемещении драглайна; б - при зигзагообразном перемещении драглайна

59.

Проведение траншей
Схемы работы мехлопат в траншейном забое с разгрузкой на борт
выработки;
с неоднократной перевалкой вскрыши;

60.

Проведение траншей
Схемы работы мехлопат в траншейном забое: а - с погрузкой
горной породы в средства транспорта на горизонте установки
экскаватора; б - выше установки горизонта экскаватора; д - на
косогоре

61.

Схемы к определению ширины траншеи, проводимой
сплошным забоем прямой мехлопатой с погрузкой в
средства железнодорожного транспорта: а - с нижней
погрузкой с одним тупиком; б - с нижней погрузкой с двумя
тупиками; в - с верхней погрузкой; а -угол откоса борта
траншеи; l- ширина водоотливной канавки; g - габарит
железнодорожного пути; е - безопасный зазор между
габаритами вагона и кузовом экскаватора; с - безопасный
зазор между экскаватором и бортом траншеи; RK - радиус
вращения кузова экскаватора; d - безопасное расстояние
между осью пути и верхней бровкой уступа; f -зазор между
кузовом вагона и ковшом экскаватора; Нр тах - максимальная
высота разгрузки экскаватора; R1, R2, R3 - ширина траншеи
понизу

62.

Схемы
проведения
траншеи
тупиковым
сплошным
забоем
с
нижней погрузкой породы мехлопатой:
а - план траншеи;
б - схема разминовок

63.

Проведение разрезной
траншеи в скальных породах
одноковшовым
экскаватором с
использованием железнодорожного транспорта: а — с подачей
думпкаров в один тупик;
б — с подачей думпкаров на
два тупика; в — с
погрузкой
думпкаров в одном тупике двумя экскаваторами; г — с верхней
погрузкой экскаватором с
удлинённым оборудованием.
Проведение разрезной
траншеи
одноковшовым экскаватором с
использованием автомобильного транспорта: а —
с кольцевым разворотом
автосамосвалов; б — с тупиковым;
в — с разворотом автосамосвалов,
поданных под погрузку, в нише.

64.

Проведение траншеи в мягких породах:
а — драглайном; 6 — роторным экскаватором
с
консольным отвалообразователем, в — многоковшовым экскаватором; г — скрепером.

65.

Схемы проведения капитальных траншей: а — драглайном с расположением отвала на двух бортах траншеи,
б — драглайном,
перемещаемым во время проходки зигзагообразно с расположением отвала на двух бортах
траншеи, в — драглайном с
расположением отвала на одном борту, г — мехлопатой с железнодорожным транспортом,
д — мехлопатой с верхней погрузкой
в средства железнодорожного транспорта, е — мехлопатой с автомобильным
транспортом, ж — роторным экскаватором с
конвейерным
транспортом, з — драглайном, мехлопатой с автотранпортом.

66.

Технологический график работ по проходке траншеи: 1 — бурение
взрывных скважин; 2 — заряжание скважин; 3 — отгрузка породы
экскаватором; 4 —монтаж взрывной сети, взрывание блоков,
проветривание; 5 — профилактический ремонт оборудования и
другие вспомогательные операций
Организация проходческих работ
Взаимосвязь всех проходческих операций осуществляется путем
построения графика проходки траншеи, предусматривающего
максимальное совмещение работ в пространстве и времени.
На графике по оси ординат откладывают в масштабе протяженность фронта работ, т. е. длину траншеи. На оси абсцисс —
продолжительность
выполнения
отдельных
операций
проходческого цикла.
Продолжительность полного цикла проходческих работ принимают
равным промежутку времени между массовыми взрывами смежных
блоков.
Взрывание осуществляют длинными блоками из расчета
выполнения одного взрыва в две недели, т. е. в течение месяца
взрывают два блока и выполняют два полных цикла проходческих
работ.
Перед очередным взрывом в траншее оставляют запас
взорванной массы от предыдущего взрыва во избежание разброса
породы по прилегающему к забою участку траншеи при взрывании
очередного блока. Поскольку заряжание длинных блоков может
продолжаться несколько дней, то для возможности совмещения его
с основными работами минимальное расстояние от заряжаемого
блока до работающих экскаватора и буровых станков по ПБ должно
быть не менее 50 м. Поэтому участок ранее взорванного блока с
неотгруженной породой впереди забоя перед очередным взрывом
должен быть не менее этой величины, т. е. 50 м.
При 27 рабочих днях в месяце и выполнении двух циклов
проходческих работ время работы экскаватора в первом цикле
принимаем равным 14 сут, во втором—13 сут, с отгрузкой объемов
горной массы — соответственно 70 800 и 65 600 м3, что
соответствует длине участков траншеи 142 и 130 м.
При длине взрывных блоков 136 м и безопасном расстояний от
забоя до заряжаемого блока 50 м опережение буровых работ по
отношению к положению забоя составляет более 200 м. Два дня в
месяц (по числу массовых взрывов) выделяется на окончание
заряжания блоков, монтаж взрывной сети, производство взрывов,
дробление негабаритных кусков, проветривание и некоторые
вспомогательные работы. В конце месяца предусматриваются одни
сутки на мелкий профилактический ремонт, крепеж узлов, осмотр
экскаватора и станков и другие вспомогательные операции.

67.

Конструкция отвала и его основные параметры

68.

Технологический процесс размещения пустых пород и некондиционных руд называется отвалообразованием.
Разрушенные породы, перемещенные и уложенные в насыпи и отвалы, характеризуются коэффициентом внутреннего трения, равным
тангенсу угла естественно откоса. Обычно β=34÷38°. При высоте насыпей крупнокусковатых пород Нн<10 м угол β=42÷45°. В нижней части
высоких насыпей вследствие разлета кусков угол откоса выполаживается до 25—30°.
Породные насыпи, как правило, неоднородны из-за отсыпки литологически разных пород, а также их крупности. С течением времени
породы в насыпях уплотняются, цементируются продуктами выветривания и приобретают значительное сцепление (до 0,5—1 МПа), не теряя
внутреннего трения. Такие породы являются уже слежавшимися. Легче уплотняются мелко-разрушенные полускальные породы. Откосы старых
насыпей выполаживаются до 27—32°.
В один отвал может быть уложено 2-4 вида пород. Селективное складирование ведется в случаях, когда породы ставляют собой сырье для
обрабатывающей промышленности и строительства либо некондиционные полезные ископаемые, которые в дальнейшем с пересмотром кондиций и
совершенствованием технологии обогащения могут быть вовлечены в переработку. При этом размещение пород производится таким образом, чтобы
не происходило перекрытия одного их вида другим либо перекрытие было минимальным. В результате в плане отвал разбивается на участки. В
пределах каждого участка, как правило, с первого до последнего яруса размещается один вид пород. Границы участка к моменту завершения
отвальных работ должны частично (не менее 1/4 периметра) совпадать с конечным контуром отвала, что обеспечивает независимую выемку из
отвала любого вида пород или бедного полезного ископаемого.
Селективное складирование используется и тогда, когда необходимо снизить уровень негативного воздействия токсичных элементов,
содержащихся в горных породах, на окружающую среду. При этом отдельные виды пород укладываются в строго определенные ярусы и в
вертикальном сечении отвал представляет собой «слоеный пирог».
Складирование пород независимо от их физико-механических свойств и качественных характеристик называется валовым.
Как правило, по высоте отвал состоит из двух-пяти ярусов, высота каждого из которых равна высоте отвального уступа и ограничивается прежде
всего условиями безопасного ведения работ. Если породы малоустойчивы и разгрузка транспортных средств производится вплотную к отвальной
бровке, то высоту отвального уступа сокращают до 8—10 м. В устойчивых крепких породах, а также на экскаваторных отвалах, где груженые
вагоны находятся вне пределов возможной осадки породы, высота отвальных уступов выше и достигает 30—40 м. На отвале, который отсыпается из
неоднородных пород, высота ярусов может быть различной. Например, в нижний ярус отсыпаются породы, повышающие устойчивость отвала или
почвы отвала. В верхний ярус, а также в крайние заходки всех ярусов могут отсыпаться потенциально плодородные породы, улучшающие
возможность рекультивации поверхности отвалов. В средний ярус и в центральную в плане часть отвала могут отсыпаться токсичные породы, а под
ними и вокруг них — глинистые породы, создающие изолирующий экран, препятствующие вымыванию токсичных элементов и геохимическому
загрязнению окружающих территорий.
Общая высота отвала должна быть, как правило, оптимальной, при которой все затраты на укладку породы в отвал будут наименьшими. Чем
больше высота отвала, тем больше затраты на транспортирование пород и рекультивацию поверхности отвала, но тем меньше площадь, занимаемая
отвалом, и тем меньше затраты за отчуждение земли под отвалы. На равнинной местности оптимальная высота отвала при железнодорожном
транспорте достигает 100—130 м. В гористой местности при отсыпке на склонах гор высота отвала достигает 200—500 м.
Угол погашения борта отвала после завершения работ по укладке пород должен обеспечивать долговременную устойчивость борта и отвечать
требованиям рекультивации. Для того, чтобы на откосах бортов отвала удерживалась плодородная порода, наносимая в процессе рекультивации, их
выполаживают до 12—20°, а в ряде случаев создают специальные площадки для посадки кустарников и деревьев.
Ширина отвальной заходки зависит от способа отвалообразования и вида транспорта и равна шагу передвижки путей, который определяется
параметрами отвального оборудования и составляет: при железнодорожном транспорте на плужных отвалах 1,5—3 м, на экскаваторных отвалах с
мехлопатами — 21 — 34 м, с драглайнами — до 120 м, на бульдозерных отвалах — от 50—60 до 110—120 м; при автомобильном транспорте на
бульдозерных отвалах — 35—50 м, с использованием драглайнов — до 200 м.

