Речной песок и способы его добычи, Открытый способ добычи - Карьеры по добыче речного песка. Схема производства, описание

Природный песок добывается в песчаных и песчано-гравийных карьерах. Получение песка в последних связано с сортировкой песчано-гравийной смеси.

По условиям залегания месторождений песка, как и других полезных ископаемых, карьеры подразделяются на косогорные, равнинные и водные. Косогорными называют карьеры, располагающиеся на склонах возвышенностей. В этом случае место добычи песка выше транспортных путей и окружающей местности. Такие карьеры всегда сухие. В равнинных карьерах песок залегает ниже поверхности земли и иногда ниже уровня грунтовых вод. Такие карьеры могут быть сухими или обводненными. В зависимости от способа разработки песка карьер либо осушают посредством водоотвода, дренажа, либо, наоборот, обводняют для последующей добычи песка. В водных карьерах песок добывают из-под слоя воды в руслах рек, в озерах и других водоемах.

Таким образом, песок в карьерах добывают или открытым способом, или подводной разработкой.

Открытый способ добычи

Открытый способ добычи песка наиболее распространен.

Залежи песка в месторождении, как правило, скрыты под слоем почвы, а также глинистых и других пород. Этот слой называют вскрышей, а отношение его объема к объему полезного ископаемого ( в данном случае песка) -- коэффициентом вскрыши.

Вскрышные работы, т. е. удаление вскрыши за пределы карьера и обнажение залежей полезного ископаемого, производят заблаговременно во избежание загрязнения добываемого песка нежелательными примесями.

В практике выполнения вскрышных работ в карьерах применяют несколько вариантов совместной работы драглайна и бульдозера. Применяют схемы, в которых разработка и перемещение вскрышных грунтов осуществляются бульдозером, а укладка грунта в отвал -- экскаватором (рис, 1, а); разработка вскрыши осуществляется экскаватором (рис.1, а); разработка вскрыши осуществляется экскаватором, а перемещение грунта в отвал -- бульдозером (рис. 1, б). На рис. 1, в показана комбинированная схема работ.

Рис. 1 Схемы вскрышных работ экскаватором, оборудованным драглайном а--укладка грунта в отвал экскаватором; б -- укладка грунта в отвал бульдозером; в--перекидка грунта экскаватором и разравнивание бульдозером; 1--3 -- проходки экскаватора

По первой схеме вскрышные работы выполняют в следующем порядке. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов на всей площади участка и перемещает его за пределы разрабатываемого участка непосредственно в отвал. С увеличением глубины выемки и при невозможности транспортировать грунт за пределы участка бульдозер перемещает вскрышные грунты до границ вскрываемого контура по всей длине его. Далее грунт перемещается в отвал экскаватором, который устанавливают за пределами вскрываемого участка. Перемещаясь по оси параллельно границе участка, экскаватор отсыпает перемещенный бульдозером грунт в отвал. Затем экскаватор устанавливают на этом отвале и он, двигаясь по оси, перемещает доставленный бульдозером грунт в отвал. Далее экскаватор, двигаясь по оси, расположенной непосредственно у границы вскрываемого участка, перемещает оставшийся в выемке грунт в отвал.

При такой схеме организации работ бульдозер вынужден транспортировать грунт к границе вскрываемого участка преодолевая длинные крутые подъемы, что снижает его производительность. Эта схема находит применение при разработке участков шириной 50...60м с глубиной залегания вскрышных пород 3...4 м.

При второй схеме с использованием экскаватора на разработке вскрышных пород, а бульдозера -- на отвалообразовании вскрываемый участок разбивают на проходки максимальной для данного экскаватора ширины. Разрабатывая грунт боковыми проходками, экскаватор перемещает его во временные отвалы. Бульдозер транспортирует грунт из временных отвалов в постоянные, расположенные за пределами вскрываемого участка. Из последней проходки экскаватор перемещает грунт в постоянный отвал. Существенным недостатком этой схемы является малоэффективный способ отвалообразования бульдозером, так как основной объем грунта в постоянном отвале размещается на большой площади. Бульдозер, как и в первом случае, вынужден преодолевать длинные и крутые подъемы, перемещаясь по разрыхленному грунту, что снижает его производительность.

Третья схема выполнения вскрышных работ (комбинированная) заключается в следующем. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов и транспортирует их за пределы вскрываемого участка в постоянный отвал. Затем вводят в работу экскаватор, который, передвигаясь вдоль откоса выработки, перемещает грунт, доставленный бульдозером к этому откосу, в отвал. Последующее перемещение грунта в отвал экскаватор производит, перемещаясь по отвалу. Высокий уровень стоянки экскаватора способствует увеличению объема отвала. Если в отвал нельзя уложить весь грунт, дальнейшее перемещение грунта в отвал осуществляет бульдозер.

