Выемка пород роторными и цепными экскаваторами. Комплексы оборудования

 Многоковшовые цепные экскаваторы выпускаются с верхним или нижним черпанием.Многоковшовые цепные экскаваторы наиболее успешно применяются для отработки пород без твердых включений.

Неповоротные экскаваторы на железнодорожном ходу работают только в продольном забое; поворотные экскаваторы на гусеничном ходу могут работать и в торцовом забое.   Роторные экскаваторы работают в комплексе с системой конвейеров (забойных, подъемных, магистральных) и отвалообразователями. Это сочетание называется комплексом горнотранспортного оборудования непрерывного действия.

Выемка пород роторным экскаватором может производиться в торцовом и реже продольном забоях (например, при раздельной выемке) вертикальными (однорядными и многорядными) и горизонтальными стружками, а также комбинированными (рис. 3.16).

12. гидромониторы и их конструкция. ГИДРОМОНИТОР (от греч. hydor — вода и английский monitor — водомёт * а. hydromonitor, hydrojet; н. Wasserstrahlapparat; Wasserwerfer, Spulstrahlrohr; ф. monitor hydraulique, lance a eau; и. monitor hidrauliсо, lanza de agua) — устройство для создания водяных струй и управления их полётом; используется при гидроотбойке и размыве горных пород. Впервые гидромониторы применены в России в 1830 при разработке золотоносных россыпей на Урале. Гидромониторы широко используются для разработки россыпей, месторождений угля, песчаногравийных строительных материалов, на гидровскрышных работах, при скважинной гидродобыче, в гидротехническом строительстве, для пескоструйной обработки призабойных зон при скважинной добыче полезных ископаемых. Гидромониторы подразделяют: по назначению — для открытых и подземных горных работ, скважинной гидродобычи и др.; по величине давления напорной воды — низкого (до 1 МПа), среднего (1-5 МПа), высокого (5-35 МПа) давления (см. Высоконапорные струи); по величине диаметра струеформирующей насадки — 50-175 мм (для открытых работ), 5-16 мм и 16-32 мм (для подземных); по расходу воды — 250-3500 м³/ч (для открытых работ), 100-400 м³/ч (для подземных); по режиму течения гидромониторной струи — стационарные и пульсирующие; по типу управления — ручного, дистанционного полуавтоматического, программного и комбинированного управлений; по способу передвижения — переносные, передвигаемые лебёдками, тракторами, гидропередвижчиками; самоходные. В качестве ходовой части гидромониторов используют металлические салазки и гусеничные тележки с гидромеханическим и электромеханическим приводом. Гидромониторы, воду к которым подают под давлением до 6 МПа, применяют для подземной гидроотбойки и смыва перемятых, выветренных и разрыхлённых взрывом углей, других полезных ископаемых и горных пород, остальные подземные гидромониторы — для отбойки ненарушенной призабойной части массива различной прочности. Большерасходные подземные гидромониторы предназначены главным образом для выемки угля в очистных забоях, а гидромониторы с повысителями давления — для проведения подготовительных выработок. Размыв породы на открытых работах производится гидромониторами с давлением струи воды обычно 1-2 МПа и расходом воды 4000 м³/ч (при больших объёмах смываемой породы). В СССР на карьерах наиболее широко применяют гидромониторы с ручным (ГМ-2, ГМН-250) и дистанционным управлением (ГМД-300, КУГУ-350, ГМ-350, ГМ-250С, ГУЦ-6 и др.), самоходные (ГМСД-300); в шахтах — с дистанционным управлением (ГМДЦ-3, ГМДЦ-3М, 12 ГДЦ, ГПС-1), самоходные с программным управлением СГУ-2М; в скважинах — с телескопическим (ГСМ, АГС-1) и коротким (ГС-1) стволом. В общем виде конструкция гидромонитора состоит из подводящего патрубка, шарниров, ствола и насадки. Вода с помощью насосов по трубопроводу подаётся в подводящий патрубок, далее через шарниры и ствол поступает в насадку. Наибольшее распространение получили насадки конические, коноидальные, конусно-цилиндрические и коноидально-цилиндрические. Шарнир позволяет, перемещая ствол, изменять направление полёта струи. Ствол гидромонитора может быть конусным, цилиндрическим и конусно-цилиндрическим; минимальная длина его выбирается из условия стабилизации потока воды перед входом в насадку и обычно равна 6-8 диаметрам. Для улучшения гидродинамических характеристик потока воды в стволе устанавливаются успокоители. Основное отличие скважинного гидромонитора от обычного — наличие вертикального нагнетательного патрубка, длина которого равна суммарной мощности покрывающих пород и рудного пласта. Напорный водовод с вертикальным патрубком сочленяется с помощью гидрошарнира, это позволяет вращать патрубок со стволом в горизонтальной плоскости. Телескопический ствол скважинного гидромонитора, кроме разрушающей насадки, снабжён одной или несколько смывными, равномерно расположенными по длине ствола и направленными в сторону всасывающего устройства пульповыдающего механизма. Звенья ствола собирают с помощью лебёдки, роспуск — автоматический, под напором воды. Пескоструйные гидромониторы снабжают устройством ввода песка перед насадкой. Песок может применяться совместно с водой, воздухом, кислотой или их смесями. Производительность гидромонитора на открытых горных работах по горной массе достигает 500 м/ч, при подземной гидродобыче угля — 60 т/ч, при скважинной гидродобыче — 40 т/ч. Основные тенденции развития гидромониторов заключаются: в создании и совершенствовании высокопроизводительных гидромониторов для подземных работ с давлением до 30 МПа и расходом воды 400-500 м³/ч и для открытых работ с давлением до 3 МПа и расходом воды 4000-6000 м³/ч; в создании самоходных гидромониторных установок, гидромониторных агрегатов для выемки угля на пластах от 0,4 до 2 м, исключающих присутствие людей в очистных забоях; в применении химических реагентов для уменьшения потерь напора воды в гидромониторах, сохранения компактности струи; в использовании гидролокаторов для оперативного контроля формы забоя и автоматизации работы гидромониторов.