69.

Схема
транспортноотвального моста (а),
консольного
отвалообразователя
(б),
конвейерного
перегружателя (в)

70.

7. Перевалка вскрыши во внутренний отвал
Схема открытой разработки пологой залежи с использованием транспортно-отвального моста для перевалки вскрыши во внутренний отвал
Схема перевалки вскрыши во внутренний отвал консольным образователем
Схема кратной перевалки вскрыши на внутренний отвал: а - с
использованием мехлопаты и драглайна; б - при установке драглайна на
предотвале

71.

Схемы выемки и перевалки породы вскрышной
мехлопатой в торцовом забое сквозной заходки:
lб—ширина бермы; V — угол откоса вскрышного
уступа
Найти 2 ошибки

72.

73.

Схема возведения первоначальной насыпи из мягких пород колесным скрепером:
/ — откос отвала; 2 — забой; 3 — отвал; 4 — карьер; 5 — скрепер
Схема отвалообразования
мехлопаты
с
использованием

74.

Разгрузка 180-тонного автосамосвала БелАЗ-7521 при заполнении отвала
периферийным способом
Схема бульдозерного отвала:
Ьф 0, ^ф р, 1,ф п, Ьф рез— соответственно длина фронта отвала, разгрузки, планировки, резервного

75.

ПЛУЖНОЕ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ
Тяжелый отвальный
плуг МОП-1
Процесс плужного отвалообразования включает последовало выполняемые операции: разгрузку думпкаров, профилирование откоса, планировку бровки, передвижку
тупикового рельсового пути.
Разгрузка производится непосредственно под откос уступа одновременно из всех думпкаров состава, из группы (два-) или одного думпкара — в зависимости от
устойчивости отвальной насыпи. Время разгрузки состава при взорванных породах составляет 5—7 мин в летний и 15—20 мин зимний период, а при разрыхленных мягких
влажных порох—соответственно 12—18 и 25—30 мин. Часть породы при разгрузке остается на откосе в виде насей (около 40 % при взорванных и до 70 % при мягких породах, а
остальная скатывается вниз. Для сбрасывания поды, остающейся на откосе отвального тупика, между смежными передвижками пути производится профилирование откоса отвала ,
выполняемое отвальным плугом при движении вдоль фронта разгрузки. Основные недостатки плужных отвалов: ограничение высоты приемной способности отвала,
большое число резервных тупиков, малый шаг передвижки и большой объем слабомеханизиованных путепередвижных и ремонтно-путевых работ, трудности,
связанные с отсыпкой мягких пород, особенно в дождливый период при тяжеловесном подвижном составе. Плужное отвалообразование предшествовало
экскаваторному. Оно эффективно и в настоящее время на рудных карьерах малой и дней мощности при необходимости раздельной отсыпки бедных и
специальных сортов руд во временные отвалы при одновременной эксплуатации большого числа тупиков небольшими объемами работ на каждом из них.

76.

Способы
перемещения
фронта
опальных работ: а-параллельный;
б-веерный; в - криволинейный

77.

2
Изобразить (в двух проекциях) и описать достоинства и недостатки
технологии проходки траншеи
•с погрузкой горной породы в средства транспорта на горизонте установки
экскаватора с автомобильным транспортом
•с погрузкой горной породы в средства транспорта на горизонте установки
экскаватора с железнодорожным транспортом
•с погрузкой горной породы в средства транспорта выше установки горизонта
экскаватора с железнодорожным транспортом
•с погрузкой горной породы в средства транспорта выше установки горизонта
экскаватора с автомобильным транспортом
•с разгрузкой на борт выработки
•с неоднократной перевалкой вскрыши
•драглайном
•роторным экскаватором с конвейерным
транспортом
Изобразить схему перегрузки вскрышных пород во внутренний отвал
•драглайном
•консольным отвалообразователем
•роторным экскаватором и консольным отвалообразователем
•с использованием транспортно-отвального моста

78.

Забои всех типов по структуре могут быть
однородными (простыми), если в их пределах породы
имеют
сравнительно
одинаковые
свойства,
и
разнородными (сложными), если в их пределах
перемежаются вскрышные породы с существенно
разными свойствами, вскрышные породы с полезным
ископаемым или полезные ископаемые разных типов и
сортов.
При сложном строении залежи структура забоя
зависит от формы контактных поверхностей между
полезными ископаемыми и вмещающими породами в
массиве или развале и расположения относительно забоя
различных типов ископаемого. Забои при этом простые
только в случаях, когда они параллельны контактам
между разнотипными компонентами В простых забоях
производится валовая (сплошная) выемка пород.
В сложных забоях выемка вскрышных пород с
различными свойствами также обычно валовая, а выемка
полезного ископаемого и вскрышных пород селективная.
Выборочная выемка отдельных участков разнородных
заходок в массиве или развале чаще всего производится
продольным (фронтальным) забоем или комбинацией
торцового и продольного забоев (рис.). Такой способ
простой раздельной выемки типичен при разработке
сложноструктурных рудных залежей

79.

Схемы простой сортировки
Сложная раздельная выемка производится в сложных забоях. Здесь сортировка (обособленная
выемка и погрузка) осуществляется только по ширине забоя (сложная сортировка), в то время как при
простой раздельной выемке сортировку или вообще не ведут (однородная заходка), или ведут только по
длине заходки (разнородная заходка).
Способы простой сортировки определяются порядком отработки забоя по ширине. При вмещающих
мягких и плотных породах может производиться опережающая траншейная отработка маломощного пласта
в контуре забоя на величину максимального радиуса черпания экскаватора (рис., а). После этого на такую
же длину отрабатываются участки забоя по вмещающим породам, а затем цикл повторяется. Такая схема
выемки тонких пластов целесообразна при нарезке уступа со стороны лежачего бока залежи, применении
автотранспорта и отсутствии взрывных работ. При этой ограничивающим фактором является минимальный
угол падения пластов по условиям черпания и устойчивости вмещающих пород.
Простая сортировка возможна и в развале (рис., б), если достигнуто минимальное нарушение
структуры массива при

80.

Схемы сложной
сортировки
Основные способы сложной сортировки: раздельное черпание, управляемое обрушение и комбинированные. Сложная
сортировка выполняется в развале и реже в массиве.
Раздельное черпание достигается регулированием толщины стружки и степени наполнения ковша и начинается обычно с верхней
части забоя (рис., а). Этот способ применяют при отработке невысоких забоев в сыпучих породах (Н3<НЧ) с преимущественным
разделением разнотипных компонентов по высоте забоя.
У п р а в л я е м о е обрушение производится подработкой нижней части забоя в порядке, зависящем от расположения полезного
ископаемого в развале. Чаще всего в нижней части забоя в шахматном порядке создают лоткообразные выемки, в которые обрушают
горную массу из верхней части забоя, отгружают ее и затем отрабатывают выступы между выемками (рис., б). Этот способ в основном
применяют в связных и связно-сыпучих породах при сравнительно однородной руде в верхней и нижней частях забоя.
Комбинированные способы, применяемые в забоях со сложной перемежаемостью руды и породы, представляют собой сочетания
раздельного черпания с управляемым обрушением или одного из этих способов со способами простой раздельной выемки или простой
сортировки.

81.

Схема к определению потерь и разубоживания
полезного ископаемого: 1 — пустая порода; 2 —
потерянное полезное ископаемое; 3 — полезное
ископаемое, подлежащее выемке
Потери и разубоживание полезного ископаемого при простой раздельной выемке происходят при зачистке, из-за
несовпадения траектории черпания ковша экскаватора с контактами залежи и вмещающими породами, а также при погрузке.
Средняя толщина зачищаемого слоя составляет 0,15—0,2 м. Несовпадение траектории черпания с контактами залежи |рис)
обусловливает потери или разубоживание полезного ископаемого, величина которых зависит от мощности и угла падения залежи, типа
экскаватора и конструкции его рабочего оборудования, высоты уступа. Потери снижаются с увеличением угла падения пласта, но это
снижение ограничено величиной угла откоса уступа по условиям его временной устойчивости. Кондиционное качество добытого
полезного ископаемого при сложной раздельной выемке достигается: правильным выбором особа, приемов сортировки и порядка
отработки забоя, тщательной подготовкой забоя к взрыву, установкой экскаватора возможно ближе к забою. Потери и разубоживание
полезного ископаемого уменьшатся при использовании мехлопат с небольшой емкостью ковша до 4—5 м3), применении поворотных
ковшей, уменьшении высоты уступа и выделении подуступов. При автомобильном транспорте достаточно просто создаются однородные
заходки и существенно расширяется область применения способов простой раздельной выемки. При сложной раздельной выемке
применение автомобильного транспорта облегчает и улучшает сортировку горной массы, позволяя наиболее выгодно установить
экскаватор в забое, исключить или ограничить промежуточное штабелирование.
В целом раздельная выемка сложноструктурных залежей повышает качество добываемого полезного ископаемого и снижает его
потери, но усложняет организацию подготовки и выемки, снижает производительность экскаватора, повышает себестоимость добычи.
При выемке полезного ископаемого с внутризабойной сортировкой различают производительность экскаватора по отгрузке и
сортировке. , И та, и другая зависят от степени перемешивания в развале отдельно извлекаемых компонентов.

