Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Горная промышленность. Металлургия
Издательство:
Сибирский федеральный университет
Год издания: 2014
Кол-во страниц: 102
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7638-3015-6
Артикул: 621799.01.99
В монографии приведены результаты исследований процессов сегрегации и размыва напорной струей воды валунистых песков на откосе и непосредственно в ковше экскаватора. Описаны технологические схемы ведения горных работ в условиях валунистых россыпей.
Тематика:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Е. А. Тарасенко, В. Е. Кисляков РАЗРАБОТКА И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОСВОЕНИЯ ВАЛУНИСТЫХ РОССЫПЕЙ Монография Красноярск СФУ 2014
УДК 621.98:669.71 ББК 34.623.3 Т191 Р е ц е н з е н т ы: Г. Г. Крушенко, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник ИВМ СО РАН; А. Г. Михайлов, доктор технических наук, профессор, зав. лабораторией ИХХТ СО РАН Тарасенко, Е. А. Т191 Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей : монография / Е. А. Тарасенко, В. Е. Кисляков. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2014. – 102 с. ISBN 978-5-7638-3015-6 В монографии приведены результаты исследований процессов сегрегации и размыва напорной струей воды валунистых песков на откосе и непосредственно в ковше экскаватора. Описаны технологические схемы ведения горных работ в условиях валунистых россыпей. Предназначена для научных сотрудников, аспирантов и инженернотехнических работников, специализирующихся в области горного дела. Может быть полезна студентам, обучающимся по специальности «Открытые горные работы». Электронный вариант издания см.: УДК 621.98:669.71 http://catalog.sfu-kras.ru ББК 34.623.3 ISBN 978-5-7638-3015-6 © Сибирский федеральный университет, 2014
ВВЕДЕНИЕ В настоящее время ввиду ограниченности и исчерпаемости природных ресурсов приходится отрабатывать россыпные месторождения с более сложными горнотехническими условиями, что очень затрудняет работу горного оборудования и повышает себестоимость основных технологических процессов. Все чаще приходится работать в стесненных условиях, отрабатывать обводнённые россыпи либо россыпи с высоким содержанием глины или валунов. При разработке валунистых песков традиционными способами себестоимость добычных работ значительно повышается за счет необходимости разваловки валунов, использования дорогого грохотильного оборудования и его эксплуатации, а также потерь полезного компонента, связанных с трудностью извлечения песков, расположенных в межвалунном пространстве. Следует отметить, что разработка россыпей производится в большинстве случаев оборудованием с комплексной механизацией производственных процессов, поэтому простой любой из единиц этого оборудования допускать не выгодно, даже на небольшой период времени. Наличие валунов в россыпи сильно затрудняет работу выемочного оборудования, а в некоторых случаях даже приводит к выходу его из строя на неопределенный период времени. Так, в Красноярском крае отрабатывается большое количество россыпных месторождений, из них к валунистым относятся 23,5 %, причем к высоковалунистым – около 30 %, а к месторождениям с одновременным содержанием валунов и глины – около 15 %. Следует отметить, что содержание валунов в отдельных случаях достигает 40 % [1]. Разработка эффективных технологий освоения валунистых россыпей и обоснование их параметров является актуальной научной задачей, решение которой авторы попытались представить в данной монографии.
Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей 4 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ВАЛУНИСТЫХ РОССЫПЕЙ Проблема отработки валунистых россыпных месторождений существует довольно долго, и ряд авторов представили различные классификации гранулометрического состава пород. Классификация валунов по крупности представлена в табл. 1.1 [2–15]. Таблица 1.1 Классификации валунов по крупности Автор, организация Размер валунов (в мм) Очень крупные Крупные Средние Мелкие В.А. Приклонский – >800 800...400 400...200 Гидроэнергопроект >200 В.Б. Охотин – >800 800...400 400...200 В.Н. Гончаров >500 П.Л. Безруков, А.П. Лисицын1 >1 000 1 000...500 500...250 250...100 ГОСТ12536-79 >60 Справочник по разработке россыпей – >500 500...250 250...100 ЦНИГРИ – >400 400...200 200...100 В.Г. Глушков2 >1 000 1 000...100 ИРГИРЕДМЕТ >200 ГОСТ 25100–82 >200 С.М. Шорохов >150 В.Г. Лешков >1 000 1 000…500 500…250 250…100 Г.А. Нурок, И.М. Ялтанец >100 В.П. Трифонов3 >1 000 1 000…500 500…250 250…100 С.В. Потемкин >200 Примечание: 1–3 – валуны размером более 1 000 мм авторами названы глыбами. Так как в большинстве классификаций валунами считаются породы размером более 100 мм, то в настоящей работе валунами будут считаться породы этого размера и более. По степени окатанности различают 5 типов обломков: • совершенно окатанный; • хорошо окатанный. Состоящий преимущественно из обломков сферической или близкой к ней формы; • среднеокатанный; • слабоокатанный;
1. Современное состояние изученности техники отработки валунистых россыпей 5 • плохо окатанный со слабо обтертыми углами и ребрами [11, с. 21]. Окатанные валуны чаще всего встречаются в пойменных и русловых россыпях. Неокатанные валуны характерны для верховых (нагорных), слабоокатанные – для ключевых, ручьевых, ложковых. Для террасовых россыпей характерно наличие большого количества валунов и глины [15, с. 12]. Классификация россыпей дана В.Г Лешковым [11, с. 21]. Следует отметить, что наиболее эффективными способами разработки валунистых россыпных месторождений являются бульдозерный и экскаваторный, в меньшей степени – гидравлический. 1.1. Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей бульдозером Одним из наиболее распространенных способов разработки россыпей является бульдозерный из-за мобильности и высокой производительности бульдозеров. Влияние валунистости россыпи на производительность бульдозера в литературе не обнаружено. В учебниках некоторых авторов [10, с. 54; 11, с. 147] указывается на то, что большое влияние на производительность оказывает глубина залегания продуктивного пласта, от которой зависит расстояние перемещения торфов в отвалы. В процессе выполнения добычных работ пески транспортируются чаще всего на полустационарный либо передвижной промывочный прибор, реже – в приемный бункер, для погрузки в транспорт [10, с. 124]. Также в литературных источниках часто встречается описание комбинированных технологических схем, например, с применением экскаватора на вскрышных работах и бульдозера на добычных работах, или различные комбинации «бульдозер – гидромонитор», «бульдозер – драга (землесосный снаряд)», «бульдозер – скрепер» [10, с. 128; 11, с. 155; 12 с. 316; 18, с. 15]. Известна технология классификации песков при бульдозерном способе ведения добычных работ [19, с. 126], при которой первым бульдозером, имеющим в качестве рабочего органа колосниковый отвал, производится рыхление и классификация песков с извлечением из них валунов. Валуны подаются в рабочее пространство второго бульдозера, который перемещает их в отвал. Технологическая схема представлена на рис. 1.1.
Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей 6 Рис. 1.1. Технология классификации песков при бульдозерном способе ведения добычных работ Известен способ добычных работ (предложенный ХГТУ) при открытой разработке россыпных месторождений [21], включающий размещение промывочного оборудования в выработанном пространстве при двухкрылом добычном блоке с верно-кольцевой схемой разработки породы. Причем каждое крыло добычного блока представляет собой параллелограмм с равными расстояниями угловых периферийных точек его от приемных бункеров, с выдвижением вперед вверх по уклону долины угловой точки по смежной стороне крыльев и расположением промывочного оборудования со стороны угловой точки по смежной стороне снизу по уклону долины, при этом несколько гидровашгердов с приемными бункерами объединены и имеют горловину для пульповода и металлическую решетку сверху над объединенными приемными бункерами (рис. 1.2). Выемка песков осуществляется послойно бульдозерноскреперно-рыхлительным агрегатом. Двигаясь по добычному блоку, агрегат разрабатывает опережающие нижние участки за счет рыхления поверхностного слоя мерзлоты и выгружает из ковша породу равномерно по всем объединенным приемным бункерам. Агрегат перемещается поперек оси бункеров в обоих направлениях по металлической решетке, располагающейся на уровне, препятствующем движению струи гидромонитора.