13. Дражный способ разработки горных пород. Дражный способ широко применяют для разработки обводненных россыпных и морских месторождений полезных ископаемых. Все основные производственные процессы по добыче и переработке горных пород осуществляют драгой, представляющей собой агрегатированный комплекс машин и механизмов, смонтированных на понтоне или судне.
Различают континентальные и морские драги; первые предназначены для разработки материковых россыпей, обычно приуроченных к зоне распространения современных или погребенных речных систем; вторые — для разработки месторождений полезных ископаемых шельфовых и глубинных зон мирового океана.
Широко применяют континентальные электрические или дизельные и паровые многоковшовые драги с ковшами вместимостью от 50 до 600 л. Это драги на плоскодонном понтоне с подводной глубиной черпания до 50 м.
Выемку горной массы и перемещение ее до комплекса обогатительного оборудования осуществляет устройство, установленное в носовой части понтона и представляющее собой раму с ковшовой цепью. На драге получают готовую продукцию в виде концентрата минералов или самородного металла. Отходы обогащения удаляют с драги и размещают в отвалах с помощью отвалообразователя, установленного в кормовой части понтона.
К основным стадиям дражной разработки месторождений полезных ископаемых относят горно-подготовительные, вскрышные и добычные работы.
Горно-подготовительные и вскрышные работы включают в себя расчистку поверхности участка, оттаивание горных пород, сооружение насосных станций, строительство гидротехнических сооружений в виде плотин и перемычек, необходимых для размещения драги, и другие работы.
Вскрытие месторождения обычно представляет собой образование котлована, являющегося местом монтажа драги. После монтажа драги котлован заполняют водой, например, путем перегораживания долины реки плотиной. При заполнении котлована водой драга всплывает и начинает расширение выемки и углубление ее до коренных пород, называемых плотиком, на которых залегает россыпное месторождение полезных ископаемых.
Добычные работы заключаются в выемке полезного ископаемого горизонтальными слоями черпающим устройством драги, начиная от поверхности россыпи к плотику (рис. 9.8, а), иногда применяют выемку с подработкой толщи (рис. 9.8, б). Вслед за перемещением фронта очистного забоя перемещается фронт отвалов.