82.

Взаимосвязь способа вскрытия и системы разработки
При перевалке вскрыши в пределах карьерного поля применяют один или два комплекта взаимно связанных вскрышных и добычных машин. В зависимости от числа и расположения
вскрывающих траншей, а также от мощности пласта полезного ископаемого и высоты вскрышного уступа, модели применяемого оборудования и вида транспорта возможны различные варианты порядка отработки вскрышных и добычных блоков и взаимной увязки во времени и пространстве работы вскрышных и добычных экскаваторов. Для конкретных условий разработки необходимо найти такой вариант,
при котором будут достигнуты наибольший коэффициент использования экскаваторов, главным образом, вскрышных (как наиболее дорогих), наименьший объем горнокапитальных и подготовительных
работ, наименьшие затраты на приобретение оборудования.
I. Разработка одним блоком с одной фланговой капитальной траншеей (рис.а,). В данном случае рабочий ход предусматривается только в одном направлении. Вскрышной экскаватор работает
впереди добычного с опережением, величина которого регламентируется условиями безопасности. После отработки заходки оба экскаватора холостым ходом возвращаются в исходное положение: вскрышной
экскаватор — по кровле, а добычной — по почве пласта. Между вскрышной и добычной заходками оставляется берма, ширина которой достаточна для обратного холостого прохода вскрышного экскаватора.
Достоинства этого варианта отработки состоят в том, что исключаются простои экскаваторов в тупиках заходок, возможно создать большие запасы вскрытого полезного ископаемого, невелик объем
горно-капитальных работ.
Недостатки: длительные холостые переходы экскаваторов, потребность во вскрышном экскаваторе с большим радиусом разгрузки, большой объем подготовительных работ на создание передовой
ниши Н. Необходимость большого радиуса разгрузки обусловлена тем, что порода из вскрышной заходки экскавируется в выработанное пространство через берму ширина которой должна быть достаточной
для обратного холостого хода вскрышного экскаватора. Передовая ниша часто создается дополнительными техническими средствами, например, дополнительным экскаватором с вывозкой породы через
капитальную траншею или драглайном с размещением породы за контуром карьера. Все это требует больших затрат и делает схему неэкономичной. Создание передовой ниши вскрышным экскаватором и
размещение породы в отвальной заходке бывают невозможными, так как в этом крыле расположена капитальная траншея.
Основные недостатки этого варианта (необходимость в берме большой ширины и трудности в создании передовой ниши) устраняются, если в качестве вскрышного экскаватора используется
драглайн, устанавливаемый на кровле вскрышного уступа (рис.). После отработки заходки драглайн возвращается холостым ходом по кровле вскрышного уступа и сам отрабатывает тупик, размещая породу
за контуром карьера.
II.
Разработка одним блоком при двух фланговых капитальных траншеях (рис.). Добычной экскаватор в этом случае обычно следует за вскрышным. После отработки заходки вскрышной
экскаватор простаивает, ожидая выемки заходки по полезному ископаемому; затем простаивает добычной экскаватор, пока не будет создано необходимое опережение новой вскрышной заходки.
Транспортирование полезного ископаемого осуществляется попеременно через фланговые траншеи.
Основное достоинство этого варианта заключается в том, что берма безопасности между вскрышным и добычным уступами имеет большую ширину. Вследствие этого требуется вскрышной
экскаватор с меньшим радиусом разгрузки, чем при первой схеме. Кроме того, при этом варианте исключаются холостые переходы экскаваторов.
Недостатки этого варианта: большие простои экскаваторов, которые лишь частично используются для профилактических ремонтов; жесткая зависимость между работой вскрышных и добычных
экскаваторов; минимальный размер вскрытых запасов полезного ископаемого; неизбежные трудности в отработке тупиков и создании передовых ниш. С уменьшением длины карьерного поля влияние
недостатков увеличивается; чем короче фронт работ, тем больше время простоев оборудования, тем больше затраты средств и потери времени, связанные с переходом на работу в новую заходку.
III.
Разработка двумя блоками с одной центральной капитальной траншеей (рис.,в ). При этом вскрышные и добычные работы ведут попеременно в разных блоках, начиная от середины
карьерного поля. За время отработки вскрышной заходки на одном крыле полностью вынимают вскрытые запасы полезного ископаемого и начинают отработку вскрыши на другом крыле, а добычной
экскаватор производит выемку вскрытых запасов первого крыла фронта работ. Простои экскаваторов при этой схеме сводятся к минимуму, размер вскрытых запасов достаточно велик, работа вскрышного и
добычного экскаваторов относительно независима. Однако сохраняются холостые переходы экскаваторов, возникают затруднения в центре фронта работ, периодически приходится изменять направления
грузопотока полезного ископаемого. Создание центральной траншеи для выдачи полезного ископаемого упрощает организацию транспортирования, но ведет к усложнению перевалочных работ на участке
проведения траншеи из-за уменьшения длины отвального фронта.
В практике встречаются и другие варианты отработки: двумя блоками с двумя фланговыми траншеями (рис.,г); с тремя траншеями, из которых одна — центральная расположена в выработанном
пространстве; с двумя блоками и центральной передовой траншеей, расположенной на вскрышном уступе, и др.

83.

Расположение и порядок перемещения
фронта горных работ: а — перемещение
фронта от одной границы к другой
параллельно длинной оси карьерного поля; б
— то же, параллельно короткой оси; в, г —
перемещение фронта от промежуточного
положения к границам параллельно длинной
и
короткой
оси
карьерного
поля
соответственно; д — перемещение фронта
радиально от центра к границам карьерного
поля; е — то же, от границ к центру; ж, з —
веерное перемещение фронта соответственно
с поворотным пунктом на границе карьерного
поля и вблизи нее

84.

К наименованию системы добавляется: «с в внешними (или внутренними) отвалами».

85.

86.

Схема, иллюстрирующая условия,
необходимые для эффективной работы
экскаватора:
Кг — коэффициент готовности
экскаватора;N - число автосамосвалов;
A—ширина заходки; П —показатель
трудности экскавации породы; d —размер
породного куска; i — уклон подошвы
забоя; H3—-высота забоя; Vвп—объем
взорванной породы; V3— объем заколов в
забое; μ — концентрация пыли в воздухе;
т — зазор между кузовом экскаватора и
откосом уступа; l — длина кабеля; α—
угол откоса уступа; W —линия сопротивления по подошве (индексы «д» и «т»
характеризуют допустимые и требуемые
значения показателей)
ЗАДАЧИ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЕМКИ
Все организационные задачи подразделяются на плановые, предусмотренные, намеченные к выполнению, и неплановые по ликвидации нарушений технологического процесса.
Неплановые простои экскаваторов в настоящее время составляют 20—50 % календарного времени, и 30—50 % неплановых простоев относится непосредственно к процессу выемки и погрузки.
Основной процесс выемки и погрузки сопровождается технологически необходимыми, а также организационными и аварийными перерывами. Целью организации этого процесса принятой его
технологии является предотвращение неплановых простоев, а при возникновении их —быстрая ликвидация, качественное и интенсивное выполнение основной и вспомогательных работ с максимальным
совмещением последних. В целом все задачи связаны с созданием необходимых и рациональных условий для эффективной работы экскаватора. Сами условия зависят от рассматриваемого объема работы, а
следовательно, и от времени ее выполнения.
Организационно-технологическими условиями первой группы являются готовность забоя и транспортного звена в периоды готовности экскаватора. Такая готовность забоя предполагает наличие
определенных запасов готовой к выемке породы, отсутствие воды в забое и т. д. При экскавации разрушенных пород соответственно необходимо наличие определенного объема взорванной горной массы.
Готовность транспортного звена обусловлена наличием и работоспособностью подвижного состава и транспортных коммуникаций.
Задачи второй группы сводятся к установлению: объемов выемочно-погрузочных работ (одного и ряда экскаваторов), их расположения на уступах, порядка работы экскаваторов по выполнению
этих объемов. К таким задачам относятся: размещение экскаваторов на уступах, установление рационального объема готовой к выемке породы, установление объемов массовых взрывов и взрываемых
блоков, выбор порядка отработки забоя и заходки и т. д. Например, способы раздельной выемки мехлопатами и роторными экскаваторами являются способами организации выемочно-погрузочных работ.
Задачами третьей группы является соблюдение: требуемых отметок кровли и подошвы уступа, угла его откоса, высоты и ширины забоя, минимальной ширины рабочей площадки, качена
экскавируемой породы, требуемых размеров и ровности подъездных площадок и путей, трассы экскаватора в плане и профиле, принятого порядка отработки забоя и заходки и т. д. Таким образом,
организация выемочно-погрузочных работ включает как решение организационных задач непосредственно Энного процесса, так и смежных процессов подготовки пород выемке, транспортирования и
складирования горной массы, же самое относится и к организации других технологических процессов. Поэтому в целом осуществляется организация горных работ, включающая планирование и управление
комплексом технологических процессов . К плановым организационным задачам непосредственно выемочно-погрузочного процесса относятся: выбор порядка отработки конкретных забоев, блоков,
установление необходимости или целесообразности перегонов экскаваторов, перестроек линий электропередач-планово-предупредительных ремонтов экскаваторов и других вспомогательных работ;
Неплановые организационные задачи сводятся к ликвидации нарушений технологического (процесса (отказов или помех): аварийных поломок экскаватора и отключений ЛЭП; заколов.

