Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров

Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров

Анализ работы горнодобывающих предприятий показал, что в последние годы с увеличением глубин карьеров и их размеров по дневной поверхности возросло число случаев периодического затопления нижних горизонтов ливневыми и подземными водами. В таких условиях существующие схемы проходки траншей с использо...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2015
Автори: Слободянюк, В.К., Турчин, Ю.Ю.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2015
Назва видання:Геотехнічна механіка
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135933
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров / В.К. Слободянюк, Ю.Ю. Турчин // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 160-172. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-135933
record_format dspace
spelling irk-123456789-1359332018-06-16T03:03:59Z Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров Слободянюк, В.К. Турчин, Ю.Ю. Анализ работы горнодобывающих предприятий показал, что в последние годы с увеличением глубин карьеров и их размеров по дневной поверхности возросло число случаев периодического затопления нижних горизонтов ливневыми и подземными водами. В таких условиях существующие схемы проходки траншей с использованием прямых механических лопат являются не эффективными и небезопасными. Актуальной является разработка и обоснование новых ресурсосберегающих и безопасных технологий вскрытия глубоких горизонтов, допускающих частичное или полное затопление дна карьера. В статье выполнен анализ факторов, влияющих на скорость вскрытия уступов. Определена скорость проходки траншей в условиях их подтопления карьерными водами. Разработана комбинированная технологическая схема проходки траншей с использованием обратных гидравлических и прямых механических экскаваторов. Предложена классификация комбинированных технологических схем строительства траншей. Аналіз роботи гірничих підприємств показав, що в останні роки зі збільшенням глибин кар’єрів та їх розмірів по денній поверхні збільшилась кількість випадків періодичного затоплення глибоких горизонтів зливовими і підземними водами. В цих умовах, існуючі схеми проходки траншей з використанням прямих механічних лопат є не ефективними і небезпечними. Актуальним питанням є розробка та впровадження ресурсозберігаючих, безпечних технологій розкриття глибоких горизонтів, що допускають часткове або повне затоплення дна кар'єру. В статті виконаний аналіз факторів, що впливають на швидкість розкриття уступів. Визначена швидкість проходки траншей в умовах їх підтоплення кар’єрними водами. Розроблено комбіновану технологічну схему проходки траншей з використанням обернених гідравлічних та прямих механічних екскаваторів. Запропонована класифікація комбінованих технологічних схем будівництва траншей. Analysis of mining companies work shows that during the last years, due to great deepening of the open pits and increasing their sizes along the daylight surface, periodic flooding of the pit lower horizons with rain and subsoil water have happened more frequently. In this context, the current approaches to construction of haulage inclines with using a face shovel is inefficient and unsafe. Development and justification of new resource-saving and safe technologies for opening the deep horizons allowing for the partial or full flooding of the pit floor are relevant to date. Factors affecting the rate of opening the benches are analyzed in this article. Rate of the haulage inclines constructing is determined with taking into account waterlogging with the pit waters. A combined method of using a backhoe hydraulic shovel and a face shovel was developed for constructing the haulage inclines. Classification of the combined methods for constructing the haulage inclines is proposed. 2015 Article Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров / В.К. Слободянюк, Ю.Ю. Турчин // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 160-172. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135933 622.271.4 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Анализ работы горнодобывающих предприятий показал, что в последние годы с увеличением глубин карьеров и их размеров по дневной поверхности возросло число случаев периодического затопления нижних горизонтов ливневыми и подземными водами. В таких условиях существующие схемы проходки траншей с использованием прямых механических лопат являются не эффективными и небезопасными. Актуальной является разработка и обоснование новых ресурсосберегающих и безопасных технологий вскрытия глубоких горизонтов, допускающих частичное или полное затопление дна карьера. В статье выполнен анализ факторов, влияющих на скорость вскрытия уступов. Определена скорость проходки траншей в условиях их подтопления карьерными водами. Разработана комбинированная технологическая схема проходки траншей с использованием обратных гидравлических и прямых механических экскаваторов. Предложена классификация комбинированных технологических схем строительства траншей.
format Article
author Слободянюк, В.К.
Турчин, Ю.Ю.
spellingShingle Слободянюк, В.К.
Турчин, Ю.Ю.
Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
Геотехнічна механіка
author_facet Слободянюк, В.К.