Способы выемки при дражной разработке различаются по последовательности и порядку извлечения пород в вертикальной и горизонтальной плоскостях забоя. Преобладающее распространение получил слоевой способ (сверху вниз в вертикальной плоскости). Реже применяют так называемую выемку поддором. При этом в нижней или верхней части забоя создают вруб, а затем убирают обрушенную горную массу. В горизонтальной плоскости выемку проводят прямым и косым забоями, а также полузабоями. Подвигание забоя определяется величиной перемещения драги, которая устанавливается в соответствии с характеристикой разрабатываемых пород и во всех случаях должна обеспечить максимальную эффективность черпания. Для средних драг (210-250 л) величина перемещения 3-5 м. Ширина забоя в общем случае зависит от размеров драги. Оптимальное её значение находят из условий обеспечения максимальной производительности оборудования. Продолжительность дражной разработки определяется физико-географическими условиями разработки.

Гидроотвал система. Схема гидроовала его элементы. Классы гидроотвалов по степени ответсвенности. Вместимость гдроотвала.технологии и способы укладки.способы отводки осветленной воды.

Гидроотвал

(a. hydraulic waste disposal; н. Hydrokippe; ф. epandage; и. relleno hidraulico) - гидротехн. сооружение, предназначенное для размещения грунтов и разл. материалов, поступающих в виде пульпы (гидросмеси).
В зависимости от рельефа основания различают Г.: овражные и балочные, создаваемые путём возведениянасыпной или намывной дамбы (плотины), перегораживающей овраг или балку; равнинные, расположенныена ровной местности или с небольшим уклоном, в пойме реки, обвалование к-рых производится с четырёх илитрёх сторон; косогорные; котлованные и котловинные, расположенные соответственно в выработанныхпространствах карьеров и в естеств. понижениях.
В зависимости от состава складируемой породы и способов обвалования Г. подразделяют на три типа. В Г. первого типа подаются пылевато-глинистые породы, а дамба обвалования возводится из привозного грунта навсю высоту. В Г. второго типа намывают песчаные или песчано-глинистые породы, при этом дамбыобвалования сооружают из намытого грунта. Г. третьего типа отличает складирование пород, содержащихпесчаные и б.ч. пылевато-глинистые частицы; дамбы обвалования поярусно отсыпают из привозного грунта. По приёмной способности в СССР выделяют четыре категории Г.; I - св. 5 млн. м³, II - от 2 млн. до 5 млн., III - от 1 млн.до 2 млн., IV - до 1 млн. м³ в год. По высоте различают Г. низкие (до 10 м), средние (10-30 м) и высокие (более30 м). Г. подразделяют по классам капитальности. При этом учитывают условия их расположения по рельефуместности, характеристику укладываемых пород и пород основания, наличие водохранилища и еговместимость, интенсивность намыва, конечную высоту отвальных уступов, положение Г. относительно жилых, пром. объектов и источников водоснабжения. С учётом этих факторов Г. также различают по классамответственности.
зона; 7 - прудок (прудок-отстойник), обеспечивающий водоосветление и водоснабжение; 8 - водосбросный(водозаборный) колодец; 9 - ядро (центральная зона); 10 - водосбросная труба. ">
Схема основных элементов гидроотвала: 1 - первичная дамба обвалования (дамба начальногообвалования); 2 - дамбы последующего обвалования, возводимые поярусно; 3 - упорная призма, состоящаяиз наиболее крупнозернистых фракций намываемого грунта; 4 - намывной пульповод на эстакаде; 5 - пляж(поверхность между дамбой обвалования и прудком); 6 - промежуточная зона; 7 - прудок (прудок-отстойник), обеспечивающий водоосветление и водоснабжение; 8 - водосбросный (водозаборный) колодец; 9 - ядро (центральная зона); 10 - водосбросная труба.
Сооружение Г. включает создание дамб начального обвалования (рис.), водозаборных, водосбросныхустройств, дренажных сооружений. При небольших расходах поверхностных вод (менее 2 м³/с) пропуск ихосуществляется через водосбросные устройства Г. Паводковые и ливневые воды (при больших расходах) илипротекающие по терр. Г. небольшие реки отводят с помощью спец. водопропускных сооружений.
Ёмкость Г. (геом. объём W_г, м³) на стадии технико-экономич. обоснования, а также технорабочегопроектирования (Г. первого класса) определяется по формуле
W_г = W_кK_грK_h + W_п+W_д,
где W_к - объём грунта, разработанного в карьере, м³; K_гр - коэфф. разрыхления-набухания, учитывающийсостав карьерного грунта (для лёгких суглинков 1,05, средних 1,1, тяжёлых 1,15); K_h - коэфф., учитывающийвысоту Г.; W_п - объём прудка Г., м³; W_д - дополнит. ёмкость для аккумуляции стока водосбора, м³(определяется проектом). Для Г. второго и третьего классов при техно-рабочем проектировании ёмкость Г. определяется из выражения
W_г = W_к(m_пK_п+m_яK_я) + W_п+W_д,
где m_п - кол-во грунта, уложенного в упорной и промежуточной призмах, в долях единицы; m_я - кол-во грунта, уложенного в ядре Г. и представленного обычно пылевато-глинистыми фракциями, в долях единицы; K_п - коэфф. набухания грунта упорной и промежуточных призм по отношению к карьерному грунту; K_я - коэфф. набухания грунта ядра Г. по отношению к карьерному грунту. Осн. характеристики нек-рых Г. карьеров, разрабатывающих разл. м-ния п. и. в СССР, приведены в табл.

