Оборудование Статьи Материалы Керамические материалы и изделия Методы разработки карьеров глинистого сырья
Разработка экскаваторами. Наиболее широко применяются одноковшовые экскаваторы с различным рабочим оборудованием:
Производительность одноковшовых экскаваторов, м3/ч определяют по формуле
Пт = (60·q·n·Кн)/Кр
где q — емкость ковша, м3; ? — количество циклов в 1 мин; Кр — коэффициент разрыхления грунта; Кн — коэффициент наполнения ковша (для грунтов I-IV категории равен 1).
Коэффициент разрыхления для глинистых грунтов (в зависимости от категории) имеет значения от 1,08 до 1,35.
Из одноковшовых экскаваторов в производстве добычных работ на карьерах керамических предприятий чаще применяются экскаваторы марок Э-303, ОМ-201, Э-651, Э-652, Э-801, Э-1252 с емкостью ковшей от 0,3
до 1,25 м3.
Ширина разрабатываемого уступа определяется шириной забоя, в котором работает экскаватор, и площадки для прокладки транспортных путей. Ширину забоя в целях уменьшения малопроизводительной работы экскаватора следует принимать с таким расчетом, чтобы угол поворота из крайней точки забоя до точки разгрузки не превышал 140°, а ширина транспортной площадки должна быть увеличена на некоторую величину, чтобы задерживать скатывающиеся с откоса осыпи породы.
При разработке глин расстояние между действующими забоями смежных блоков составляет от 100 до 250 м. Уступы продвигаются в поперечном направлении, преимущественно односторонне, т. е. от одного нерабочего борта карьера к другому рабочему борту карьера.
Многоковшовые экскаваторы малой, средней и большой мощности имеют емкость ковшей соответственно 15-150, 300-450 и 800-3000 л. Характерной особенностью экскаваторов данного типа является то, что они, производя выемку полезного ископаемого, в то же время осуществляют и его усреднение, так как ковши снимают стружку породы на всем протяжении откоса карьера, в результате чего добытая глина оказывается уже частично перемешанной.
Длина фронта работ многоковшовых экскаваторов составляет 100-300 м. Перемещаются они по рельсам в направлении, перпендикулярном плоскости ковшовой цепи со скоростью 4-12 м/мин.
Роторный многоковшовый экскаватор наглядно (видео):
Применяются многоковшовые экскаваторы марок ЭМ-182, ЭМ-302 завода «Красный экскаватор» и ЭМ-201 производства Дмитровского завода с емкостью ковшей 18-30 л.
Выбор типа экскаватора зависит от категории грунта, объема работ, метода разработки уступа и других факторов. Расход энергии на работу экскаваторов также зависит от категории грунта и составляет у многоковшовых экскаваторов от 0,4 квт·ч в легких грунтах до 0,7-1,0 кВт·ч в тяжелых грунтах.
Основное направление разработки уступов должно быть вдоль простирания залежи полезного ископаемого, что создает условия для механизации горных разработок. Например, при использовании многоковшового или скребкового экскаватора разработку забоя ведут непрерывно, двигаясь вдоль откоса уступа. В таких машинах сочетаются механизмы, предназначенные для выемки полезного ископаемого, с механизмами, перемещающими добытую глину в транспортные средства или в отвал.
Роторные экскаваторы пока сравнительно редко применяются для добычи глины в карьерах керамических предприятий, но они перспективны, имеют маневренность в забое, большую скорость копания и производительность 300-800 м3/ч.
Разработка взрывным способом. Этот способ находит применение при разработке плотных глин, аргиллитов, глинистых сланцев, при разработке мощных залежей глинистого сырья, для предварительного рыхления глин в месторождении с целью их подготовки для производства. Разработка взрывом является одним из средств механизации трудоемкого и тяжелого процесса по добыче глин. В зависимости от способа размещения заряда, его формы и величины применяются следующие методы: шпуровых и скваженных или колонковых зарядов.
Метод шпуровых зарядов состоит в том, что взрывчатое вещество находится внутри разрушаемого объекта — в шпуре. Различают метод мелких шпуров и метод котловых шпуров. Первый метод применяют для разработки глинистого сырья в маломеханизированных карьерах. Глубина шпуров до 2,5 м, диаметр их 40-50 мм, располагаются шпуры друг от друга на расстоянии, равном глубине шпура. При методе котловых шпуров в данной части шпура с помощью небольших по величине зарядов, взрываемых однократно или многократно, образуют сферическую выемку — зарядную камеру, которую называют также котлом. Операция по образованию котла путем взрывания небольших зарядов носит название простреливания шпура. В камеру помещают увеличенный заряд взрывчатого вещества, который затем подлежит взрыву.