Турчин, Ю.Ю.
author_sort Слободянюк, В.К.
title Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
title_short Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
title_full Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
title_fullStr Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
title_full_unstemmed Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
title_sort разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров
publisher Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate 2015
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/135933
citation_txt Разработка рациональных технологических схем строительства въездных траншей в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров / В.К. Слободянюк, Ю.Ю. Турчин // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 123. — С. 160-172. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv AT slobodânûkvk razrabotkaracionalʹnyhtehnologičeskihshemstroitelʹstvavʺezdnyhtranšejvsložnyhgornotehničeskihusloviâhglubokihkarʹerov
AT turčinûû razrabotkaracionalʹnyhtehnologičeskihshemstroitelʹstvavʺezdnyhtranšejvsložnyhgornotehničeskihusloviâhglubokihkarʹerov
first_indexed 2025-07-09T21:19:57Z
last_indexed 2025-07-09T21:19:57Z
_version_ 1837205814918512640
fulltext ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 160 The article presents results of the complex iron ore dehydration. The dewaterer used three me- chanical methods of dehydration - vibration, vacuum and electroosmosis. Effect of each of the methods was determined. The dependences of residual moisture and dewaterer performance on the following seven factors were formulated: initial moisture content in the iron ore, surface area for dehydration, changed pressure in the vacuum chamber, voltage across the electrodes, frequency of oscillation, angle of the working member inclination, and power of disturbing force. Basing on the findings, it has become possible to determine the most effective method of the milled iron ore dehydration and to formulate multiple regression equations. Keywords: vibration, iron ore, electroosmosis, dehydration, complex method, vacuuming. Статья поступила в редакцию 13.08.2015. Рекомендовано к печати д-ром техн. наук Б.А. Блюссом УДК 622.271.4 Слободянюк В.К. , канд.техн.наук, доцент, Турчин Ю.Ю., аспирант (Государственное ВУЗ «КНУ») РАЗРАБОТКА РАЦИОНАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СТРОИТЕЛЬСТВА ВЪЕЗДНЫХ ТРАНШЕЙ В СЛОЖНЫХ ГОРНОТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ Слободянюк В.К. , канд.техн.наук, доцент, Турчин Ю.Ю., аспірант (Державний ВНЗ «КНУ») РОЗРОБКА РАЦІОНАЛЬНИХ ТЕХНОЛОГІЧНИХ СХЕМ БУДІВНИЦТВА В'ЇЗНИХ ТРАНШЕЙ В СКЛАДНИХ ГІРНИЧОТЕХНІЧНИХ УМОВАХ ГЛИБОКИХ КАР’ЄРІВ Slobodyanyuk V.K. , Ph.D. (Tech.), Associate Professor, Turchin Yu.Yu., Doctoral Student (State HEI «KNU») DEVELOPMENT OF RATIONAL METHODS FOR CONSTRUCTION OF HAULAGE INCLINES IN A COMPLEX MINING ENVIRONMENT OF THE DEEP OPEN PITS Аннотация. Анализ работы горнодобывающих предприятий показал, что в последние годы с увеличением глубин карьеров и их размеров по дневной поверхности возросло число случаев периодического затопления нижних горизонтов ливневыми и подземными водами. В таких условиях существующие схемы проходки траншей с использованием прямых механи- ческих лопат являются не эффективными и небезопасными. Актуальной является разработка и обоснование новых ресурсосберегающих и безопас- ных технологий вскрытия глубоких горизонтов, допускающих частичное или полное затоп- ление дна карьера. В статье выполнен анализ факторов, влияющих на скорость вскрытия ус- тупов. Определена скорость проходки траншей в условиях их подтопления карьерными © В.К. Слободянюк, Ю.Ю. Турчин, 2015 ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 161 водами. Разработана комбинированная технологическая схема проходки траншей с исполь- зованием обратных гидравлических и прямых механических экскаваторов. Предложена классификация комбинированных технологических схем строительства траншей. Ключевые слова: вскрытие уступов, способ строительства траншей Постановка проблемы и её связь с научными и практическими задача- ми. Анализ выполнения годовых программ глубоких железорудных карьеров показал, что наиболее существенные отклонения наблюдаются при производст- ве горных работ на нижних горизонтах карьеров. С одной стороны, в этой зоне карьера, как правило, расположена наиболее качественная руда, запланирован- ная к разработке в течение года, но, с другой стороны, на нижних горизонтах глубоких карьеров наиболее ярко проявляется зависимость открытых горных работ от климатических условий. В данном случае эта особенность проявляется