Спосіб розробки уступів

Спосіб розробки уступів, який включає формування горизонтальної робочої площадки уступу, розробку порід уступу за хідками екскаватором, випереджаючу розробку відокремленим забоєм порід, прилеглих до верхньої площадки уступу, 39385 щадки розробляють породи західки, після чого розробляють породи уступу, які розташовані під тимчасовою робочою площадкою, формуючи рівень горизонтальної робочої площадки. Наявність нових суттєви х ознак, відмінних від прототипу, дозволяє розробляти уступи висотою, більшою ніж допустима висота черпання екскаватора, а за рахунок цього зменшаться експлуатаційні витрати на виконання розкривних робіт. На фіг.1, 2, 3 схематично відображено спосіб розробки високих уступів: фіг. 1 - поперечний переріз західки уступу; фіг. 2 - схема розробки уступу в плані; фіг. 3 - схема узбіччя уступу. На фіг.1, 2, 3 позначено: 1 - уступ; 2 - західка уступу; 3 - екскаватор; 4 - горизонтальна робоча площадка уступу; 5 – відокремлений забій; 6 - верхня площадка уступ у; 7 - узбіччя уступ у; 8 - навал порід; 9 - площадка похилена; 10 - узбіччя західки; 11 - тимчасова робоча площадка; 12 - породи, які розташовані під тимчасовою робочою площадкою; 13 - цілик. Спосіб розробки уступів реалізується так. Уступ 1 розробляють західками 2 екскаватором 3. Уступ має горизонтальну робочу площадку 4. Породи уступ у 1 розробляють екскаватором 3 при допустимій висоті черпання екскаватора. В західці 2 спочатку виконують випереджаючу розробку відокремленим забоєм 5 порід, прилеглих до верхньої площадки 6 уступ у 1. Розробку порід виконують бульдозерами, наприклад, бульдозером Д-385 на базі трактора ДЕТ-250. При цьому породи переміщають на узбіччя 7 та горизонтальну робочу площадку 4 і розміщають їх в навал 8. Відокремленим забоєм 5 формують по всій ширині А західки 2 площадку 9, похилену в напрямку горизонтальної робочої площадки 4. Різниця Dh (фіг. 1) між верхнім та нижнім рівнями площадки 9 повинна бути не меншою, ніж різниця між висотою h розроблюваного уступ у та допустимою висотою hд черпання екскаватора. Після цього, слідом за переміщенням відокремленого забою 5, розробляють породи уступ у 1 в західці 2 екскаватором 3. Екскаватор 3 переміщається вдовж ширини А західки 2 і формує при цьому узбіччя 10. Мінімальну відстань від узбіччя 10 до відокремленого забою 5 вибирають за умовою розміщення на площадці 9 робочої зони для бульдозера та забезпечення незалежної роботи бульдозера та екскаватора. Наприклад, бульдозер на профілактичному ремонті. Екскаватору необхідно забезпечити об'єм робіт на 5 робочих днів. Екскаватор ЕКГ-5 має річну продуктивність 1000000 м 3 по розробці розкривних порід. Число робочих днів на рік - 250. Екскаватор повинен мати в цьому випадку запас роботи в об'ємі: (1000000:250)х5=20000 м 3. При ширині західки А=70 м, допускаємій висоті черпання екскаватора hд=10 м мінімальна відстань між відокремленим забоєм 5 та узбіччям 10 західки повинна бути: l=20000:(70х10)=29 м. З урахуванням необхідної ширини зони роботи бульдозера відстань між відокремленим забоєм 5 та узбіччям 10 західки може бути прийнятою 50 м. Одночасно з розробкою порід уступу 1 в західці 2 екскаватором 3 при допустимій висоті черпання, вздовж ширини А західки 2 формують тимча сову робочу площадку 11 з підйомом відносно рівня горизонтальної робочої площадки 4 на висоту Dh, яка відповідає перевищенню висоти уступу h над допустимою висотою hд черпання екскаватора 3, тобто: Dh=h-hд. Наприклад, при застосуванні екскаватора ЕКГ5 з допустимою висотою черпання hд=10 м, висоті уступу h=13 м, Dh=3 м. При ширині західки А=70 м тимчасову робочу площадку необхідно сформувати під кутом b до горизонту, який визначимо так: tgb=Dh:А=3:70=0,043; b=2°30". У таких умовах робота екскаватора ЕКГ-5 можлива. Мінімальну ширину тимчасової робочої площадки вибирають за умовою задовільної роботи екскаватора, наприклад, ЕКГ-5 та транспортного устаткування, наприклад, автомобілів БелАЗ-540. Для цих умов мінімальна ширина