Спосіб розкриття робочих горизонтів кар’єрів у складних гідрогеологічних умовах

Реферат: Спосіб розкриття робочих горизонтів кар'єру включає проведення похилої в'їзної траншеї з виїмкою гірських порід екскаватором типу пряма лопата, встановленим всередині траншеї і працюючим з відвантаженням порід в засоби автомобільного транспорту, що знаходяться на рівні його розташування. В контурі в'їзної траншеї екскаватором з нижнім черпанням проходять похилу випереджаючу траншею з уклоном, рівним уклону в'їзної траншеї, і шириною по низу, що дорівнює ширині односмугової автодороги, відстань в плані між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м, при уклоні траншеї 80 ‰, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. UA 100020 U (12) UA 100020 U UA 100020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничодобувної промисловості, а саме до відкритої розробки родовищ корисних копалин, зокрема до технології проведення похилих траншей при підготовці робочих горизонтів кар'єрів у складних гідрогеологічних умовах. Відомий спосіб розкриття та підготовки горизонтів, що полягає у проведенні в'їзної і розрізної траншей з пошаровою виїмкою гірничої маси екскаватором типу пряма механічна лопата, встановленим всередині траншеї, що працює з відвантаженням в засоби залізничного транспорту, розташовані вище або на рівні установки екскаватора. При цьому на нижній площадці шару, що відпрацьовується, через кожні 40-60 м споруджується кілька тимчасових зумпфів, розташованих на відстані 3-5 м один від одного. При переході до відпрацювання нижчележачого шару тимчасові зумпфи на вищележачому шарі продовжують використовуватися до моменту їх відпрацювання екскаватором [А.С. СРСР 877010, Е21С41/00, БВ № 40 от 30.10.81.]. Недолік способу полягає в тому, що значна частина робочого часу витрачається на організацію водовідливу і будівництво водопонижувальних виробок. Як наслідок, експлуатаційна продуктивність екскаватора та швидкість будівництва траншеї знижуються. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб розкриття робочих горизонтів кар'єру, який включає проведення похилої в'їзної траншеї з виїмкою гірських порід екскаватором типу пряма лопата, встановленим всередині траншеї і працюючим з відвантаженням порід в засоби автомобільного транспорту [Ржевский В.В. "Технология и комплексная механизация открытых горных работ"]. Недолік способу полягає в тому, що при інтенсивному надходженні водоприпливів у розкривну виробку роботи з проходки траншеї припиняються на час, необхідний для пониження рівня води, що призводить до зниження швидкості углублення кар'єру, зменшення його продуктивності по руді, збільшення капітальних витрат на розробку родовища. Інтенсивне надходження кар'єрних вод в розкривну виробку є однією з причин виходу з ладу електричного обладнання прямих механічних лопат, що знаходяться всередині траншеї. Задачею корисної моделі є удосконалення способів розкриття робочих уступів кар'єру в складних гідрогеологічних умовах за рахунок того, що в контурі в'їзної траншеї екскаватором з нижнім черпанням проходять похилу випереджаючу траншею з уклоном, рівним уклону в'їзної траншеї, і шириною по низу, що дорівнює ширині односмугової автодороги, відстань в плані між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. Технічний результат використання корисної моделі - інтенсифікація робіт з углублення кар'єру і забезпечення безпечних умов ведення відкритих гірничих робіт при розкритті та введенні в експлуатацію робочих горизонтів кар'єру в складних гідрогеологічних умовах. Поставлена задача вирішується тим, що похила траншея проходиться екскаватором типу пряма механічна лопата, встановленим всередині траншеї і працюючим з відвантаженням порід в засоби автомобільного транспорту, що знаходяться на рівні його розташування. Згідно з корисною моделлю, в контурі в'їзної траншеї екскаватором з нижнім черпанням проходять похилу випереджаючу траншею з уклоном, рівним уклону в'їзної траншеї, і шириною по низу, що дорівнює ширині односмугової автодороги, відстань в плані між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м при уклоні траншеї 80 ‰, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. Така різниця по висоті забезпечить утворення зумпфа ємністю не менше 5-хвилинної максимальної подачі насоса водовідливу [СНиП 2.06.14-85 "Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"]. При розкритті робочих уступів, висота яких більша за максимальну глибину черпання екскаватора з нижнім черпанням, поперечний переріз траншеї по ширині розбивається на дві ділянки, одна з яких відпрацьовується прямою механічною лопатою, інша - оберненою гідравлічною лопатою, при цьому по глибині ділянка траншеї, що відпрацьовується екскаватором з нижнім черпанням, розділяється на декілька шарів, що послідовно, згори донизу, відпрацьовуються цим екскаватором; ділянка траншеї, що відпрацьовується прямою механічною лопатою, розділяється по висоті на таку кількість шарів, щоб при її відпрацюванні завжди горизонт установки прямої механічної лопати був на 2-3 м вище ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням, для забезпечення дренування шарів, що відпрацьовуються прямою механічною лопатою. Така різниця по висоті забезпечить утворення зумпфа ємністю не менше 5-хвилинної максимальної подачі насоса водовідливу [СНиП 2.06.14-85 "Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"]. 