Реконструкция карьеров и переход с глубиной на другие виды транспорта
|
Реконструкция горного производства — это прежде всего реконструкция карьерного транспорта. Перемещение горной массы средствами транспорта является наиболее трудоемким, энергоемким и дорогостоящим процессом среди других технологических процессов в карьере. Переход на новый вид транспорта сопровождается крупными переменами в карьере: строительством новых сооружений, коммуникаций, различных вспомогательных устройств и установок. Наиболее сложными являются период перехода на новый вид транспорта, а также период, сопровождающийся применением старого и нового, вновь вводимого вида транспорта. К наиболее распространенным видам транспорта относятся железнодорожный, автомобильный и конвейерный. Поэтому при реконструкции необходимо учитывать потенциальные возможности этих видов транспорта. На современных карьерах различают самостоятельное, поочередное и одновременное использование автомобильного, конвейерного и железнодорожного транспорта. Для большинства карьеров сравнительно небольшой глубины наиболее характерно самостоятельное применение одного из названных видов транспорта от начала до конца эксплуатации месторождения. При большей глубине карьера на разных стадиях его разработки нередко поочередно используются различные виды транспорта. В глубоких карьерах наиболее распространено одновременное применение нескольких видов транспорта в различных сочетаниях. При параллельном (одновременном) использовании нескольких (два, три) видов транспорта независимо друг от друга доставляют горную массу из разных участков рабочей зоны карьера до пунктов назначения внутри карьера или на поверхности. Однако для большинства мощных и глубоких карьеров реконструкция связана не с параллельным применением нескольких видов транспорта, а с созданием на их основе комбинированной системы с взаимозависимыми связями. При комбинированном использовании каждый вид транспорта перемещает горную массу в наиболее благоприятных условиях как для него, так и для всей транспортной системы (по производительности, трудоемкости и экономичности). При комбинированных системах горная масса доставляется одним видом транспорта (чаще автомобильным) до перегрузочных пунктов, откуда другим видом транспорта (железнодорожным, конвейерным или скиповым) выдается на поверхность. Комбинированный транспорт начинают использовать в тот период, когда ухудшаются технико-экономические показатели действующего транспорта или сдерживается дальнейшее развитие горных работ. При разработке месторождений, залегающих на большой глубине, в ряде случаев применение комбинированного транспорта целесообразно и в начале эксплуатации месторождения. В последнее время все необходимые капитальные горные выработки и транспортные коммуникации сооружаются в процессе строительства карьера. Переход же на комбинированный транспорт на действующих карьерах связан с дополнительными горно-капитальными работами, т. е. с реконструкцией карьера, требующей соответствующих материальных затрат. Переход на новый еще транспорта связан с обоснованием необходимости перехода, выбором момента начала и определением продолжительности периода перехода, определением необходимого объема горно-капитальных работ и параметров системы разработки в этот период, разработкой проекта организации работ по реконструкции карьера с указанием срока и методов их выполнения. Сложность решения этих задач в значительной степени определяется тем, соответствует ли положение горных работ к моменту реконструкции требованиям нормальной эксплуатации нового вида комбинированного транспорта, сохраняется ли действующий на карьере вид (виды) транспорта и входит ли он (они) в новый вид комбинированного транспорта, требуется ли введение нового для карьера вида транспорта или комбинированный вид транспорта создается из числа действующих на карьере независимо друг от друга видов транспорта. На рис. 3 показаны факторы, определяющие переход карьера на другие виды транспорта.  Факторы, вызывающие необходимость перехода на другие виды транспорта, применяемого на данном предприятии, приведены в табл. 7. Переход на другой вид транспорта в карьерах глубинного типа обусловливается многими факторами, среди которых важное значение имеют: расположение карьера в плане, глубина отработки месторождения, темп понижения горных работ, расстояния транспортирования. Размеры карьера в плане влияют на два основных параметра транспортных систем разработки: на длину фронта горных работ и схему вскрытия глубоких горизонтов карьера. Уменьшающиеся с глубиной размеры карьера в плане приводят к сокращению фронта работ и ограничивают возможности использования железнодорожного транспорта. Сокращение длины фронта работ не позволяет использовать потребное число экскаваторов для обеспечения заданной производственной мощности карьера и требует применения такого вида транспорта, при котором длина фронта работ на один экскаватор может быть сокращена. В то же время наличие на поверхности железнодорожного транспорта и возрастающие расстояния транспортирования не позволяют заменить железнодорожный транспорт автомобильным, что требует перехода к комбинированному автомобильно-железнодорожному транспорту.  С увеличением глубины карьера возрастает дальность транспортирования, а так как расстояние транспортирования и высота подъема горной массы неодинаково влияют на эффективность каждого вида транспорта, возникает необходимость или замены одного из видов транспорта другим, или применения более отвечающей данным условиям комбинации, например, перехода с автомобильно-железнодорожного на автомобильно-конвейерный транспорт. С ростом глубины карьера большое значение имеет поддержание определенного темпа понижения горных работ. Показатель понижения горных работ для нижних горизонтов карьера может использоваться в качестве критерия при необходимости перехода на комбинированный вид транспорта. Ориентировочно темп углубки hy карьера (в м)  где Q — производительность экскаватора при отработке уступа, м3/год; Кэ1, Кэ2 — коэффициент, учитывающий снижениё производительности экскаватора соответственно при проведении траншеи и при ее разносе; h — высота уступа, м; i — уклон выездной