87.

Перерывы в работе одноковшовых экскаваторов при погрузке в средства железнодорожного и
автомобильного транспорта
Вид перерыва в
работе
Причина перерыва в работе
Частота
возникновения
перерыва в работе
у одного
экскаватора,
раз/смену
Длительность
перерыва, мин
Эксплуатационнотехнологические
перерывы
Обмен транспортных средств в забое
Ежерейсовые
От 0,5—3* до 40**
Выполнение необходимых вспомогательных
работ (передвижка экскаватора в забое,
перенос кабеля, чистка ковша, планировка
и очистка площадки, подготовка забоя)
2-6
От 3 до 35
Перерывы в работе машиниста (отдых,
переговоры с руководителем работ,
маркшейдерская съемка забоя и т. д.)
2-7
От 3 до 10
Неготовность фронта работ или отсутствие
условий для работы (низкое качество
подготовки породы, отсутствие подъезда и
др.)
1—3
От 3 до 15
Неготовность к работе смежного
оборудования (отсутствие порожних
транспортных средств, отключения
электроэнергии и т. д.)
От 2—3 до
ежерейсовых
От 3 до 35
Поломки экскаватора, отсутствие
электроэнергии, погодные условия
2-3
От 10 до нескольких
суток
Организационные
простои
Аварийные простои
* При автотранспорте.
** При железнодорожном транспорте

88.

Технологическая совместимость процессов и оборудования
Технологическая совместимость машин обеспечивается в достаточной степени, если параметры, производительность и результаты процесса или операции
отвечают требованиям последующих звеньев комплекса. Основные соотношения параметров, выработанные практикой, являются достаточно стабильными
и могут использоваться при оценке технологической совместимости машин.
Процесс буровзрывных работ должен обеспечить прежде всего допустимый размер куска породы после взрыва, а также требуемые размеры развала.
Величина куска ограничивается вместимостью ковша экскаватора и транспортного сосуда, размером приемного бункера или дробилки, шириной ленты.
Кроме того, в особо крепких скальных породах большие размеры кусков и недостаточное разрыхление массива приводят к резкому увеличению
продолжительности цикла экскаватора и его частым поломкам.
Существенными параметрами являются размеры развала и особенно его ширина, которая должна быть кратна ширине экскаваторной заходки и шагу
переукладки железнодорожных путей. При выборе модели бурового станка и оценке его работы, помимо показателей производительности и экономичности, эти параметры и особенно размер куска являются важнейшими для обеспечения технологической совместимости.
Основным требованием на стыке процессов экскавации и транспортирования является условие рационального соотношения вместимости кузова
транспортного средства и вместимости ковша экскаватора которое должно быть не ниже 3—4 и не выше 8—10.
При меньшем значении этого показателя увеличивается продолжительность цикла экскаватора, так как затрудняется выгрузка породы из ковша в кузов, а
при увеличении его более 8—10 чрезмерно увеличивается продолжительность простоев транспортных средств под погрузкой.
Разгрузка горной массы, как звено технологического процесса, становится ограничивающей, если осуществляется не на откос отвала, а в бункер фабрики
или перегрузочного устройства. В этом случае требуется жесткая совместимость размеров кузова транспортного средства и размеров приемного отверстия
бункера. Ограничивающим параметром может быть также высота разгрузки и сила ударов падающих крупных кусков породы.
В звене транспорта важным является соответствие модели транспортного средства дорожным условиям. Например, ширина существующих дорог в ряде
случаев не позволяет применять автосамосвалы большой грузоподъемности (110—180 т), а это делает невозможным применение экскаваторов с большой
вместимостью ковша.
Таким образом, необходимость технологической совместимости машин в цепи технологического процесса делает взаимную связь отдельных звеньев и
процессов одним из непременных условий эффективной работы горного оборудования.
Экономическая взаимосвязь производственных процессов
Типы, модели и параметры горных и транспортных машин в комплексе должны быть оптимальными, т. е. такими, которые позволяют достичь при оценке
по конечным показателям (товарной продукции) наилучших. результатов — наименьших затрат и наибольшей прибыли предприятия. При такой комплексной оптимизации каждый отдельный процесс может выполняться не всегда с наименьшими затратами, но он должен обязательно способствовать
оптимизации всего комплекса.
Наиболее простой является ситуация, при которой конечной товарной продукцией является добытое полезное ископаемое, которое без дополнительной
переработки и обогащения продается потребителю по установленной цене и при установленных требованиях к качеству. Например, уголь, продаваемый в
качестве топлива населению, должен быть определенной кусковатости и при цене 11 руб/т иметь зольность не выше 28 %.
В этом случае совершенствование отдельных звеньев технологического процесса добычи сводится к простой задаче минимизации затрат.
Если же имеется возможность повышения качества продукции и ее цены за счет снижения зольности, примеси вредных компонентов или увеличения
выхода высших сортов, то задача усложняется. Может оказаться целесообразным увеличение затрат на тот или иной процесс комплекса, благодаря чему
будет повышено качество продукции и, как следствие, получена большая прибыль. Например, применив экскаваторы с меньшей вместимостью ковша и
дополнительные бульдозеры, можно повысить степень селекции при выемке, снизить разубоживание и, следовательно, зольность товарного угля.
В том случае, когда конечной является стадия обогащения, а качество и цена товарной продукции (концентрата) строго регламентированы, задача
осложняется тем, что снижение затрат в горном цикле (на добыче и транспорте) может привести к непропорционально высокому увеличению затрат в
процессе обогащения и, как следствие, к общему увеличению затрат. Например, снижение затрат на дробление взрывом и увеличение размера среднего
куска в определенных условиях эффективно, но в ряде случаев приводит к чрезмерному увеличению затрат на дробление. Применение более мощных
экскаваторов может снизить расходы на экскавацию, но увеличить разубоживание добытой руды, что потребует значительных дополнительных затрат на
обогащение, которые могут намного превысить экономию, полученную в забое.

89.

ВЗАИМНАЯ СВЯЗЬ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В КАРЬЕРЕ
Структурная схема взаимосвязи производственных процессов на карьере
На современном карьере эксплуатируется большое количество
разнообразного горнотранспортного оборудования, выполняющего
различные основные и вспомогательные процессы. Различные виды
работ взаимосвязаны, что наряду с горнотехническими условиями
взаимно определяет эффективность и производительность горных
машин.
Комплексы оборудования формируются в карьерах по отдельным грузопотокам (обычно вскрышным и добычным) из горных и
транспортных машин, выполняющих отдельные процессы и операции:
бурение и заряжание скважин, экскавацию, внутрикарьерное
транспортирование, перегрузку горной массы и усреднение руд,
транспортирование по борту карьера и на поверхности, выгрузку на
отвале или в бункер обогатительных фабрик, переукладку
железнодорожных путей и строительство автодорог и др.
Грузопотоки берут начало в забоях и оканчиваются на отвалах или на складах полезного ископаемого, в бункерах обогатительных фабрик.
Грузопотоки подразделяются на:
отдельные, в которых каждый забой связан с
транспортными коммуникациями с отдельным отвалом;
объединенные, в которых транспортные коммуникации от
нескольких забоев соединяются в одном пункте приема;
разветвленные, в которых горная масса от одного забоя направляется в несколько пунктов;
комбинированные, в которых отдельные грузопотоки
горной массы объединяются при доставке ее из карьера и разъединяются на поверхности.
Комплекс машин со взаимно сочетающимися параметрами
и производительностью, составляющий оборудование грузопотока,
может быть отнесен к тому или иному классу и графически
представлен в виде схемы, на которой отражены последовательность
процессов и модели машин (рис.).

90.

Взаимосвязь экскаваторных, буровзрывных и
путеукладочных работ в пределах рабочей площадки достаточно
хорошо иллюстрируется графиком вида, на котором по оси
абсцисс отложена длина рабочей площадки, а по оси ординат —
время выполнения работ.
На графике условными обозначениями показан ход перемещения и производства процессов экскавации, бурения скважин,
передвижки путей, производство взрывов, выполнения ремонтов и
вспомогательных работ. Видно, что экскаватор № 3, находящийся
1-го числа месяца в точке 1, в течение месяца отрабатывает
заходку длиной 340 м и окажется в конце месяца (27-го числа) в
точке 2. На графике его перемещение отражено линией 1—2. На
этой линии условными обозначениями показаны время и место
перецепки питающего кабеля (точки 3) и время производства
Технологический график взаимосвязи производственных процессов во времени и
пространстве (на рабочей площадке)
массовых взрывов (точки 4). Горизонтальные полосы 5 характеризуют
длину взорванного блока. Линия 6—7—8—9 отражает процесс бурения
скважин. Отрезок 7—8 показывает, что в течение двух дней (с 8-го цо 10-е)
буровые работы не производились, так как в течение этого времени выполнялся планово-предупредительный ремонт станка. Линия 10—11
отражает процесс переукладки путей на участке 180— 340 м. Работа по
переукладке должна начаться не позднее 5-го числа, так как к этому
времени экскаватор подойдет, на такое расстояние (точка 12 на линии 1—
2), при котором тупик для установки состава под погрузку окажется
минимально допустимым (линия 10'—12'). Дальнейшая задержка с
переукладкой пути приведет к остановке работы экскаватора или к
необходимости сократить длину состава.
Таким образом, на простом примере видно, что в графической
форме может быть наглядно и удобно для практического .использования
отражена взаимосвязь всех процессов и операций, выполняемых в пределах
рабочей площадки.
Аналогичные графики обычно дополняются таблицами, в которых показаны объемы работ, модели, количество оборудования и другие
показатели.
Взаимосвязь процессов во времени и пространстве в пределах
участка, ограничивающего несколько смежных уступов на рабочем борту,
отражается на календарных планах горных работ

91.

