Экскаваторное отвалообразование

К средствам механизации отвальных работ относятся: отвальные плуги, одноковшовые экскаваторы, бульдозеры, отвальные многочерпаковые экскаваторы (абзетцеры), консольные отвалообразователи, транспортно-отвальные мосты и средства гидравлического отвалообразования.

Комплексная механизация отвальных работ непосредственно связана с видом карьерного транспорта, климатических условий и горно-геологических и факторов.

Строительство отвалов начинается с возведения первичной насыпи (площадки)

При создании отвала на косогоре первичная площадка создается проведением полутраншеи мехлопатой в крепких и плотных породах (рис. 8.1, а), или– бульдозером в мягких породах.

При проходке полутраншеи мехлопатой её ширина по подошве bпт определяется радиусом черпания и вращения кузова, а также шириной хода экскаватора. При экскаваторах с емкостью ковша 4 - 5 м3 bпт.min= 12 – 14 м.

При проведении полутраншеи бульдозером bпт.min равна ширине однопутной транспортной бермы (7 – 10 м).

На равнинной местности строительство отвалов начинают с создания первоначальных (пионерных) отвальных насыпей. Поперечное сечение пионерной насыпи – трапеция. Параметры насыпи: - высота и ширина по верху. Насыпи создаются из породы, вынимаемой из резерва (рис.8.2), или из

Привозных вскрышных пород.

При возведении первичной насыпи из резерва (одностороннего или двухстороннего) обычно используются мехлопаты и драглайны.

Возведение первичной насыпи мехлопатой. При возведении первичной насыпи из одностороннего резерва экскаватор находится на почве резерва и осуществляет верхнюю отсыпку

Максимальна высота насыпи определяется по формуле:

где Нр - высотой разгрузки экскаватора, м;

hр - глубина резерва, м;

bн.п - ширина насыпи поверху, м;

β - угол откоса насыпи, град (30 – 40^о);

е – зазор между открытым днищем ковша и насыпью, (0,3 – 0,5) м.

При использовании Hр max и радиусе разгрузки Rр ширина резерва понизу (при α = β) определяется по формуле

Недостаток способа:

- небольшая высота насыпи (Нн1 ≈ 5 м при Е = 4 – 5 м3);

- высокие затраты, руб/т ;

- низкая скорость отсыпки (40-50 м/мес).

Высота насыпи может быть увеличена при отсыпке насыпи из двухстороннего резерва при этом

где Кр – коэффициент разрыхления пород в насыпи.

Дальнейшее увеличение высоты отвальной насыпи, возводимой этим способом возможно только из привозных пород.

Возведение первоначальной насыпи из пород резерва драглайном Отсыпка первичной насыпи драглайном осуществляется при нижнем черпании. При этом глубина (hр) и ширина резерва (bр) определяется глубиной Нч и радиусом Rч черпания драглайна, а высота насыпи Нн – высотой Нр и Rр разгрузки. Высота насыпи Нн и расстояние между осью драглайна и верхней бровкой резерва х зависят от рабочих параметров экскаватора, мощности наносов на отвальном отводе, высоты сооружаемой насыпи и числа резервов.

Если при полном использовании параметров драглайна (Нч и Rч) невозможно получить требуемые размеры насыпи за один проход экскаватора, сооружают два резерва (справа и слева как при применении мехлопат).

Сооружение отвальной насыпи из привозных пород.

При мехлопатах отгрузку пород производят из продольной выемки глубиной до 1,5 м в которую разгружаются думпкары

Черпание пород производится из приямка, сооружаемого на уровне стояния экскаватора.

При сооружении насыпи драглайном (рис. 8,3) черпание привезенных пород также осуществляют из приямка при стоянии экскаватора на уровне основания насыпи или на нижнем подуступе. Нижний подуступ выстой до 10 м сооружают при недостаточной несущей способности основания, или невозможности достижения требуемой высоты отвала только верхней отсыпкой.

При доставке пород из карьера автосамосвалами отсыпка пород первичной насыпи осуществляется с использованием бульдозеров.