Технологию гидроотвалообразования, способы намыва выбирают с учётом характеристикиукладываемых грунтов, рельефа основания, класса ответственности Г., объёмов работ и характерадальнейшего использования Г. Намыв Г. производится по схеме "от внешнего откоса - к прудку", чтобыобеспечить осаждение наиболее крупных фракций у внеш. откоса. Намыв по схеме "от берега - к откосу" может быть применён, когда дамба Г. возведена на полную высоту насыпкой грунта. При сооружении Г. в осн. производят безэстакадный, эстакадный, пионерно-торцевой намывы и их разл. разновидности. Пионерно-торцевой намыв используется для складирования породы в воду, овраги, выемки, а также для созданияузкопрофильных сооружений. Пульпа выливается из торца трубопровода, к-рый по мере намыва площадкиудлиняется. В зависимости от состава грунта трубопровод располагают на эстакадах или непосредственно нанамытом грунте (при подаче песчаного или глинистого грунта в виде кусков и комьев).
Г. располагаются в границах земель, малопригодных для с.-х. целей: на заболоченных участках, в балках, оврагах, выработанных пространствах карьеров. Рекультивация Г. ведётся в осн. в с.-х. и лесохоз. направлениях. На восстанавливаемой терр. для уменьшения усадки в ядре Г., а также предотвращениязаболачивания намыв производят послойно - слой мелкозернистых пород (глины, суглинки) перекрываютслоем крупнозернистого песчаного грунта. Последующее покрытие поверхности плодородным слоем почвыпроизводится обычным или гидравлич. способом. Особую опасность представляют аварии на Г.: прорывограждающих дамб; перелив воды через гребень дамбы прудка-отстойника (в результате закупоркиводосбросных трубопроводов). Борьба с авариями: понижение уровня воды в Г. путём ввода в работурезервных водосбросных колодцев и насосных станций; возведение аварийной дамбы ниже прорванной и др. К отвалам, возводимым гидравлич. способом, относят также хвостохранилища (шламохранилища), золото- отвалы и др.