АНАЛИЗ, ОЦЕНКА И РЕГУЛИРОВАНИЕ КАЛЕНДАРНЫХ ГРАФИКОВ РЕЖИМА ГОРНЫХ РАБОТ
Календарный график вскрышных и добычных работ карьера является характеристикой только рассматриваемого варианта развития горных работ.
Изменяя место заложения вскрывающих выработок в пределах уступа и направление перемещения фронта работ, можно получить различные календарные
графики. Поэтому одной из задач, решаемых в период проектирования карьера является выбор такого варианта развития горных работ карьера, которому
соответствует календарный график, обеспечивающий наилучшие технико-экономические показатели разработки месторождения открытым способом. Для
проектируемого карьера намечаются несколько (2—3) вариантов развития горных работ и для каждого из них строится календарный график. Из них выбирается
наиболее экономичный.
При экономической оценке вариантов необходимо учитывать влияние технического прогресса на экономические показатели (технический прогресс
проявляется в систематическом уменьшении затрат на выемку 1 м3 вскрыши) и разновременность затрат на вскрышные работы (фактор времени).
С целью количественного учета фактора времени разновременные затраты приводятся к одному моменту оценки по сложным процентам. Затраты,
приведенные к одному моменту оценки (либо к началу, либо к окончанию горных работ), называются дисконтированными. Для приведения затрат необходимо
действительные затраты каждого (будущего или прошедшего) года умножить на соответствующий коэффициент приведения. Только после приведения
разновременные затраты на производство вскрышных работ становятся сопоставимыми и могут суммироваться. При расчете дисконтированных затрат шаг
времени принимается равным одному году, т. е. условно считается, что ежегодные затраты осуществляются дискретно в конце года. Для удобства технико-экономического сравнения вариантов календарных графиков целесообразно приводить затраты к моменту сдачи карьера в эксплуатацию (или к началу горных
работ) и оценивать только затраты будущих лет.
По приведенным затратам оценивается экономичность варианта календарного графика. Наиболее экономичным является график с минимальной
суммой дисконтированных затрат за сравниваемый период (10—15 лет). Как показывают исследования, выемка максимальных объемов вскрыши в более поздние
годы оказывает положительное влияние на экономичность календарного графика. Наличие в календарном графике горных работ карьера значительных
колебаний извлекаемых объемов вскрыши по годам вызывает осложнение организации вскрышных работ. В годы, соответствующие извлечению пиковых
объемов, требуется увеличение рабочего парка оборудования и штата рабочих, а годы, соотствующие извлечению минимальных объемов, рабочий парк оборудования и рабочие ресурсы используются частично.
В целях устранения или смягчения влияния неравномерности графика на производственную деятельность карьера необходимо осуществлять
регулирование (в возможных пределах) календарного графика. Акад. В. В. Ржевский рекомендует при регулировании календарных графиков стремиться к
следующему.
При небольшом сроке существования карьера, соответствующем сроку амортизации основного оборудования (10—15 лет), целесообразно иметь
равномерный график вскрышных работ или график с небольшим возрастанием извлекаемых объемов (4— 7 % в год).
При значительном сроке существования карьера (два или более цикла амортизации основного горного оборудования) целесообразно иметь
неравномерный ступенчатый график. Продолжительность одной ступени должна соответствовать сроку амортизации оборудования (10—15 лет) или быть
несколько меньше его, а высота ступени должна соответствовать (или быть несколько меньше) производительности принятого комплекса оборудования.
Регулирование графика вскрышных работ осуществляется более интенсивной (чем это требуется по условиям технологии) отработкой верхних уступов
карьера (что обеспечивает перенос выполнения части объема вскрышных работ на более ранние годы) и отработкой карьерного поля очередями (что создает
возможность некоторого регулирования объемов вскрышных работ по годам). Например, пои разработке крутой залежи без разделения на очереди (рис.)
календарное распределение объемов вскрышных работ характеризуется кривой / (рис,). а в случае разработки залежи двумя очередями (см. рис., первая очередь
АБВГДЕ) — кривой 2. Как видно из рис., за счет сокращения объема вскрыши в границах первой очереди (см. рис., площадь А'АББ') максимальные объемы
выполнения вскрышных работ переместились из более раннего периода (год /1) на более поздний (год /2).

92.

Гидромониторная разработка рудной залежи
Янтарный карьер Точка Отсчета 2012 — ЯндексВидео

93.

Технологическая схема бульдозерно-скреперной
разработки россыпи с промывкой песков на
переставных
промывочных
установках
с
конвейерным (а) и гидравлическим (б) подъёмом
песков: 1 — хвосты от гидровашгерда; 2 — хвосты
от шлюза; 3 — шлюз; 4 — насосный агрегат;
5 — водозаводная канава; 6 — нагорная канава;
7 — водовод; 8 — пульпопровод;
9— гидромонитор; 10 — бункер; 11 —разрезная
канава; 12 — плотик; 13 — пески; 14 — торфа;
15 — отвал торфов; 16 — бульдозер.
Участок открытой разработки россыпи: 1 —
полигон
добычных работ; II — полигон
вскрышных работ: 1 — бульдозер; 2 — бункер;
3 — промывочная установка; 4 и 5 — отвалы
хвостов промывки; 6 — разрезная канава; 7 —
экскаватор.

94.

Гидротранспорт

95.

Разработка строительных
горных пород
Щебень для различных видов строительных работ выпускается фракциями 5—10, 10—20, 20—40 и 40—70 мм. Содержание
слабых разностей
пород (σсж менее 20 МПа) не должно превышать 10%, пылевидных и глинистых частиц — 2—3%, зерен
пластинчатой (лещадной) и игловатой
форм— 15% (по массе).
Щебень характеризуется маркой (для бетона — по прочности),
устанавливаемой по его дробимости при сжатии
(раздавлива¬
нии). По прочности щебень делится на семь марок: 1200, 1000,
800, 600, 400, 300, 200. По морозостойкости (Мрз) щебень
под¬
разделяется на выдерживающий 15, 25, 50, 100, 150, 200 и 300
циклов попеременного замораживания и оттаивания (Мрз 15,
Мрз 25, Мрз 50
и т. д.).
Гравий, получаемый рассевом природных гравийно-песчаных
смесей, характеризуется такими же, что и щебень, размерами и
количеством
фракций, содержанием зерен слабых разностей пород, формой, степенью морозостойкости. Количество глинистых,
илистых и пылевидных частиц не
должно превышать 1 % (по
массе). Различают три марки гравия в зависимости от дроби-
мости (Др) при сжатии: Др8, Др 12, Др 16.
Песок подразделяют на природный и дробленый. В природном обогащенном песке допускается наличие зерен размером
5—10 мм —до 5 %, а
крупнее 10 мм — до 0,5 % по массе, пыле¬
видных, глинистых и илистых частиц — до 3 %, в том числе со¬
держание глины — до 0,5%. Не
допускаются посторонние за¬
грязняющие примеси в песке.
Дробленый песок из невыветрелых изверженных, метамор¬
фических, плотных осадочных пород или из гравия выпускается
двух фракций (—
1,25 и —0,63 мм), а по прочности может быть
двух марок (800 и 400). Содержание пылевидных и глинистых
частиц не должно превышать 5 % , в
том числе глины — 0,5%.
Камни стеновые из известняков и туфов, применяемые для
кладки стен (тип 1), перегородок и других частей зданий и сооружений (тип 2),
выпускаются следующих марок: 4, 7, 10, 15,
25, 35, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 300 и 400. Номер марки соответствует пределу прочности при сжатии (в
технической системе
единиц). Так, 0,4—5 МПа имеют пористые известняки — ракушечники, 5—15 МПа — плотные мшанковые известняки, 5—
40
МПа — туфы.
Стеновые камни получают из горных пород плотностью не
более 2100 кг/м3, масса одного камня до 40 кг. Они не должны
иметь прослойков
глины, мергеля, видимых трещин, водопогло-
щение должно быть не более 30 % (по массе), коэффициент
размягчения не менее 0,6, Мрз 15 при
потере не более 2 5 % 
прочности при сжатии. Отдельные стеновые камни имеют длину
390 и 490 мм, ширину 190 и 240 мм, высоту 188 и 288 мм.
Определенные требования предъявляются к внешнему виду камней.
Блоки стеновые из природного камня должны иметь длину
500—3020 мм, ширину 820—1000 мм и высоту 300, 400, 500 мм.
Допускаемые
отклонения не превышают 10 мм.
Природными облицовочными камнями называют горные породы, имеющие красивую окраску и рисунок (декоративность),
обладающие
необходимой прочностью и погодостойкостью,
а также монолитностью, обеспечивающей получение крупных
блоков.
Блоки из природного камня, добываемые для распиливания
на облицовочные изделия, разделяются на пассированные
(тип I ) и непассированные
(тип I I ) , а по объему — на крупные
(1,5—4,4 м3), средние (1,0—1,45 м3) и мелкие (0,45—0,95 м3)*.
Блоки типа I имеют длину 0,9—2,6 м, ширину
0,5—1,3 м и вы¬
соту 0,9—1,3 м; для блоков типа I I рекомендуется один из раз¬
меров, который должен быть не менее 0,15 м и не более 0,4
м.
Все они должны иметь правильную прямоугольную форму. Вы¬
сота выступов и впадин не должна превышать 25 и 50 мм соот¬
ветственно для
пассированных и непассированных блоков.
Прочность пород, используемых в качестве блоков, должна
быть: изверженных 60—90 МПа, метаморфических 30—50 МПа,
осадочных (5—20)
МПа. Водопоглощение W B , Мрз и коэффи¬
циент размягчения К р м для изверженных пород не нормируются. Для пород средней и малой прочности
Мрз>25, /Срм>0,7
и 2 5 % .
Изделия, используемые для настила полов, должны иметь
истираемость камня не более 2,2 г/см2 при слабом движении и
не более 0,48 г/см2 при
интенсивном движении людских потоков.
Применение взрывчатых веществ при добыче блоков не ре¬
комендуется, так как это приводит к появлению трещиновато-
сти массива и
нарушению его сплошности.