ПЛУЖНОЕ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ

Отвалообразование вскрышных пород железнодорожными плугами применяют при складировании скальных пород, доставляемых на отвалы думпкарами, не требующих балластировки путей и допускающих высоту отвалов более 10 - 15 м.

Плужное отвалообразование имеет давнюю историю и в настоящее время находит применение на карьерах с небольшим перемещением крепких вскрышных породжелезнодорожными составами.

Технология плужного отвалообразования включает: разгрузку породы из думпкаров; формирование откоса отвала: планирование полотна для рельсового пути и его передвижку. Все операции выполняются последовательно. Этапы формирования плужного отвала показаны на рис.

Порода, доставленная из карьера в думпкарах, разгружается под откос отвального уступа, при этом 50 - 70% ее скатывается вниз, а часть остается на отвальной бровке. Оставшуюся на верхней площадке породу сталкивают под откос лемехами отвального плуга. Операцию по разгрузке составов и последующую планировку отвала повторяют 5 - -8 раз, после чего вдоль железнодорожных путей формируется площадка шириной 3,5 м, на которую укладывают железнодорожный путь. Думпкары на отвалах разгружают по одному, группами или всего состава поезда одновременно. Среднее время разгрузки одного думпкара на отвале 0,6 - 1 мин. Планировку верхней площадки лемехами плуга производят таким образом, чтобы она была на 0,3 - 0,5 м выше уровня железнодорожных путей. Шаг передвижки железнодорожного пути составляет 4 - 5 м.

К основным достоинствам плужного отвалообразования относят: сравнительно небольшую стоимость отвального оборудования; простоту устройства и управления процессами отвалообразования; возможность получения после планировки отвала ровной и подготовленной площадки для передвижки железнодорожного пути, к недостаткам: небольшую высоту отвала (10 - 15 м в полускальных и 15 - 20 м в скальных породах); ограниченную приемную способность отвалов: малый шаг передвижки железнодорожного пути и трудоемкость путевых работ; невозможность применения при складировании рыхлых и глинистых пород.

Приемная способность отвального тупика между двумя передвижками рельсового пути определяется по формуле

где с - шаг передвижки рельсового пути, м;

Н_о - высота отвала, м; L - длина отвального тупика, м;

k_р - коэффициент разрыхления пород в отвале.

Количество железнодорожных составов, разгружаемых на отвальном тупике в сутки,

где k_н - коэффициент неравномерности работы транспорта (0,85 - 0,95);

T_сут - время работы отвального тупика в сутки, ч; k_пр - коэффициент, учитывающий затраты времени на профилирование отвала (0,6 - 0,8); t_р - время на разгрузку одного состава, ч; t_о - время на обмен одного состава, ч.

Приемная способность отвального тупика,

,м³ / сут

где n - количество думпкаров в составе поезда; V_д - вместимость кузова одного думпкара, м³.

Время между передвижками отвального пути, сут.

Необходимое число рабочих тупиков при плужном отвалообразовании (из условия приема суточного грузопотока пород вскрыши)

где k_рез - коэффициент резерва (1,25 - 1,75);

V_п - объем вскрышных пород, поступающих из карьера на отвал, м³ / сут.

Экскаваторное отвалообразование

При железнодорожном транспорте для складирования пород на отвалах применяются мехлопаты, драглайны, отвальные плуги, абзетцеры и бульдозеры.

Экскаваторное отвалообразование при использовании железнодорожного транспорта является наиболее распространенным ( на его долю приходится 85 90%). Работа отвальных экскаваторов состоит в экскавации породы, разгружаемой из думпкаров, и укладке её в отвал.

В настоящее время на отвалах широко применяют одноковшовые экскаваторы – механические лопаты.