Комбинированную схему выполнения земляных работ применяют при разработке участков шириной 30...40 м мощностью вскрышных грунтов 4...5 При этой схеме достигается высокая производительность обеих машин, входящих в комплект, так как бульдозер перемещает грунт на сравнительно небольшое расстояние без больших подъемов, а экскаватор разрабатывает разрыхленный грунт.

схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске а -- засыпка пазух; 6 --разработка котлована под опускной колодец; 1-- грунт для засыпки пазух

Рис. 2 Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске а -- засыпка пазух; 6 --разработка котлована под опускной колодец; 1-- грунт для засыпки пазух (отвал); 2 -- слон грунта, уплотняемые трамбовками; 3 -- шпальная клетка; 4 -- насыпь

Пример применения комбинированных схем вскрышных работ -- строительство канала Северный Донец--Донбасс, где почти вся разработка грунта на участках канала с песчаными грунтами выполнялась драглайнами.

После удаления вскрыши в карьере прокладывают траншеи для образования рабочих уступов и транспортных путей.

Высота уступа составляет 6 ... 10 м и более. Она связана с высотой черпания применяемого экскаватора. Если песок залегает в карьере более мощным слоем, то его добычу производят послойно. Ширина забоя также зависит от типа экскаватора и составляет 1,2 ... 1,3 его радиуса черпания.

Для разработки песка в открытых карьерах используют разнообразные экскаваторы, а также скреперы и другие машины.

Наиболее распространены одноковшовые экскаваторы с прямой лопатой (вместимость ковша 0,25 ... 15 м3). Высота черпания таких экскаваторов -- 6...30 м, радиус черпания -- 6 ... 40 м. Экскаваторы с прямой лопатой располагают на нижней площадке уступа, как и транспортные средства.

Экскаваторы-драглайны отличаются тем, что их ковш совкового типа подвешен к стреле на канатах. Драглайн черпает ниже уровня своей стоянки, поэтому может работать на верхней площадке карьера.

Все большее применение находят многоковшовые (многочерпаковые) экскаваторы. Цепные многоковшовые экскаваторы представляют собой конвейер с непрерывно движущимися вдоль откоса черпаками. Выгрузка черпаков производится при их опрокидывании на ленточный транспортер. Вместимость черпаков невелика, но их в цепи до 40 шт., поэтому при непрерывной работе обеспечивается высокая производительность. Ковшовая (черпаковая) рама цепного экскаватора может располагаться под различным углом как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора с обслуживанием транспорта на нижней или верхней площадке уступа.

Если песок в месторождении неоднороден и залегает слоями, отличающимися по крупности зерен, то при добыче многоковшовым экскаватором зерновой состав песка усредняется перемешиванием в пределах высоты разрабатываемого уступа, что является положительным фактором.

Кроме цепных используются роторные многоковшовые экскаваторы, рабочим органом которых является вращающееся на конце стрелы роторное колесо с черпаками. Из черпаков добытый песок выгружается на ленточный транспортер, расположенный внутри стрелы и подающий песок в бункер, транспортные средства или отвал. Роторные экскаваторы удобны для послойной разработки песка.

Преимуществами многоковшовых экскаваторов перед одноковшовыми являются: непрерывность рабочего процесса экскавации, ровная загрузка транспортных средств, большая производительность на 1 т массы, меньший удельный расход энергии.

Разработка месторождений песка ведется строго по карте, составленной на основании детальной геологической разведки. Качество и однородность песка систематически контролируются. Участки некачественного песка обходятся или разрабатываются с вывозкой в отвал.

Основным видом карьерного транспорта являются автосамосвалы и автотягачи с прицепами и полуприцепами (полуприцеп в отличие от прицепа имеет только одну ось, а передней частью опирается на сцепное устройство тягача). Используются также самосвалы-троллейвозы с электродвигателями, питаемыми электроэнергией по троллейным проводам на переносных опорах; тракторы с саморазгружающимися прицепами; железнодорожный транспорт (мотовозы, электровозы, саморазгружающиеся вагоны и платформы); подвесные канатные дороги и т. д.

В ряде случаев очень эффективен конвейерный транспорт в виде непрерывной поточной линии ленточных транспортеров, особенно в сочетании с роторными или цепными многоковшовыми экскаваторами. Применение конвейерного транспорта обеспечивает непрерывность работы экскаваторов, повышая их производительность на 35 ... 50%, упрощает автоматизацию управления и производства, снижает капитальные затраты и себестоимость добычи песка. Имеется опыт эксплуатации как внутрикарьерного, так и дальнего, многокилометрового конвейерного транспорта от карьера к потребителю продукции.

Похожие статьи




Речной песок и способы его добычи, Открытый способ добычи - Карьеры по добыче речного песка. Схема производства, описание

Предыдущая | Следующая