тимчасової робочої площадки може бути прийнятою 30 м. Після цього слідом за переміщенням узбіччя 10 вздовж західки 2 розробляють породи 12, які розташовані під тимчасовою робочою площадкою 11, залишаючи при цьому біля узбіччя 7 уступу 1 цілик 13. Цілик 13 залишають для того, щоб забезпечити стійкість узбіччя 7, з урахуванням того, що висота уступ у перевищує допустиму висоту черпання екскаватора, а це в деяких випадках вимагає відповідно зменшити кут узбіччя. Отже, цілик залишають тільки в тих випадках, коли із збільшенням висоти уступ у стійкість узбіччя не забезпечується. Наприклад (фіг. 3), при висоті уступ у hд=10 м стійким є кут узбіччя a 1=60°, а при збільшенні висоти уступ у на Dh=3 м кут узбіччя треба зменшити до a 2=55°. В цьому разі необхідно залишити цілик шириною Dl понизу, яку визначимо в такій послідовності: l1 = [h д + D h] ctga1; l 2 = [h д + Dh ] ctga 2 ; [ ] Dl = h д + Dh [ctga 2 - ctga1] = = 13[0,7 - 0,58] = 16 м. , Породи 12 уступу, які розташовані під тимчасовою робочою площадкою 11, розробляють також екскаватором 3, для чого його переміщають з тимчасової робочої площадки 11 на горизонтальну робочу площадку 4. Можливо ці породи розробляти і додатковим устаткуванням. Розрахунки показують, що впровадження в виробництво заявленого способу дасть значний економічний ефект за рахунок можливості збільшення висоти розроблюваних уступів на кар'єрах з м'якими розкривними породами. Покажемо це на такому прикладі. Склалась така ситуація, що треба розробити розкривні породи потужністю 13 м екскаватором ЕКГ-5, допустима висота черпання якого 10 м. Відомі два можливі варіанти розробки розкривних порід у такому випадку. 1. Породи розробляють двома уступами висотою 10 м та 3 м, або в іншому співвідношенні. В цьому разі треба сформувати дві горизонтальні робочі площадки з автодорогами. При використанні заявленого способу формуємо одну горизонтальну робочу площадку з автодорогою. У цьому випадку економічний ефект дорівнює витратам на 2 39385 формування однієї горизонтальної робочої площадки з автодорогою по довжині всього уступу, тобто по довжині всього фронту робіт кар'єру. 2. Породи розробляють двома підуступами висотою 10 м та 3 м з однією робочою площадкою. Породи верхнього підуступу, висота якого 3 м, додатковим устатк уванням екскавують і перевантажують на робочу площадку уступ у, а потім вдруге їх екскавують і навантажують у транспортні засоби. Наприклад, при розробці підуступ у висотою Dh=3 м, при довжині фронту робіт l=1000 м і переміщенні фронту робіт уступу на 70 м треба розробити і перевантажити на горизонтальну робочу площадку уступу об'єм порід: V1=3 х1000х70=210000 м 3. Ці ж породи треба вдруге екскавувати для навантаження у транспортні засоби. Отже, загальний об'єм робіт, пов'язаний з розробкою верхнього підуступу, складає: V=2 V1=420000 м 3. При використанні способу за винаходом маємо наступне (фіг. 1, 2). Розробляємо уступ висотою h=13 м. Відокремленим забоєм 5 бульдозерами формуємо площадку 9, похилену в напрямку горизонтальної робочої площадки 4. Екскаватор 3 типу ЕКГ-5 з тимчасової похилої площадки 11 розробляє породи потужністю hд=10 м. Породи, суміжні з верхньою площадкою уступ у, потужністю Dh=3 м розробляють бульдозерами та переміщають на горизонтальну робочу площадку 4. Як видно з фіг. 1, при підвищенні висоти уступу на Dh=3 м в даному разі, об'єм робіт в два рази менший, ніж у наведеному вище випадку 2. Так, у випадку 2 треба розробляти об'єм порід, пропорційний перерізу S=АхDh, а при використанні способу за винаходом треба розробляти відокремленим забоєм породи, об'єм яких пропорційний перерізу: S=1/2хАхDh. При собівартості розробки 1 м 3 розкривних порід 1 грн. скорочення експлуатаційних витрат при розробці кожної західки шириною 70 м відповідно до способу за винаходом складає: 1 B = 420 × 1 = 240 тис. грн 2 Спосіб за винаходом може бути використаний також при розробці розкривних уступів роторними екскаваторами. Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3