1 UA 100020 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 При відпрацюванні в межах похилої траншеї гірських порід, якість вибухового дрібнення яких відповідає умовам застосування екскаваторів-драглайнів, замість екскаватора типу обернена гідравлічна лопата, застосовують гусеничний екскаватор-драглайн. Спосіб ілюстрований схемами, де на фіг. 1 показано проведення екскаватором з нижнім черпанням, або гусеничним екскаватором-драглайном, випереджальної траншеї з уклоном, рівним уклону похилої траншеї, на повну висоту уступу з відвантаженням видобутих порід в засоби автомобільного транспорту та формуванням зумпфа в найглибшій її частині; на фіг. 2. показано поперечний переріз траншеї з розбивкою на ділянку для прямої механічної лопати (ділянка ЕКГ) і ділянку для оберненої гідравлічної лопати, або гусеничного екскаваторадраглайна, (ділянка ЕГ), кожна ділянка в свою чергу по висоті розбита на виймальні шари; на фіг. 3 показано відпрацювання в проектному контурі траншеї, в межах ділянки ЕГ, першого шару, що складається з похилої і горизонтальної частин, оберненою гідравлічною лопатою, або гусеничним екскаватором-драглайном, з уклоном, рівним керівному уклону траншеї, і з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту; на фіг. 4 показано відпрацювання в межах ділянки ЕКГ першого шару, що складається з похилої і горизонтальної частин, прямою механічною лопатою, і допрацювання в межах ділянки ЕГ першого шару оберненою гідравлічною лопатою, або гусеничним екскаватором-драглайном, з уклоном, рівним керівному уклону траншеї, і з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту; на фіг. 5 показано відпрацювання в межах ділянки ЕГ другого шару оберненою гідравлічною лопатою, або гусеничним екскаватором-драглайном, з уклоном, рівним керівному уклону траншеї, і з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту; на фіг. 6 показано відпрацювання в межах ділянки ЕКГ другого шару, що складається з похилої і горизонтальної частин, прямою механічною лопатою з уклоном, рівним керівному уклону траншеї, і з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту; на фіг. 7 показано відпрацювання в межах ділянки ЕКГ третього шару прямою механічною лопатою з уклоном, рівним керівному уклону траншеї, і з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту і формування в межах ділянки ЕГ оберненою гідравлічною лопатою, або гусеничним екскаватором-драглайном, зумпфа, з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту; на фіг. 8 показана сформована в'їзна траншея з зумпфом, що розташований в найглибшій її частині. Спосіб реалізується наступним чином. При розкритті робочих горизонтів, висота яких менша за максимальну глибину черпання екскаватора з нижнім черпанням, в проектному контурі капітальної траншеї (1), екскаватор з нижнім черпанням відпрацьовує ділянку ЕГ (2) з уклоном, рівним уклону в'їзної траншеї, і шириною по низу, вдвічі меншою за ширину траншеї. Породи, що видобуваються при проходці випереджальної траншеї, відвантажуються в засоби автомобільного транспорту. В найглибшій частині траншеї облаштовується зумпф (3) (фіг. 1). Після пониження рівня води екскаватор типу пряма механічна лопата розпочинає проходку похилої траншеї на повну висоту уступу. При цьому відстань між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м при уклоні траншеї 80 ‰, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. Така різниця по висоті забезпечить утворення зумпфа ємністю не менше 5-хвилинної максимальної подачі насоса водовідливу [СНиП 2.06.14-85 "Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"]. У випадку, коли глибина траншеї перевищує максимальну глибину черпання екскаватора з нижнім черпанням, в проектних контурах в'їзної траншеї (1), що споруджується в межах ділянки ЕГ, екскаватор типу обернена гідравлічна лопата, або гусеничний екскаватор-драглайн, при відпрацюванні в межах похилої траншеї гірських порід, якість вибухового дрібнення яких відповідає умовам застосування екскаваторів-драглайнів, починає відпрацювання першого шару (4) з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту, що розташовані на рівні установки екскаватора і подаються під завантаження за контуром в'їзної траншеї (5) (фіг. 3). З досягненням шаром, що відпрацьовується оберненим гідравлічним екскаватором, або гусеничним екскаватором-драглайном, граничної