В качестве взрывчатых веществ в основном применяют аммиачно-селитренные (аммониты, динамоны); нитроглицериновые (динамиты, порошкообразные нитроглицериновые) и др. Взрыв осуществляется в результате воздействия на взрывчатое вещество ударной волны, возникающей при взрыве детонатора.
Расход необходимых материалов для взрывания 1 м3 рыхлой глины следующий: аммонита № 6 — 0,27 кг; капсюлей — 0,1 шт., электродетонаторов — 0,5 шт., огневого шнура — 0,3 м, электропровода — 0,25 м.
Метод скваженных или колонковых зарядов состоит в том, что во взрываемой породе пробуривают скважины, в которые помещают заряды взрывчатого вещества в виде колонки (цилиндра).
Разработка гидромониторами. В отдельных случаях, особенно при больших объемах вскрышных работ (лёссовых и других пород), применяют гидравлический способ — размыв породы в целике струей воды из гидромонитора.
Гидромонитор представляет собой водобойный снаряд, служащий для образования и направления компактной струи воды, которая подается под давлением до 30 ат, со скоростью до 90 м/сек.
Вода размывает грунт и превращает в разжиженную массу, называемую пульпой. Для глинистых породе ненарушенной структурой давление струн доводят до 15 кГ/см2. Так как направляющая труба с наконечником вращается вокруг оси в вертикальной плоскости на 60°, в горизонтальной — на 360о, то струя воды с помощью рычага управления может быть направлена в необходимую часть забоя (обычно нижнюю), чтобы вызвать обрушение вышележащих слоев, их разрушение и облегчение образования пульпы. Гидромонитор рекомендуется устанавливать от забоя на расстоянии не меньше чем полторы высоты забоя.
Забор образующейся пульпы я ее транспортирование в гидроотвалы осуществляют при помощи землесоса по трубопроводам или самотеком по открытым лоткам. Расход воды на 1 м3 размытого грунта составляет: для суглинков 5-10 м3, для глин 10-15 м3.
В установку для разработки, помимо гидромонитора, входят водоприемник с насосной станцией, трубопроводы для подачи воды и отвода пульпы в отвал или открытые лотки. Производительность ее колеблется в пределах от 3 до 600 м3/ч, потребляемая мощность — от 25 до 800 квт. Разработка гидромониторами позволяет организовать добычные работы в карьере непрерывным потоком и устраняет из технологического комплекса ряд трудоемких операций по добыче, погрузке, перегрузке сырья, а также, операции связанные с планировкой грунта, прокладкой путей и т. д.
Разработка средствами малой механизации. В карьерных работах (отвалочных, планировочных, очистных и т. п.) находят применение также рыхлители, бульдозеры, струги и другие средства малой механизации.
Для рыхления породы применяется рыхлитель — прицепное или навесное оборудование к гусеничному трактору. Оно назначается для рыхления тяжелых материковых грунтов, таких, как глины, суглинки, и облегчения их дальнейшей разработки землеройно-транспортными машинами — бульдозерами, скреперами, одноковшовыми погрузчиками.
Рабочим органом у рыхлителя являются зубья, оснащенные износостойкими наконечниками и смонтированные на несущей раме. При помощи механизма управления зубья опускаются в грунт для выполнения работы или поднимаются над землей, чтобы рыхлителю придать транспортное положение. Во время работы трактор тянет за собой рыхлитель, зубья которого прорезают слой грунта заданной толщины.
Для выполнения вскрышных работ, когда мощность вскрыши невелика, применяются бульдозеры и скреперы. Они особенно эффективны, когда , породу приходится перемещать на расстояние не более 100 м. Количество материала, перемещаемого за один проход бульдозером, можно вычислить по следующей формуле.
q = (L·H2)/2tg?
где L — длина отвала, м; ? — высота отвала, м; ? — угол естественного откоса грунта.
Скреперы применяются для производства вскрышных и добычных работ в породах, не требующих предварительного разрыхления. Добычные работы ведутся путем послойной разработки полезного ископаемого. Применяют скреперы марок Д-183, Д-354, Д-374, Д-147 и др. с емкостью ковшей от 2,35 до б м3.
Эксплуатация карьера происходит в соответствии с календарным планом горных работ. Способ разработки глиняного карьера выбирается на основании сопоставления технико-экономических показателей, характерных для того или иного способа. Некоторые из них приводятся в таблице:
Смотрите также:
