СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КРУТОНАКЛОННОГО ТРАНСПОРТНОГО СЪЕЗДА
METHOD FOR FORMATION OF STEEPLY INCLINED TRANSPORT ACCESS TRACK

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при формировании крутонаклонных транспортных съездов.
Известен способ формирования наклонного транспортного съезда, включающий проходку наклонной траншеи по взорванной горной массе механической лопатой, с нижней погрузкой в автосамосвалы, с дальнейшим переходом ее в горизонтальную разрезную траншею. Затем разрезную траншею проходят в обратном направлении, срабатывается один борт наклонной траншеи с предварительной заоткоской уступа, формированием борта карьера на данном горизонте и достройкой всех элементов поперечного профиля транспортного съезда: формирование закюветной полки, нарезка кювета, отсыпка и строительство проезжей части, формирование обочин, отсыпка удерживающего грунтового вала. В результате чего формируется наклонный транспортный съезд. При дальнейшем расширении траншеи на новом горизонте образуется площадка, достаточная для размещения рабочего оборудования и проходки траншеи на нижележащий горизонт (В.С.Хохряков. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1991 г., с.37).
Недостатком данного способа является недостаточная эффективность работ из-за невозможности применения экскаваторов на проходке крутых траншей, поскольку по техническим характеристикам для одноковшовых гусеничных экскаваторов допускаемый при экскавации уклон рабочей площадки не должен превышать 3 градусов, а продольный уклон крутонаклонных съездов составляет от 12 до 15 градусов.
Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение капитальной и выездной траншей с формированием на ширину основания трассы для передвижения транспорта, отработку и отсечку вскрышных пород в выработанное пространство в направлении перемещения фронта горных работ, отработку и транспортирование полезного ископаемого. При этом основание капитальной и выездной траншеи выполняют не менее двойной ширины, причем траншеи делят на две части и формируют в них трассу для передвижения транспорта и попеременно по каждой из них осуществляют выдачу горной массы. По мере отсыпки внутреннего отвала перемещают капитальную и выездную траншеи в направлении фронта горных работ путем отсыпки в них вскрышных пород и формированием в них указанных траншей, причем сначала породу отсыпают на половину ширины основания, а после сформирования на них трассы передвижения отсыпают породу на оставшуюся часть основания траншей, после чего операции повторяют в аналогичном порядке (SU №1726770 А1, МПК Е21С 41/26, 1992).
Недостатком известного способа является сложность его реализации при вскрытии глубоких горизонтов крутопадающих месторождений, поскольку рабочая зона уменьшается пропорционально углам погашения борта карьера, это не позволяет размещать вскрышные породы в выработанном пространстве и формировать в них отсыпные съезды. Кроме того, формирование траншей путем отсыпки вскрышных пород приведет к выполаживанию борта карьера, поскольку угол откоса отсыпного съезда положе угла откоса съезда, пройденного во вмещающих породах. Все это делает известный способ неэффективным в данных условиях.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ проходки траншей с применением экскаватора, включающий взрывание массива пород и выемку горной массы горизонтальными слоями, разделенными по диагонали на две клиновидные заходки, при этом горную массу верхней заходки переэкскавируют вниз по направлению движения экскаватора по наклонной рабочей площадке, а горную массу нижней заходки размещают позади экскаватора при его обратном движении по горизонтальной площадке (SU №706530, МПК Е21С 41/00, 1979 г.).
Недостатком данного способа является необходимость неоднократной экскаваторной перевалки горной массы, что ведет к увеличению затрат на экскавацию горной массы, и, кроме того, невозможность применения экскаватора для зачистки основания крутой траншеи снижает эффективность работ. Для повышения эффективности работ необходимо устранить переэкскавацию горной массы, что достигается за счет обеспечения транспортного выезда при отработке заходок и использования бульдозера для зачистки основания крутой траншеи с бульдозированием взорванной горной массы на дно нижней заходки.
Решаемая техническая задача заключается в повышении эффективности формирования крутонаклонного транспортного съезда за счет увеличения производительности типового горно-транспортного оборудования.
Поставленная цель достигается тем, что в способе формирования крутонаклонного транспортного съезда, включающем взрывание массива пород, проходку временной наклонной траншеи с горизонтальной площадкой у ее основания, отработку взорванной горной массы клиновидными заходками, начиная с нижней, с применением экскаватора, временную наклонную траншею проходят увеличенной ширины, отработку клиновидных заходок осуществляют в одной половине наклонной траншеи, со стороны выработанного пространства, по второй же ее половине осуществляют транспортировку горной массы на поверхность, верхнюю заходку отрабатывают бульдозером, транспортируют горную массу на дно нижней заходки, формируют участок крутонаклонного съезда, отрабатывают аналогично вторую половину наклонной траншеи, транспортируя горную массу по уже сформированному участку крутонаклонного съезда, уменьшают ширину участков съезда до проектной и формируют низовой откос крутонаклонного транспортного съезда по проектным отметкам.