1. Современное состояние изученности техники отработки валунистых россыпей 7 а б Рис. 1.2. Начало. Способ добычных работ при открытой разработке россыпных месторождений: общий вид промывки песков (а); общий вид добычного блока в плане (б)
Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей 8 в Рис. 1.2. Окончание. Вертикальный разрез площадки промывки песков (в): 1 – добычной блок; 2, 3 – крылья блока; 4 – выработанное пространство; 5 – угло‐ вая точка; 6 – гидромонитор; 7 – гидровашгерды; 8 – промывочный прибор; 9 – пульповод; 10 – зумпф; 11 – насосная станция; 12 – трубопровод; 13 – илона‐ правляющая дамба; 14 – плотина; 15 – отвал гали; 16 – эфельный отвал; 17 – бульдозерно‐скреперно‐рыхлительный агрегат; 18 – салазки; 19 – направляю‐ щие; 20 – гидровашгерды; 21 – приемный бункер; 22 – металлическая решетка; 23 – бульдозерно‐скреперно‐рыхлительный агрегат Размыв породы в объединенных приемных бункерах и обмыв негабаритных валунов на решетке осуществляются гидромонитором, имеющим возможность перемещения в поперечном направлении. Известен ряд устройств, позволяющих, по мнению авторов, производить разработку валунистых россыпей, например бульдозерное оборудование [22] и похожие устройства [23], [24], состоящие из бульдозера, бульдозерного отвала с прикрепленным к нему навесным оборудованием в виде ковша специального захвата. Эти и другие технические и технологические решения позволяют реализовать бульдозерный способ разработки валунистых россыпей. Он довольно широко распространен при разработке россыпей ввиду своей мобильности и относительно невысокой стоимости бульдозерного оборудования. В условиях валунистых россыпей бульдозерная разработка применяется совместно с использованием промывочных приборов [25, с. 26; 26; 27]. 1.2. Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами Использование экскаваторного оборудования на россыпных месторождениях обуславливается условиями разработки месторождения. Чаще всего экскаваторы применяют на месторождениях с глубо
1. Современное состояние изученности техники отработки валунистых россыпей 9 ким залеганием продуктивного слоя, для выемки и погрузки вскрышных пород в транспортные средства или перемещения их в отвалы. Распространение одноковшовых экскаваторов при разработке россыпей объясняется высокой производительностью, наличием сменного черпающего оборудования, позволяющего использовать его в породах различной крепости и при расположении забоя как выше, так и ниже рабочей площадки, как по схеме с применением транспорта, так и по бестранспортной технологии с применением передвижных моек. Экскаваторы типа «прямая механическая лопата» в настоящее время редко применяются при разработке россыпей из-за их привязки к высоковольтным ЛЭП. Ранее эти экскаваторы использовались на добычных работах при погрузке песков в транспортные средства либо приемные бункеры промывочных установок [10, с. 148; 11, с. 221; 16, с. 74; 28 с.19]. Экскаваторы-драглайны нашли применение при разработке россыпей с большой глубиной залегания продуктивного слоя (более 10 м). Данные экскаваторы используют при отработке россыпей с породами до IV категории крепости без предварительного рыхления. Более крепкие породы предварительно разрыхляют. Также они широко применяются при разработке талых россыпей [11, с. 222]. Экскаваторы типа «обратная механическая лопата» чаще всего используют для проходки дренажных траншей и зачистки плотика, как самостоятельную добычную единицу при разработке россыпей их применяют редко [10, с. 66]. Многоковшовые экскаваторы при разработке россыпей применяются крайне редко из-за их большой стоимости и массы, а также требований к качеству подготовленных к выемке запасов (наличие в россыпи валунов, вечная мерзлота и т. д.) [10, с. 214]. В настоящее время в отрасли тяжелого машиностроения широкое распространение получили гидравлические экскаваторы. Огромный модельный ряд, наряду с их техническими особенностями, выводит данную технику на лидирующие позиции в горнодобывающей отрасли в мире. Поэтому, по мнению автора, развитие выемочно-погрузочных работ на валунистых россыпных месторождениях будет осуществляться за счет внедрения на этих работах гидравлических экскаваторов. Применение их позволит снизить затраты и даст возможность для разработки и создания более эффективных технологических схем.