Выемочно-погрузочные работы при подземной разработке рудных месторождений

Значение доставки руды как технологического процесса очистной выемки очень велико. Доля затрат на доставку руды достигает 50 % всех затрат на очистную выемку. Под доставкой руды понимают перемещение рудной массы от мест отбойки до транспортных выработок блока (откаточных штреков или ор­тов). В пределах блока сначала осуществляется выпуск рудной массы, самотечная доставка, а затем ее транспортирование раз­личными механическими средствами к местам погрузки в руд­ничные вагонетки.

Выпуск руды— это перемещение ее по очистному про­странству под действием собственного веса. Различают выпуск донный и торцевой.

При донном выпуске в нижней части блока образуют спе­циальные выпускные выработки (воронки или траншеи), через которые отбитая руда по всей площади блока поступает в доставочные выработки и по ним транспортируется скреперными установками.

Воронки(рисунок 35) для выпуска руды представляют собой выпускные отверстия.

1 — доставочная выработка (штрек скреперования); 2 — выпускная ворон­ка; 3 — дучка с нишей, соединяющей горловину воронки с доставочной выработкой

Рисунок 35 - Воронки для выпуска руды.

Их устраивают по всему днищу блока. Воронки имеют форму усеченного конуса или усеченной пира­миды. Диаметр воронки поверху составляет 6—12 м. Их при­меняют при небольшой мощности залежей или при недоста­точно устойчивых рудах.

В рудных залежах средней мощности и мощных с крепкими устойчивыми рудами в днище блока вместо воронок устраива­ют траншеи(рисунок 36).

1 — рудоспуск (дучка) с нишей; 2 — траншея; 3—доставочная выработка

Рисунок 36 - Выпускные траншеи.

Траншея в поперечном сечении имеет фор­му опрокинутой трапеции. В основании трапеции через 6—8 м по ее длине проходят короткие рудоспуски (дучки), соединяемые нишами с доставочной выработкой. При торцевом выпуске ру­ды надобность в устройстве выпускных вырабо­ток отпадает. Руда с торца доставочной выработки перемещается по ней механизированным способом. При этом используется са­моходное оборудование, или вибропитатели и конвейеры. По ме­ре выпуска руды доставочная выработка погашается, а пункт ее погрузки в средства механизированной доставки перемещается. Отсутствие выпускных воронок обусловливает снижение затрат на проведение подготовительно-нарезных выработок в блоке.

Следующим этапом транспортирования руды в пределах блока является ее доставка к пунктам погрузки различными ме­ханическими средствами. Применяются следующие виды меха­нической доставки: скреперная, самоходным оборудованием, пи­тателями и конвейерами.

Скреперная доставкаблагодаря сравнительной простоте име­ет довольно широкое распространение. Скреперная установка (рисунок 37) — это транспортное средство периодического действия

1 - транспортная выработка (штрек или орт); 2 - скреперная лебедка; 3 - скреперная выработка (орт или штрек); 4 - воронка; 5 -канат; 6 - скрепер

Рисунок 37 - Схема горизонта скреперования

и состоит из скреперной лебедки, скрепера, головного и хвосто­вого канатов, концевого и поддерживающего блоков. Транспор­тирование руды осуществляется посредством возвратно-посту­пательного движения скрепера. К месту погрузки скрепер пере­мещается с помощью хвостового каната. Двигаясь в обратном направлении с помощью головного каната, скрепер, внедряясь в рыхлую рудную массу, самозагружается и доставляет ее воло­ком к месту разгрузки. Скреперование осуществляется по доставочным выработкам, куда руда поступает через выпускные выработки под действием собственного веса. В этих же выра­ботках обычно осуществляется дробление негабаритных кусков накладными зарядами.

Комплекс выпускных и доставочных выработок, в которых осуществляются скреперование и вторичное дробление руды, называют горизонтом скреперования.

При скреперовании руды применяют следующее оборудова­ние: двухбарабанные и иногда трехбарабанные скреперные ле­бедки мощностью от 7 до 100 кВт; скреперы гребкового или ящич­ного типа вместимостью от 0,1 до 2 м³; канаты диаметром от 10 до 28 мм. Дальность транспортирования от 15 до 35 м и более.