Причем проходку временной наклонной траншеи осуществляют на высоту рабочего уступа или подуступа, шириной, увеличенной на ширину однополостного движения автотранспорта.
Взрывание массива пород осуществляют до подошвы крутонаклонного транспортного съезда или поэтапно: сначала до подошвы временной наклонной траншеи, а затем до подошвы крутонаклонного транспортного съезда.
При отработке горной массы верхней заходки бульдозером осуществляют частичную перевалку ее в выработанное пространство.
Увеличение ширины временной наклонной траншеи и ее поэтапная проходка позволяют сократить время проходки и формирования крутонаклонного съезда за счет увеличения производительности горнотранспортного оборудования, исключить работу экскаватора на крутых уклонах и повторную переэкскавацию породы, отгружая ее сразу в средства автотранспорта, что повышает эффективность работ.
Поэтапная отработка клиновидных заходок (деление временной наклонной траншеи в плане на две части) позволяет обеспечить непрерывную транспортировку основного объема породы по траншее с нормальным уклоном. При этом на первом этапе отработки возможно использование обычных самосвалов; переходя на транспортировку породы при отработке горизонта по крутому участку траншеи с использованием специальных шарнирно-сочлененных самосвалов только на последней стадии, что позволяет повысить производительность экскаваторов и автосамосвалов и эффективность формирования крутонаклонного транспортного съезда.
Использование при отработке верхней заходки бульдозера позволяет формировать подошву крутонаклонного транспортного съезда, отгружать сброшенную на дно нижней заходки горную массу экскаватором, стоящим на горизонтальной площадке в автосамосвалы, что повышает производительность экскаватора и автосамосвалов, повышает эффективность формирования крутонаклонного транспортного съезда, сокращает время вскрытия горизонта.
Проходка временной наклонной траншеи возможна и подуступами. При этом объем взорванной горной массы верхней заходки уменьшается, а за счет уменьшения длины бульдозирования увеличивается и скорость проходки.
Взрывание горной массы сразу до подошвы крутонаклонного съезда позволяет производить бурение с горизонтальной площадки с применением типового бурового станка с увеличенной сеткой скважин, что снижает величину перебура и повышает эффективность буровзрывных работ. При необходимости поэтапного взрывания горной массы и наличии только типовых буровых станков на втором этапе бурение будет производиться с наклонной плоскости, и это потребует дополнительных мероприятий.
Частичная перевалка (сброс) взорванной горной массы бульдозером в выработанное пространство (под откос) при отработке верхней заходки позволяет снизить расстояние бульдозирования, что снижает время формирования крутонаклонного транспортного съезда, повышает эффективность формирования его.
На фиг.1, 2, 3 и 4 представлена схема последовательного формирования крутонаклонного транспортного съезда.
На фиг.1 представлена проходка временной наклонной траншеи шириной, увеличенной на ширину однополосного движения автотранспорта, и формирование горизонтальной площадки.
На фиг.2 представлена отработка обратным ходом экскаватора борта временной наклонной траншеи с формированием временного наклонного съезда.
На фиг.3 - отработка нижней и верхней заходок половины временной наклонной траншеи со стороны выработанного пространства и формирование участка крутонаклонного транспортного съезда.
На фиг.4 - отработка второй половины временной наклонной траншеи и формирование второго участка крутонаклонного транспортного съезда.
Способ осуществляется следующим образом.
Вскрытие горизонта высотой Н осуществляется крутонаклонным транспортным съездом 1 с продольным уклоном 200‰, рассчитанным на эксплуатацию шарнирно-сочлененных самосвалов с колесной формулой 6×6 (СНиП 2.05.07-91 п.5.38 табл.52 для дорог 3-й категории).
На первом этапе вскрытие горизонта высотой Н осуществляется проходкой временной наклонной траншеи 2 с продольным уклоном 80‰ на высоту рабочего уступа по взорванной горной массе.
Взрывание производят сразу на всю высоту уступа до подошвы крутонаклонного съезда или поэтапно: сначала на всю высоту уступа до подошвы временной наклонной траншеи, а после формирования временного наклонного съезда производят взрывание верхней и нижней заходок половины временной наклонной траншеи со стороны выработанного пространства до подошвы крутонаклонного съезда. После формирования участка крутонаклонного съезда производят взрывание оставшейся части верхней и нижней заходок.
