20.4. ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ НА ОТКРЫТЫХ РАБОТАХ

  Главная     Учебники - Горное дело     Ю. Ф. ВАСЮЧКОВ ГОРНОЕ ДЕЛО

 поиск по сайту     

 

 

 

 

содержание   ..   100  101  102  103  104  105   

 

 

20.4. ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ НА ОТКРЫТЫХ РАБОТАХ

При определенных физико-механических свойствах разрабатываемых пород, благоприятных горно-геологических и климатических условиях на угольных разрезах успешно может применяться гидромеханизация. Гидромеханизация— один из способов механизации горных работ, при котором все или часть рабочих процессов выполняется за счет энергии потока воды. Гидромеханизированный способ разработки применяется также в сочетании с экскаваторным.

Гидравлическому способу разработки свойственны следующие производственные процессы: размыв, транспортирование и укладка породы в отвал. Из возможных структур механизации наибольшее применение при открытой разработке угольных месторождений имеет структура с гидромониторным размывом пород в забое . Вода насосами по водоводам подается в специальное устройство (гидромонитор), который формирует компактную струю и направляет ее на забой. Отделенная этой струей от массива порода смешивается с водой и образует гидросмесь, которая поступает по наклонным канавкам в сооруженное на подошве уступа углубление (зумпф). Из зумпфа гидросмесь транспортируется на соответствующие технические сооружения: породы вскрыши в гидроотвалы, полезное ископаемое на обогатительные фабрики.

Транспорт гидросмеси может быть напорным и самотечным. Напорный транспорт может применяться в любых условиях и осуществляется по трубам при помощи специальных устройств (в основном грунтовыми насосами). Самотечный транспорт осуществляется в открытых канавах (лотках) и возможен только при определенном рельефе местности.

Достоинствами гидромеханизации являются поточность технологического процесса, простота устройства, небольшая масса и малая стоимость основного оборудования, высокая производительность труда, небольшие объемы горно-капитальных работ и сроки строительства карьеров, возможность попутного обогащения полезного ископаемого. К недостаткам следует отнести малую производительность при низких температурах и трудно-размываемых породах, высокую энергоемкость, необходимость в значительных объемах воды и площадях под гидроотвалы, переизмельчение полезного ископаемого.

При расчете параметров гидравлической разработки одним из наиболее важных характеристик пород является их гранулометрический состав, который характеризуется содержанием различных фракций.

Эффективность размыва пород напорной струей зависит не только от характеристики самых пород, но и от характеристики струи и технологии размыва. Струя воды формируется гидромонитором, основным элементом которого является ствол, поворачивающийся в вертикальной и горизонтальной плоскости. Сменные насадки диаметром 80—175 мм, навинчивающиеся на конец ствола, позволяют изменять расход воды, напор и скорость истечения струи из насадки. Выпускаемые марки гидромониторов различаются в основном рабочим давлением (до 2 МПа), расходом воды (до 5000 м3/ч) и массой (до 7000 кг).
 

Для обеспечения стока гидросмеси в зумпф рабочей площадке придается подъем в сторону забоя. По мере подвигания забоя зумпф переносится или создается заново, примерно через каждые 90—120 м. Необходимый напор струи, удельный расход воды и уклон рабочей площадки уступа в зависимости от характеристики разрабатываемых пород обычно составляют соответственно 30—140 м вод. ст.; 5—12 м3/м3 и 0,025—0,12

Ширина гидромониторной заходки гидромонитора равна 20—25 м. Заходка разрабатывается двумя гидромониторами (основным и резервным). Процесс гидромониторного размыва включает следующие операции: подрезку забоя (образование вруба); смыв обрушенной породы; уборку недомыва; чистку канавок. Высота и глубина подрезной щели равна соответственно 0,2—0,4 и 1,5—2 м. Подрезку забоя обычно производят насадкой малого диаметра, а смыв — насадкой большого диаметра.
 

Для увеличения напора или подачи грунтовых насосов применяется соответственно их последовательное или параллельное включение. Грунтовые насосы, используемые на угольных разрезах, характеризуются следующими основными показателями: подачей, напором, размером проходного сечения, массой.
 

 

Критической скоростью движения гидросмеси называют такую ее минимальную скорость движения, при которой частицы породы данного гранулометрического состава и плотности перемещаются без заиливания трубопровода. По расчетному значению диаметра подбирают ближайший из стандартных диаметров с таким расчетом, чтобы фактическая скорость движения гидросмеси была бы равна или больше критической.

Гидравлическое отвалообразование — завершающий этап

разработки вскрышных пород гидравлическим способом. Для размещения гидроотвала выбирают участок, непригодный или малопригодный для промышленных целей и имеющий уклон f<20%. Расстояние транспортирования и высота подъема гидросмеси должны быть минимальными. Площадь гидроотвала ограждается дамбами начального обвалования для создания необходимой емкости. По мере поступления гидросмеси в гидроотвал уровень воды в нем повышается. Для регулирования уровня воды в гидроотвале применяются специальные водосборные устройства (шандорные колодцы, плавучие насосные станции и др.).