96.

тым (но иногда и с замкнутым) циклом, после чего он посту¬
пает в виде готовой продукции на пункты приема (склады, бун¬
кера) для отгрузки потребителям. Такая схема
используется
обычно на карьерах малой производственной мощности (до
50 тыс. м3 щебня в год), например притрассового типа (для до¬
рожного строительства).
При д в у х с т а д и й н о й с х е м е (см. рис. 18.1,6) надре-
шетный продукт первичного дробления направляется в дро¬
билки вторичного дробления. Данная схема используется в
ос¬
новном на карьерах производственной мощностью до 200—
400 тыс. м3 щебня в год, она обеспечивает производство щебня
до четырех, преимущественно крупных, фракций.
На карьерах средней и большой производственной мощности
и для производства щебня преимущественно мелких фракций
применяют т р е х - или ч е т ы р е х с т а д и й н о е
д р о б л е н и е . 
При этих схемах заключительная стадия дробления осущест¬
вляется в замкнутом цикле с грохотом (см. рис. 18.1,б), ячейки
решет которого обеспечивают
заданную крупности щебня.
В зависимости от качества разрабатываемых в карьере по¬
род технологическая схема переработки может быть одно-двух-
поточной или комбинированной. Каждый поток
включает за¬
конченный цикл технологических процессов переработки.
При о д н о п о т о ч н о й т е х н о л о г и ч е с к о й с х е м е вся
поступающая из карьера порода проходит через последователь¬
ные операции переработки в одном
технологическом потоке (см.
рис. 18.1,а, б, в ) . Такая схема используется при разработке ме¬
сторождений однородных изверженных, метаморфических и
осадочных карбонатных
пород повышенной прочности при ми¬
нимальном содержании или отсутствии слабых и глинистых
включений.
При д в у х п о т о ч н о й т е х н о л о г и ч е с к о й с х е м е 
(см. рис. 18.1,г ) переработка горных пород осуществляется
в двух самостоятельных потоках с аналогичными
процессами,
операциями и обычно аналогичным оборудованием. Эта схема
обеспечивает повышение производительности предприятия и
надежности его работы, а также
применяется при разработке
разнопрочных карбонатных пород, когда в одном из потоков
можно выделять более прочные компоненты для производства
щебня повышенной
прочности.
При разработке сложноструктурных месторождений разно-
прочных пород с повышенным содержанием слабых и глини¬
стых включений часто применяют
к о м б и н и р о в а н н у ю 
т е х н о л о г и ч е с к у ю с х е м у (см. рис. 18.1,д). Эта схема,
характеризующаяся наличием двух самостоятельных потоков
в промежуточной части
технологического процесса переработки,
позволяет выпускать качественный щебень одного сортаДоставляемое из карьера полезное ископаемое разгружа¬
ется в приемный бункер
(железобетонный или металлический),
откуда механическим питателем (обычно пластинчатого типа)
подается непрерывно и равномерными порциями в первичную
дробилку или
на грохот (предварительное грохочение).
При доставке полезного ископаемого комбинированным
транспортом с использованием конвейеров (например, при ав¬
томобильно-конвейерном транспорте) необходим вынос
узла
первой стадии дробления непосредственно в карьер. Такие узлы
могут быть полустационарными (на концентрационном гори¬
зонте) или передвижными. Во всех других
случаях узел пер¬
вой стадии дробления размещают в стационарных целях. При
одностадийной схеме продукт первой стадии дробления явля¬
ется готовой продукцией, а при
многостадийных схемах про¬
дукт крупного дробления подвергается последующей перера¬
ботке (повторное дробление, сортировка и т. д.). На карьерах,
разрабатывающих
прочные однородные изверженные и мета¬
морфические породы (с>сж>80 МПа) или осадочные породы
(<7сж>50 МПа), в малой степени загрязненные легкопромыви-
стой глиной
и песком (до 4—6 % ) при содержании слабых раз¬
ностей до 1 2 % , полезное ископаемое подается непосредственно
на первичную головную дробилку.
При разработке сложноструктурных карбонатных месторож¬
дений узел крупного дробления может включать две операции
грохочения: предварительное (или вспомогательное)
и подгото¬
вительное. Кроме того, на подобных предприятиях целесооб¬
разно включать в узел первой стадии дробления операцию вы¬
деления глинистых примесей между
первой и второй опера¬
циями грохочения (см. рис. 18.1,5). В этом случае полезное
ископаемое со значительным содержанием глинистых и слабых
включений направляется на
первую (вспомогательную) опера¬
цию грохочения, выполняемую на неподвижном колосниковом
грохоте с размером щелей около 150 мм. Здесь полезное иско¬
паемое
разделяется на две части: надрешетный продукт (круп¬
ностью свыше 150—250 м м ) поступает в первичную дробилку,
а подрешетный продукт после выделения глины —на
вторую
(подготовительную) операцию грохочения, при которой продук¬
ция разделяется на отходы (фракции 0—40 мм, содержащие до
8 0 % слабых и загрязняющих
включений), удаляемые в отвал,
и полезный продукт (фракции 40—200 мм).
Таким образом, полезная продукция первой стадии дробле¬
ния разделяется далее на два потока материала различной
прочности (прошедшего первичное дробление и
отсеянного
только при помощи грохочения). Обычно стремятся сохранить
эти потоки для раздельной переработки на последующей, вто¬
рой стадии дробления. При этом
используется комбинированная
технологическая схема.
.
Карьер по добычи и переработке щебня в Томске —
ЯндексВидео
Разработка Гранитного Карьераmp4 — ЯндексВидео

97.

Добыча камня-ракушечника в наши дни YouTube — ЯндексВидео
Сакский Карьер Крым добыча камня
ракушняка на лучшем месторождении YouTube — ЯндексВидео
добыча мрамора — ЯндексВидео
Добыча мрамора на карьере в Испании
Crema Marfil - YouTube — ЯндексВидео
Третье столетие жив мраморный карьер YouTube — ЯндексВидео

98.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОДГОТОВКИ К ВЫЕМКЕ
ЕСТЕСТВЕННОГО КАМНЯ
Схема канатной пилы: 1 –
приводная станция; 2 – направляющие
шкивы; 3 - пильные стойки; 4— канат; 5 —
натяжное устройство
Сохранение физико-механических свойств и
декоративности, а также достижение определенных размеров и
формы камня возможны при использовании специальных
методов и средств направленного отделения блоков или
штучного камня от массива, обеспечивающих концентрацию
критических напряжений строго в необходимых плоскостях
раскола или реза. Примененне взрывчатых веществ при добыче
блоков не рекомендуется, так как это приводит к появлению
трещин в массиве и нарушению его сплошности.
При механическом (безвзрывном) отделении крупных
монолитов камня от массива используются буроклиновой
способ, терморезаки, канатные пилы и бурогидроклиновой и
другие способы; крупные монолиты затем разделяют на
товарные блоки. Для непосредственного отделения от массива
стенового камня или облицовочных блоков применяют
камнерезные машины.
При разделке гранитных монолитов на кондиционные
блоки шпуры диаметром 20—40 мм бурят на глубину 80-—100
мм, расстояние между шпурами составляет 0,05—0,1 м. В
шпуры вставляют простые или сложные (состоящие из двух
щечек и собственно клина) клинья. Ведутся работы по
использованию специального препарата для отделения блоков
от массива. Достоинства буроклинового способа подготовки
мраморных блоков: простота, максимальное использование природных
трещин, возможность применения в сложных горно-геологических
условиях и отбойки блока любого размера и любой прочности.
Недостатки: большой удельный вес ручного труда, низкая производительность труда, высокие себестоимость блоков и трудоемкость
работ, сложность обеспечения безопасности работ.
Добыча и
переработка гранита
Чаще всего буроклиновой способ применяют в
сочетании со взрывным способом отбойки монолитов, с
канатными пилами и другими способами.
Перспективным в направленном отколе блоков от
массива или от крупных монолитов мрамора является
применение закладных клиньев с гидравлическим приводом.
Использование таких клиньев позволяет увеличить расстояние
между шпурами до 0,3—0,4 м, что значительно сокращает
объем выполняемых буровых работ и повышает
производительность труда рабочих.
Канатные пилы (рис. ) различных конструкций
являются основным средством направленного отделения
мраморных блоков от массива и монолитов. Процесс пиления
осуществляется за счет абразивного действия кварцевого песка,
непрерывно подаваемого с водой в забой.