траншеи, %; bтр — ширина траншеи понизу, м; α — угол откоса уступа, градус; Lσ — длина экскаваторного блока при соответствующем виде транспорта, м; В — ширина рабочей площадки, м; атр — ширина разноса траншеи, обеспечивающая возможность вскрытия нижележащего горизонта, м. Основным критерием определения рациональной области применения различных видов транспорта являются затраты на разработку 1 т горной массы. Все перечисленные выше факторы влияют на характер формирования границ перехода от одних видов транспорта к другим, а затраты определяют положение этих границ в рабочей зоне карьера. Совокупность рассмотренных факторов позволяет установить некоторые закономерности в распределении основных видов транспорта, наиболее отвечающих тому или иному типу месторождений. Так, при разработке наклонных и крутопадающих залежей возможны следующие этапы применения двух видов транспорта в пространстве и по глубине разработки (автомобильного с железнодорожным транспортом и автомобильного с конвейерным) (табл. 8). В то же время выявленные закономерности позволяют установить наиболее рациональные зоны распределения основных видов транспорта. На рис. 4 показаны зоны рационального применения трех видов транспорта в глубоком карьере.   Целесообразность перехода на новый вид транспорта устанавливается путем анализа закономерностей изменения параметров и показателей сравниваемых вариантов реконструкции за определенный период времени, обычно достигающий 5—7 лет. При этом за шаг управления принимается период, равный одному году. В случае определения показателей сравниваемой эффективности вариантов учитывается наличие на действующем карьере основных производственных фондов, а также доля их использования и ликвидации с учетом амортизации. В процессе перехода на новый вид транспорта часто возникает необходимость вынужденного полного или частичного простоя карьера, что вызывает дополнительные непроизводительные расходы. Кроме того, при переходе на новый вид транспорта происходит, как правило, частичное высвобождение активной части производственных фондов действующего вида транспорта, которая может быть использована на другом предприятии. Переход на новый вид транспорта требует определенного периода времени, в течение которого продолжает работать ранее действующий транспорт. В отдельных случаях действующий транспорт продолжает частично использоваться и в будущем, иногда до конца эксплуатации месторождения. Продолжительность перехода на новый вид транспорта зависит от многих факторов и составляет от нескольких месяцев до 3—4 лет и более (табл. 9). Реконструкция с переходом от железнодорожного транспорта на автомобильно-железнодорожный требует устройства транспортных берм для автосамосвалов, строительства перегрузочных пунктов и выполнения соответствующих подготовительных работ для использования автотранспорта на нижних горизонтах. Общая продолжительность перехода на автомобильно-железнодорожный транспорт состоит из времени поставки транспортного оборудования, устройства автомобильных дорог и инженерных сооружений, оснащения перегрузочного пункта, развития железнодорожных станций, создания ремонтной базы для вводимого вида транспорта и других вспомогательных объектов.  При переходе с автомобильного на автомобильно-конвейерный транспорт комплекс работ включает: подготовку концентрационного горизонта для устройства вунтрикарьерного перегрузочного пункта; сооружение автодороги к перегрузочной площадке; проходку наклонной траншеи или наклонного ствола с прилегающими подземными выработками; сооружение перегрузочных пунктов на поверхности или на наклонной трассе для перегрузки горной массы с одного става конвейера на другой, внутрикарьерного перегрузочного пункта, погрузочных бункеров и галерей, путепроводных сооружений в местах пересечения конвейерного тракта с другими коммуникациями, наклонного конвейерного подъемника и фуникулера, перегрузочного пункта на поверхности для перегрузки рудной массы с конвейера в железнодорожный состав. Устройство конвейерного подъемника в наклонной траншее (при одинаковой глубине и производительности) по длительности переходного периода почти вдвое меньше, чем при вскрытии глубоких горизонтов карьера наклонными стволами. Каждому вводимому в карьер виду транспорта свойственны свои наиболее рациональные параметры, которые в свою очередь обусловливают параметры всего карьера. К основным параметрам карьеров, связанным с применяемым видом комбинированного транспорта, относятся размеры карьера в плане, ширина рабочих площадок и площадок для перегрузочных пунктов, размеры вскрывающих выработок, длина фронта горных работ. Наряду с некоторым усложнением схемы транспортных коммуникаций применение на карьерах комбинированного транспорта создает предпосылки для гибкого ведения горных работ (особенно в сложных горнотехнических условиях). Создаются благоприятные условия для отработки месторождения по очередям, когда часть борта карьера временно консервируется и на ней располагаются транспортные коммуникации. В дальнейшем эта часть отрабатывается к моменту перехода на новый вид комбинированного транспорта. На формирование основных параметров карьера (глубины и площади) значительно влияют вид транспорта, применяемое оборудование и варианты его использования, связанные с местом расположения перегрузочных пунктов (табл. 10).  Ширина рабочих площадок, составляющая при автомобильном транспорте не менее 45 м, а при железнодорожном более 55 м, влияет не только на параметры карьера, но и на степень интенсификации развития горных работ. Большие внутренние перегрузочные склады в карьере требуют наличия рабочих площадок шириной до 100—150 м. При автомобильно-конвейерном транспорте ширина перегрузочных площадок определяется габаритами дробильно-перегрузочных пунктов и устраиваемых к ним подъездов. Реконструкция действующих карьеров с переходом на новый вид транспорта обычно не требует применения новой системы разработки и изменения последовательности развития горных работ. Наиболее крупные изменения происходят при проведении дополнительных вскрывающих выработок, небольшом разносе бортов для прокладки новых коммуникаций и оставлении временных целиков для расположения перегрузочных пунктов. |