Производительность скреперной установки зависит от мощ­ности скреперной лебедки, вместимости скрепера, дальности транспортирования и размера кондиционных кусков. Колеб­лется она в широких пределах: от 20 до 350 т/смену.

Скреперная доставка руды отличается конструктивной про­стотой и небольшой стоимостью оборудования, малыми затра­тами на его монтаж и доставку. Недостатками являются сравни­тельно малая производительность и частое расположение рудо­спусков. Несмотря на простоту, скреперная доставка стала вытес­няться самоходным оборудованием, хотя ее применение не исклю­чается в некоторых горно-геологических условиях и в будущем.

Самоходнымназывают безрельсовое оборудование, имею­щее самостоятельный привод для передвижения. Оно выполня­ется на шинном, реже на гусеничном ходу. Его применяют для транспортирования, как в открытом очистном пространстве, так и в доставочных выработках.

Самоходное оборудование бывает с дизельным, электриче­ским (кабельным или троллейным) и пневматическим приво­дом. Более мощное оборудование выпускают с дизельным или электрическим кабельным приводом. Применение дизельных ма­шин обусловливает подачу дополнительного количества возду­ха для проветривания выработок.

Самоходные машиныдля доставки руды можно разделить на три группы: погрузочные, доставочные и погрузочно-транспортные машины.

Погрузочные машины осуществляют только погрузку руд­ной массы в транспортные средства. К ним относятся машины с нагребающими лапами, подземные экскаваторы и ковшовые погрузчики.

Погрузочные машины типа ПНБ применяют при мелкокусковатой руде. Подземные экскаваторы типа ЭП применяют для погрузки руды при отработке пологих залежей мощностью не менее 4,5—5 м в открытом очистном пространстве. Вмести­мость ковша 1—2 м³. Ковшовые колесные погрузчики, облада­ющие высокой маневренностью, имеют вместимость ковша 1—3 м³. Они могут использоваться и для доставки руды на не­большое расстояние (до 300 м).

К доставочным машинам, осуществляющим доставку руд­ной массы, относятся подземные автосамосвалы и самоходные вагонетки. Самоходная вагонетка на пневматическом ходу пред­ставляет собой короб длиной 8—10 м, в дне которого смонти­рован скребковый или пластинчатый конвейер, обеспечиваю­щий равномерность распределения рудной массы при загрузке и последующую выгрузку из вагонетки. Привод вагонеток обыч­но дизельный, иногда электрический. Вместимость вагонеток 10—15 т, скорость движения до 8—10 км/ч. Большей частью их применяют для доставки мягких неабразивных руд. Автосамо­свалы на подземных работах используют для доставки и транс­портирования руды на значительные расстояния (до 2500 м и более). В основном применяют автосамосвалы с опрокидным кузовом. Грузоподъемность автосамосвалов 10—40 т. Скорость движения до 40—45 км/ч.

Погрузочно-транспортные машины (ПТМ) совмещают в се­бе функции погрузочных и доставочных машин. Они имеют ди­зельный или электрический привод, оборудованы ковшовыми погрузчиками. Доставка руды осуществляется либо в бункерах машины (машина типа ПТ), либо непосредственно в ковше (ма­шины типа ПД). Вместимость бункера колеблется от 1—2,5 до 3—10 м³, ковша от 0,15—0,5 до 3—5 м³ и более. Скорость движе­ния 20—40 км/ч.

На подземных рудниках получили широкое распространение такие стационарные установки непрерывного действия, как пита­тели и конвейеры. С их помощью доставляются от 10 до 20 % руд.

Питатели— это короткие конвейеры длиной до 6—8 м, служащие для погрузки руды в другие средства механизирован­ной доставки, в рудоспуски или непосредственно в рудничные вагонетки.Наиболее распространены вибраци­онные питатели (вибропитатели). Их применяют при любой крупности и абразивности, не склонных к слеживаемости ру­дах. Вторичное дробление негабарита производят на лотке ви­бропитателя. При применении виброустановок производитель­ность доставки увеличивается примерно в 3 раза по сравнению со скреперной доставкой. Для доставки руды применяют вибра­ционные, скребковыеи пластинчатыеконвейеры. На мягких ру­дах находят применение ленточные конвейеры. Они служат для доставки руды до рудоспусков от выпускных отверстий или дру­гих средств механизированной доставки. На базе конвейеров возможен поточный транспорт руды от блока до поверхности.