99.

Способ
Камнерезными машинами с
кольцевой фрезой
Канатными пилами
Камнерезными машинами с
алмазными отрезными кругами
Буроклиновой (бурение ручное и с
кареткой)
Бурогидроклиновой
Ударно-врубовыми машинами
1
Рабочий орган
Кольцевая фреза с твердосплавными
резцами
Стальной канат с кварцевым песком
Алмазные отрезные круги диаметром
2,6—3,0 м
Буровые коронки, сложные клинья
Принцип действия рабочего органа
Врубовый режущий
Буровые коронки, гидроклинья
Набор долот
То же
Врубовый ударный
То же
То же
Бурильный ударно-вращательный
В настоящее время на ряде гранитных карьеров внедрена
термическая резка для отделения монолитов от массива (рис.).
Производительность
газоструйных
камнерезных
машин
2
составляет 1—2 м /ч. Преимуществами их применения являются
увеличение выхода блоков в 1,5—2 раза по сравнению с выходом
их при буровзрывном способе, улучшение качества блоков,
сокращение затрат ручного труда и увеличение производительности камнетесов.
Схема
установки
УГР-2
газоструйной резки гранита
для
Янцевский карьер - YouTube — ЯндексВидео

100.

Автогрейдер: 1 — силовая (двигательная) установка; 2
— кабина; 3 — механизм управления тяговой рамой; 4
— передняя (основная) рама; 5 — передний
мост; 6
— тяговая рама; 7 — механизм управления поворотом;
8 — поворотное устройство; 9 — отвал; 10, 11 —
механизм управления соответственно
смещением и
наклоном поворотного механизма; 1 2 — задний мост.
Перевалочная
уборочная
машина торфяная:
1 —сбрасывающая воронка;
2 — выдающий конвейер;

3 — гидросистема;
4 — подъемно-уравнительное
устройство; 5 — скрепер.
Торф и его добыча — ЯндексВидео

101.

Рудоспуск на карьере: а – вертикальный; б – наклонный; в – ступенчатый; г – ступенчатонаклонный; 1 – восстающий; 2 – смотровой ходок; 3 - грохот

102.

Схема вскрытия месторождений на косогоре
Карьеры, отрабатывающие месторождения, расположенные на склоне гор, обычно делятся на две зоны: верхнюю —нагорную и нижнюю — глубинную.
Вскрытие нагорной части производят внешними полутраншеями обычно петлевой формы при автотранспорте или тупиковой формы —при железнодорожном
транспорте.
Разработку начинают с верхних горизонтов, поэтому все вскрывающие выработки и транспортные коммуникации, необходимые для нагорной части, должны
быть построены к началу эксплуатации.
Горные работы на каждом горизонте в контуре карьера начинаются с проходки разрезной полутраншеи. Затем разносится ее борт и таким образом создается
рабочая площадка, горная масса с которой по соединительной дороге вывозится к капитальной внешней траншее.
Для складирования вскрышных пород стремятся устраивать внешние отвалы на склоне горы вблизи контура карьера. Отвалы делают независимыми для
каждого уступа или групповые с таким расчетом, чтобы обеспечить наименьшее расстояние транспортирования и перемещение груза под уклон.
Форма трассы системы полутраншей зависит от рельефа местности, наклона косогора и размера свободного пространства, необходимого для расположения
траншей.
Площадки петлевого съезда могут устраиваться на полунасыпях или в выемке. В зависимости от наклона косогора, ширины площадки и устойчивости пород
принимают такой вариант трассы, при котором дополнительный объем вскрышных работ и сроки строительства траншей минимальны.

103.

Схема грузовой канатной дороги с кольцевым
движением вагонеток: 1 — несущие канаты; 2 —
тяговый канат; 3 — приводной блок;
4 — натяжной
блок; 5 — вагонетка; 6 — натяжные грузы;
Схема пассажирской канатной дороги с
маятниковым движением
вагонов:
1 —несущие канаты; 2 — контргрузы;
3 — вагоны; 4 — привод¬
ной шкив;
5 — тяговый канат; 6 — натяжные шкивы
с контргрузом;
7 — промежуточные
опоры.
Канатная дорога.

104.

Оборудование двухканатной подвесной дороги: а
– линейная опора;б – вагонетка

105.

106.

107.

108.

109.

110.

111.

ПРЕДОХРАНЕНИЕ ПОРОД ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ
На производство открытых горных работ существенно влияют климатические условия. Почти две трети территории нашей страны занимают области с суровым климатом
продолжительной зимой, обильными снегопадами и снежными заносами (рис.). Например, в Хибинах на Кольском полуострове число дней в году с отрицательной среднесуточной
температурой достигает 280, а продолжительность снежного периода 290—300 дней. В районе Норильска к весне высота снежного вала у сооружений достигает иногда 20 м при
плотности снега 600—650 кг/м3.
Особо жесткие условия работы людей и оборудования при низкой температуре воздуха возникают при ветре. В районах с суровым климатом конструкции оборудования и
аппаратуры должны быть морозостойкими, герметичными, устойчивыми при сильных ветрах и обледенении, автономными, хорошо видимыми (в тумане, при метелях, полярной
ночью, при интенсивной солнечной радиации), надежными в эксплуатации при пониженном давлении и большой влажности.
Обычно механическими лопатами с ковшом емкостью м3 можно разрабатывать без предварительного рыхления слой мерзлой породы мощностью не более 0,2—0,3 м, а при
Е= =4 м3 — до 0,5—0,7 м. Бульдозерами, скреперами, а также многоковшовыми экскаваторами в большинстве случаев невозможно разрабатывать мерзлые породы без их
предварительного рыхления. Иногда на карьере ведут сезонно, при положительной температуре воздуха.
Вместе с тем иногда требуется вести горные работы круглогодично. Подготовка горных пород к выемке в зимних условиях включает комплекс мероприятий по
предотвращению промерзания пород, рыхлению мерзлых пород и приведению их в талое состояние (оттаивание).
Для предохранения пород от промерзания используют вспашку, глубокое рыхление и боронование поверхности разрабатываемого зимой слоя, создают над ним снеговой
или искусственный льдовоздушный покров, а также утепляют поверхность теплоизоляционными материалами или устраивают специальные навесы и тепляки, производят
химическую обработку пород. Выбор способа предохранения определяется в первую очередь глубиной промерзания пород, которая зависит от температуры воздуха, длительности
промерзания, направления и скорости ветра, а также от свойств и состояния горных пород.
Вспашка, рыхление и боронование поверхности позволяют уменьшить теплопроводность породы благодаря образованию в ней рыхлого слоя. Вспашку и рыхление
производят специальными плугами или рыхлителями на глубину 0,3—0,4 м, а боронование — на глубину до 0,2 м. Применяют также глубокое (на 1—1,8 м и более) рыхление пород
экскаваторами, что уменьшает глубину их промерзания в 2—3 раза.
Часто производят снегозадержание посредством снежных валов или снегозадерживающих щитов, ряды которых располагают перпендикулярно к господствующему
направлению ветра на расстоянии друг от друга не более 15-кратной высоты вала. За зимний период щиты переставляют 2—5 раз. Для снегозадержания на площади 1 га требуется
60—100 щитов. Теплоизоляционные свойства снега иногда улучшают путем периодического дождевания его поверхности. Создаваемый ледяной покров препятствует конвекции.
Для предохранения от промерзания россыпей площадь, обвалованную бульдозерами (высота вала до 1,5 м), осенью заливают слоем воды 0,8—1,5 м для создания ледяного
покрова.
При глубине промерзания более 0.6—0,8 м необходимо утеплять породу дополнительно теплоизоляционными материалами: мхом, опилками, шлаком, углем, минеральной
ватой, минеральным войлоком и др.
В связи с постепенным увеличением в зимний период глубины промерзания пород при определении толщины слоя утеплителя должно учитываться время разработки блока
уступа.
Применение искусственных утеплителей позволяет свести до минимума, а иногда и совсем предотвратить промерзание горных пород. Предварительное рыхление пород
экскаваторами на глубину до 1,2 м, боронование на глубину 0,15 м и утепление площадок и откосов уступов слоем некондиционного угля толщиной 0,15—0,2 м дало возможность
на украинских буроугольных карьерах уменьшить промерзание пород в 3,5—4 раза и обеспечить работу многоковшовых экскаваторов на вскрышных уступах в зимний период.
Известны случаи утепления уступов в песчано-гравийных породах и глинах, промерзающих на глубину 2,5—3 м, слоем пенопласта толщиной 0,2—0,25 м, а также вскрышными
породами.
Для предохранения от промерзания как мягких, так и разрушенных пород в настоящее время применяются пенолед и замороженная водовоздушная пена. Для получения
пены могут быть использованы алкидсульфат, вода и сжатый воздух. Слой замороженной при пены толщиной 0,15—0,2 см, равномерно наносимый с помощью пеногенераторной
установки на поверхность любой конфигурации, затем дополнительно еще 3—5 раз покрывают пеной для образования защитной пенистой корки льда толщиной 3—4 мм.
Навесы и тепляки используются на небольших карьерах по добыче глин для кирпичных и керамических заводов. Применяются тепляки с деревянным жестким креплением
в виде сборно-разборного шатра, стационарные из металлических форм, с тросовым и сетчатым перекрытием. & летний период на кровле уступа глины, намеченного к зимней
добыче, сооружают настил из дерева, металлического каркаса, тросов или сеток, по поверхности которого укладывают слои теплоизоляционных материалов.
Применение тепляков связано с большими затратами и требует значительных объемов работ. Зимой затраты на добычу при их использовании больше, чем летом, в 1,5—2,5
раза.
Химическая обработка песчано-глинистых пород хлористыми солями натрия или калия заключается в рассыпании в сухом виде этих солей в измельченном состоянии
(менее 30—40 мм) после предварительной планировки поверхности, вспашки на глубину 20—30 см при наличии уклона (для предотвращения смыва раствора). Покрытие
поверхности производится параллельными полосами, расстояние между которыми не превышает 0,7 м.