При использовании мехлопаты отвальный уступ разделяется на два подуступа. Мехлопата размещается на кровле нижнего подуступа, на которую производится разгрузка породы из думпкаров. Транспортные пути располагаются на кровле верхнего подуступа. Для удобства приема и последующей экскавации разгружаемой породы из думпкаров , экскаватор на кровле нижнего подуступа образует специальную приемную емкость (канаву) длиной, равной полуторной или двойной длине думпкара и глубиной 0,8 – 1 м. Состав на отвал подается вагонами вперед. В приемную емкость, как правило, разгружаются думпкары поочередно. Укладка породы экскаватором в отвал производится в трех направлениях: вперед по ходу в нижний подуступа, по ходу – по фронту отвального уступа под откос нижнего подуступа и назад в верхний подуступ.

В зависимости от физико-механических характеристик пород, укладываемых в отвал и пород основания отвала применяют две схемы организации работы экскаватора на отвале.

1. Если складируемые породы и породы основания отвала устойчивы, укладка производится одновременно в верхний и нижний подуступы отвала. После заполнения отвальной заходки экскаватор возвращается в первоначальное положение и начинает отсыпку новой заходки.

hо - высота отвала, h1 и h2 - высоты верхнего и нижнего ярусов отвалов; hз - превышение вновь отсыпаемой заходки над старой; с - шаг передвижки путей; lф - длина фронта разгрузки.

Высота отвального уступа (hо), шаг переукладки отвальных путей и длина Lо.т. отвального тупика являются основными параметрами отвала. При установленных основных параметрах отвала, обычные его параметры определяются по следующим формулам:

1. Приемная способность отвального тупика (по объему в целике) между двумя переукладками путей:

2. Продолжительность tр.т. работы отвального тупика между двумя переукладками путей:

где Vc - суточная приемная способность (по объему в целике) отвального тупика, м3;

где nc – число составов, разгружаемых в сутки;

- объем вскрыши, перевозимой одним составом;

f =0,85 0,95 – коэффициент учитывающий неравномерность работы отвала;

Тс - число часов работы тупика в сутки;

t₀ - время обмена поезда на отвале, час;

t_p - время разгрузки поезда, час.

где - расстояние от обменного пункта до середины отвального тупика, км.;

- средняя скорость движения поезда по отвальным путям, км/час;

-время на связь, час.

- число думпкаров в составе; - время разгрузки думпкара, час.

3. Число отвальных тупиков в работе:

- среднесуточный объем вскрыши, поступающей на отвал, м3.

4. Число тупиков на отвале:

где - продолжительность переукладки пути на отвальном тупике, сутки.

Использование мехлопат на отвалах возможно при складировании пород любой категории крепости.

8.5. БУЛЬДОЗЕРНЫЕ ОТВАЛЫ

Рис. 8.7. Схема бульдозерного отвала при железнодорожном транспорте

Применяют обычно при доставке породы в отвал автомобильным и ж.д. транспортом. Отвальные работы предусматривают выгрузку породы, планировку отвалов и дорожно-планировочные работы.

+Отвалообразование может проводится периферийным и площадным способами. В первом случае порода разгружается прямо под откос в непосредственной близости от него, а затем бульдозерами перемещается к верхней бровке отвала (Рис. 8.7). В втором случае порода разгружается по всей площади отвала, затем её планируют бульдозерами и укатывают катками, после чего отсыпают следующий слой, расстояние перемещения пород бульдозерами в этом случае составляет 5-15 м. Площадной способ применяют при складировании малоустойчивых мягких пород.

В соответствии с ПБ разгрузку породы из автосамосвала проводят по периферии отвального фронта на расстоянии 3-5 м от верхней бровки отвала, за возможной призмой обрушения.

Высота бульдозерного отвала: при автотранспорте: скальные породы – 25-50 м, песчаных – 15-20 м, глинистых – 10-15 м;

при ж.д. транспорте (Рис. 10.10): скальные породы – 60 м, полускальные – 30-40 м; песчаные – 25-30 м, глинистых – 15-20 м.

Расчеты бульдозерных отвалов заключаются в определении общего числа рабочих участков, участков в планировке и резервных участков в зависимости от суточного объёма вскрышных работ, числа одновременно разгружающихся автомобилей, их габаритов и безопасных зазоров при маневрах.

Бульдозерный способ отличается простотой, дешевизной и высокой производительностью

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 99; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!