Высоту рабочего уступа принимают в зависимости от применяемого погрузочного оборудования. При использовании канатных экскаваторов высота рабочего уступа принимается, как правило, 15 м. Если же на проходке используется гидравлический экскаватор, рабочий уступ разбивают на подуступы и проходка временной наклонной траншеи ведется подуступами высотой 7,5 м. В этом случае проходка временной наклонной траншеи осуществляется на высоту подуступа, а все последующие операции по формированию участка крутонаклонного съезда на высоту подуступа повторяются аналогичным образом.
Ширину основания временной наклонной траншеи со стороны борта карьера увеличивают на ширину однополосного движения, используемого в качестве временного выезда на период оформления крутонаклонного транспортного съезда 1.
3
При отработке карьера экскаватором ЭКГ-8И с ковшом емкостью 8 м в шарнирно-сочлененные самосвалы БелАЗ-75281 грузоподъемностью 36 т высота горизонта Н принимается по проекту равной высоте уступа - 15 м.
Ширина однополосного транспортного съезда для автосамосвалов БелАЗ-75281 с устройством на полосе транспортной бермы со стороны выработанного пространства удерживающего грунтового вала рассчитывается по формуле:
где (согласно СНиП 2.05.07-91 п.5.18 табл.48 для дорог 3-й категории):
Вп.ч. - ширина проезжей части для автосамосвалов БелАЗ-75281 (ширина автосамосвала равна 3,5 м) - 5,5 м;
Во - ширина обочины - 1,5 м;
С - ширина водоотводного кювета с закюветной полкой - 2,0 м.
Тогда, если принять, что ширина основания траншеи для экскаватора ЭКГ-8И равна 30 м, то общая ширина временной наклонной траншеи первого этапа проходки равна 45 м.
Временную наклонную траншею 2 с увеличенной шириной ее основания на величину однополосного движения проходят по взорванной горной массе экскаватором 3 (фиг.1).
По достижении горизонта временная наклонная траншея 2 переходит в горизонтальную площадку 4, достаточную для разворота экскаватора и автосамосвалов. Оставшаяся горная масса, заключенная между подошвой временной наклонной траншеи и подошвой крутонаклонного съезда, делится на две клиновидные заходки - нижнюю 5 и верхнюю 6.
Затем горизонтальную площадку 4 экскаватором 3 проводят в обратном направлении. При этом временная наклонная траншея 2 переходит во временный наклонный съезд, т.е. один ее борт со стороны выработанного пространства срабатывается с одновременным формированием ее низового откоса (фиг.2).
После этого по взорванной горной массе производят отработку нижней 5 и верхней 6 заходок до подошвы крутонаклонного съезда 1 в половине временной наклонной траншеи со стороны выработанного пространства.
Нижнюю заходку 5 отрабатывают экскаватором 3, загружают в ШСС и транспортируют по второй незатронутой половине временной наклонной траншеи 2 - временному наклонному съезду - на поверхность.
Верхнюю заходку 6 отрабатывают гусеничным бульдозером 7, например Д-355А. Бульдозер 7 сбрасывает горную массу на дно нижней заходки 5, откуда она экскаватором 3 грузится в ШСС и транспортируется также по второй незатронутой половине временной наклонной траншеи 2. Бульдозер формирует (зачищает) основание участка крутонаклонного съезда 1, а экскаватор формирует временный низовой откос этого участка съезда 1 (фиг.3).
Таким же образом отрабатывают нижнюю 5 и верхнюю 6 заходки второй половины временной наклонной траншеи 2, с отгрузкой взорванной горной массы экскаватором 3 в ШСС и транспортировкой по участку уже сформированного крутонаклонного съезда 1 (фиг.4).
После завершения отстройки второго участка крутонаклонного съезда 1 со стороны выработанного пространства уменьшают ширину участков до проектной, формируют низовой откос крутонаклонного съезда 1 по проектным отметкам обратным ходом экскаватора 3 с достройкой всех элементов. При этом горную массу загружают в ШСС 4 и транспортируют по крутонаклонному съезду 1.
Преимущества предлагаемого способа заключаются в обеспечении эффективной работы экскаватора на допустимых по техническим условиям уклонах (до 3 градусов) и исключением переэкскаваций горной массы. При этом обеспечивается транспортный выезд на верхние горизонты на всех этапах отработки. Поэтапное формирование крутонаклонного транспортного съезда с использованием гусеничного бульдозера позволяет ускорить сроки строительства (проходки) крутонаклонных транспортных коммуникаций, что в конечном итоге влияет на время отработки месторождения.