112.

ОТТАИВАНИЕ МЕРЗЛЫХ ПОРОД
Оттаивание может осуществляться путем электрообогрева, поверхностного пожога, с помощью горячих газов, пара, воды, при
сжигании термохимических патронов и т. п.
Электрообогрев может быть глубинным или поверхностным, низко- или высокочастотным.
При глубинном электрообогреве переменным током промышленной частоты напряжением 12—380 В электроды размещают в
шпурах, пробуренных на глубину промерзания породы по квадратной или шахматной сетке на расстоянии 0,5—0,7 м один от другого.
Электрическая цепь замыкается по талой породе под мерзлым слоем. В результате нагрева талой породы и передачи тепла
вышележащим слоям происходит их постепенное оттаивание снизу вверх. Расход электроэнергии при этом составляет до 70 МДж/м8.
Использование усовершенствованных электроигл с напряжением 1—2 В и током 2 А снижает расход до 30 МДж/м3.
При поверхностном электрообогреве полосовые электроды в виде сеток из тонкой медной проволоки, длина которых равна
наклонной высоте уступа, укладывают на его откос, Питание осуществляется от генератора высокочастотных колебаний.
Поверхностный пожог (сжигание слоя угля толщиной 0,2— 0,35 м на поверхности слоя мерзлых пород) иногда используется на
карьерах по добыче глин; промерзшая до глубины 2 м глина полностью оттаивает в течение 6—10 дней. Расход топлива на 1 м3
оттаянной породы составляет: дров 0,15 м3, угля 30—60 кг, торфа 120—140 кг.
Для поверхностного оттаивания пород газообразным топливом используются горючие газы, поступающие в карьер по газопроводу или доставляемые в баллонах. Развиваются методы оттаивания пород инфракрасным излучением.
Оттаивание паром производится с помощью паровых игл (стальных труб внутренним диаметром 19—22 мм и длиной 1,7—3 м),
вставляемых в шпуры или забиваемых в породы по мере их оттаивания на расстоянии 2—2,5 м друг от друга. Используется
насыщенный пар с температурой 102—110 °С под давлением 0,2—0,5 МПа. Продолжительность оттаивания тяжелых глин 4—6 ч,
расход пара на 1м3 мерзлоты составляет приблизительно 20—30 кг. Достоинство способа — относительная экономичность, недостаток
— увлажнение пород, способствующее их повторному замерзанию. Подобным же образом осуществляется оттаивание горячей водой.
Оттаивание речной водой производят посредством нагнетания ее по погружаемым в мерзлые породы трубчатым иглам,
проведения дренажных канав или дождевания. Оно может производиться также при естественном просачивании ее из расположенной на
возвышенной части массива оросительной канавы в расположенную ниже на расстоянии 70—150 м дренажную канаву глубиной до 2—3
м. От оросительной могут проводиться поперечные канавы глубиной до 0,7 м, оканчивающиеся в 30— 50 м от дренажной. Расход воды
на 1 м3 мерзлых пород составляет 120—200 м3.
При водооттаивании дождеванием распыленная стационарной или передвижной дождевальной установкой вода просачивается
через верхний талый слой пород под уклон и, отдавая тепло нижележащему слою мерзлоты, постепенно понижает ее уровень.
Гидрооттаивание и парооттаивание широко применяют на разработках россыпей в районах многолетней мерзлоты. Оттаивание
определяют с помощью щупов и замеров температуры или электросопротивления в контрольных иглах и скважинах.
При разработке многолетней мерзлоты интенсифицируют естественное оттаивание. Для этого за несколько лет до начала
разработки на участке удаляют растительный слой я проводят осушительную водосборную канаву. Иногда этот способ сочетают с
затоплением участка водой для ускорения процесса оттаивания.

113.

Добыча касситерита с помощью драги.
Как добывают золото - YouTube —
ЯндексВидео

114.

Общий вид электрической драги модели 250Д (250 л): 1 —понтон; 2, 3 — соответственно передняя и задняя
мачты; 4 — надстройка; 5 — драгерское помещение; 6 — черпаковая рама; 7 — подвес черпаковой рамы; 8 —
черпаковая цепь; 9 — нижний черпаковый барабан; 10, 11 —соответственно ведущие ролики носовых (12) и
кормовых (13) маневровых канатов; 14 — свая; 15 — отвалообразователь (стакер); 16 — хвостовые колоды;
17
—береговой мостик (трап); 18 — силовой (береговой) кабель; 19 — консоль для подвески силового кабеля; 20 —
мостовой кран; 21 —вспомогательный кран на передней мачте.

115.

Типовая технологическая схема обогащения золотоносных песков на драге: 1 —заволочный люк; 2 —
колосниковый грохот; 3 — барабанный грохот; 4 — шлюз уловителя; 5 — барабанный
грохот-бочка; 6 —
распределитель; 7 — галечный лоток; 8 — транспортёр стакера; 8, 9 — шлюз с подвижным резиновым
покрытием; 10 — хвостовая колода; 11—12 — самородкоулавливающий шлюз;
13 — шлюз для улавливания
крупного золота; 14 — классификатор; 15 — грохот; 16 — контрольный
шлюз; 17 — зумпф пескового насоса;
18 — песковой насос; 19 — бункер концентрационного стола;
20— концентрационный стол; 21 — элеватор;
22 — шаровая мельница; 23 — амальгаматор непрерывного действия; 24 — шлюз амальгамационный.

116.

Землесосная разработка землесосным снарядом.

117.

Формы всасывающих наконечников
грунтозаборных
устройств землесосных
снарядов: а — круглая;
б — грушевидная;
в — эллиптическая;
г —
щелевидная.
Фрезы грунтозаборных устройств землесосных снарядов: а — отвальная фреза;
б — отвальная фреза с зубьями; в — плужная фреза.

118.

Разработка поверхностных месторождений шельфа и ложа океана производится открытым способом через водную толщу.
На поверхности шельфа (19% площади суши) и ложа океана (50% площади Земли) сосредоточены огромные минеральные
ресурсы. Только в железомарганцевых конкрециях донных отложений Тихого океана запасы марганца прогнозируются в
2,4×1011т, кобальта — 2,8×109т, никеля — 9,4×109т, меди — 5,3×109т. На шельфе располагаются россыпные месторождения
тяжёлых минералов и металлов. Первые попытки освоения шельфа сделаны в 11 в. до н. э., когда финикийцы из
отложений морских ракушек добывали сырьё для производства пурпурной краски. Позднее (6 в. до н. э.) на островах
Полинезии велась разработка коралловых рифов для получения строительных материалов. В 3 в. до н. э. с глубины 4 м у о.
Халка, в пролив Босфор, ныряльщики добывали медную руду. В конце 19 в. началось освоение россыпей золота, затем
ильменита, рутила, циркона, монацита на побережье Австралии (1870), Бразилии (1884), Индии (1909). В 20-х гг. 20 в. была
начата добыча олова из морских россыпей Индонезии, в 1963 — алмазов на шельфе Юго-Западной Африки. В начале 60-х
гг. добывалась железная руда из россыпей залива Ариаке (Япония). В СССР работы по освоению морских россыпей были
начаты в 1966 на шельфе восточной части Балтики, где добывались титано-цирконовые концентраты.

119.

Подводная добыча из коренных месторождений по методам выемки руд полезного ископаемого мало чем отличается от добычи
на суше (см. Подземная разработка полезных ископаемых). На большинстве подводных шахт стволы закладываются на суше,
вследствие этого откаточные выработки имеют протяжённость в несколько км. Применяют вскрытие шахтных полей стволами с
искусственных островов (например, шахта «Майке», Япония). Глубина заложения горных выработок под дном, гарантирующая их
от затопления, зависит от свойств вышележащих пород и обычно равна 65—80 м. Разработка месторождений ведётся с закладкой
выработанного пространства; проветривание морских шахт осуществляется через один ствол по трубам. Наибольший объём
Подводная добыча приходится на добычу нефти и газа из недр Мирового океана. Перспективной является также добыча твёрдых
полезных ископаемых геотехнологическими методами (см. Подземное выщелачивание, Подземное растворение).
Технополис - Карьер Юбилейный

120.

3
Изобразить формирование общей капитальной траншеи внешнего заложения
Изобразить схему простой сортировки горных пород
Изобразить схему сложной сортировки горных пород
Изобразить схему вскрытия месторождений комбинированным способом
Изобразите 3 сплошные системы разработки
Изобразите 3 углубочные системы разработки
Способы разработки строительных
горных пород
Способы предохранение пород от промерзания
Способы разработки месторождений шельфа
Принцип работы драги, достоинства и недостатки дражной выемки
Принцип работы землесосного снаряда, достоинства и недостатки
Принцип работы, достоинства и недостатки гидромониторной разработки
Принцип работы, достоинства и недостатки применения грузовой канатной дороги