глибини, пряма механічна лопата починає відпрацювання в межах ділянки ЕКГ першого шару (6) з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту, що розташовані на рівні установки екскаватора (7) (фіг. 4). При цьому, відстань між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м при уклоні траншеї 80 ‰, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. Така різниця по висоті забезпечить утворення зумпфа ємністю не менше 5-хвилинної максимальної подачі насоса водовідливу [СНиП 2.06.14-85 "Защита горных выработок от подземных и поверхностных вод"]. Дренування шарів, що відпрацьовуються прямою механічною лопатою, 2 UA 100020 U відбувається за рахунок більшої висоти шарів, що відпрацьовуються оберненим гідравлічним екскаватором, або гусеничним екскаватором-драглайном. При цьому потрібно дотримуватись наступних умов, що забезпечать нормальне виконання наступного відпрацювання траншеї: Hp  Hэг  Нэкг  2  3 м ; 5 В экг  В д ; В эг  2  Нр  ctg  В т  В экг ; де H p - різниця між висотою шарів, що відпрацьовуються прямою механічною лопатою і екскаватором з нижнім черпанням, м; Hэг - висота шару, що відпрацьовується екскаватором з нижнім черпанням, м; 10 Н экг - висота шару, що відпрацьовується прямою механічною лопатою, м; В экг - ширина шару по низу, що відпрацьовується прямою механічною лопатою, м; В д - ширина односмугової автодороги, м; 15 20 25 30 В т - ширина траншеї на рівні установки прямої механічної лопати, м; В эг - ширина шару по низу, що відпрацьовується екскаватором з нижнім черпанням, м;  - кут нахилу борта траншеї, град. Після відпрацювання першого шару на ділянці ЕКГ обернена гідравлічна лопата, або гусеничний екскаватор-драглайн, в межах ділянки ЕГ починає відпрацювання другого шару (8) з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту, що розташовані на підошві першого шару в межах ділянки ЕКГ, і що подаються під завантаження заднім ходом з розворотом в контурі траншеї, що будується (9) (фіг. 5). По завершенні відпрацювання оберненим гідравлічним екскаватором або гусеничним екскаватором-драглайном, другого шару, пряма механічна лопата в межах ділянки ЕКГ, починає відпрацювання другого шару (10), з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту, що розташовані на рівні установки екскаватора (11) (фіг. 6). Далі, обернена гідравлічна лопата або гусеничний екскаватор-драглайн, в межах ділянки ЕГ починає формування зумпфа (3), що буде експлуатуватися в ході підготовки уступу до здачі в експлуатації, а пряма механічна лопата в межах ділянки ЕКГ починає відпрацювання третього шару (12), екскаватори працюють з відвантаженням видобутих гірських порід в засоби автомобільного транспорту, що розташовані на рівні їх установки (13) (фіг. 7). По завершенні робіт екскаваторами, в'їзна траншея (14) з зумпфом (3) сформовані (фіг. 8). Таким чином, завдяки роботі екскаватора з нижнім черпанням створюються необхідні умови для безпечного і ефективного ведення робіт прямою механічною лопатою при розкритті та підготовці робочих горизонтів кар'єру в складних гідрогеологічних умовах, що дозволяє інтенсифікувати роботи з углублення кар'єру. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Спосіб розкриття робочих горизонтів кар'єру, який включає проведення похилої в'їзної траншеї з виїмкою гірських порід екскаватором типу пряма лопата, встановленим всередині траншеї і працюючим з відвантаженням порід в засоби автомобільного транспорту, що знаходяться на рівні його розташування, який відрізняється тим, що в контурі в'їзної траншеї екскаватором з нижнім черпанням проходять похилу випереджаючу траншею з уклоном, рівним уклону в'їзної траншеї, і шириною по низу, що дорівнює ширині односмугової автодороги, відстань в плані між забоями екскаваторів повинна бути не менше 25 м, при уклоні траншеї 80 ‰, для забезпечення умови розташування прямої механічної лопати мінімум на 2 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що поперечний переріз траншеї по ширині розбивається на дві ділянки, одна з яких відпрацьовується прямою механічною лопатою, інша оберненою гідравлічною лопатою, при цьому по глибині ділянка траншеї, що відпрацьовується екскаватором з нижнім черпанням, розділяється на декілька шарів, що послідовно, згори донизу, відпрацьовуються цим екскаватором; ділянка траншеї, що відпрацьовується прямою механічною лопатою, розділяється по висоті на таку кількість шарів, щоб при її відпрацюванні завжди горизонт установки прямої механічної лопати був на 2-3 м вище, ніж дно забою екскаватора з нижнім черпанням, для забезпечення дренування шарів, що відпрацьовуються прямою механічною лопатою. 3 UA 100020 U 3. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що замість екскаватора типу обернена гідравлічна лопата, застосовують гусеничний екскаватор-драглайн. 4 UA 100020 U 5 UA 100020 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6