в виде периодических затоплений дна карьера поверхностным стоком паводко- вых и ливневых вод. В совокупности с существующим притоком в карьере под- земных вод это создает горнотехнические условия, в которых вероятно откло- нение от годовой программы в силу невозможности электрической механиче- ской лопатой выполнить запланированный объем работ. На данном горизонте создаются условия, когда уровень подтопления рабочей площадки водой не по- зволяет использовать электрические машины. Технически возможная производительность карьера является функцией площади рудной зоны [1, 3, 4]. При разработке крутопадающих месторождений горные работы последовательно переходят с верхних горизонтов на нижние. При этом в разработке обычно находится несколько рудных горизонтов, но имеется общая тенденция – понижение средневзвешенной глубины разработки. С момента достижения бортом карьера верхнего контура карьера в добыче доля руды, связанной с нижними горизонтами, становится более значительной, дос- тигая 100% при завершении горных работ в карьере [5]. В этих условиях риск невыполнения плановых показателей по добыче руды является функцией сте- пени адаптированности технологической схемы проходки траншей к наличию в ее контуре высокого уровня воды. Подтопление глубоких горизонтов усложняет ведение горно- подготовительных работ. В технологическом процессе вскрытия горизонтов появляются работы, связанные с созданием безопасных условий для эксплуата- ции выемочно-погрузочного оборудования. Как следствие, время подготовки уступа к эксплуатации увеличивается, а скорость углубки карьера и его произ- водительность по руде снижаются. Влияние гидрогеологических и климатических условий на ведение горно- подготовительных работ на глубоких горизонтах карьеров не нашло должного отражения в теории горного дела. В результате уже на стадии принятия пред- проектных и проектных решений по разработке месторождения могут быть до- пущены ошибки в определении скорости углубки карьера и его возможной производительности по руде. Возникает необходимость в усовершенствовании методов определения скорости углубки карьеров с учётом гидрогеологических ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 162 и климатических факторов и в разработке новых технологических схем строи- тельства траншей в сложных гидрогеологических условиях. Цель работы - повышение безопасности и эффективности горных работ по подготовке к эксплуатации новых горизонтов в сложных гидрогеологических и горнотехнических условиях глубоких железорудных карьеров за счет разработ- ки и обоснования новых технологических схем строительства траншей, допус- кающих периодическое затопление дна траншеи. Изложение основного материала и результаты. В сухих условиях высо- кая скорость вскрытия горизонтов обеспечивается применением технологиче- ских схем, предполагающих проходку въездных траншей канатной механиче- ской лопатой на полную высоту уступа. На практике, при вскрытии обводнён- ных горизонтов с применением прямой механической лопаты используется по- слойная схема [8, 9], предполагающая сооружение на каждом слое нескольких временных зумпфов (рис. 1). В этом случае прямая механическая лопата рабо- тает по неэффективной и небезопасной технологии, при которой возможно ава- рийное затопление горного оборудования (рис. 2), расположенного на дне траншеи. В случае затопления оборудования его дальнейшая эксплуатация воз- можна после ремонта электрической части экскаватора. Рисунок 1 – Технологическая схема послойной проходки въездной траншеи с применением прямой механической лопаты Выполненный анализ [8, 9] степени пригодности для строительства траншей различных типов выемочно-погрузочного оборудования показал, что для слож- ных гидрогеологических условий наиболее рациональным является использо- вание обратных гидравлических лопат. В то же время сравнение технико- экономических показателей электрических и гидравлических экскаваторов [6, 9, 10], работающих в штатных условиях, показывает, что эксплуатация прямых механических лопат характеризуется меньшей себестоимостью. Но в условиях высокого риска затопления дна траншеи, с учетом вероятных простоев механи- ческой лопаты в ожидании осушения дна траншеи или по причине ремонта электрической части в случае подтопления экскаватора, технологические схемы с использованием гидравлических экскаваторов являются принципиально более надежными. Технологической особенностью обратных гидравлических экска- ваторов является глубина черпания, не позволяющая осуществить строительст- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 163 во траншеи одним забоем на полную высоту уступа, что обуславливает приме- нение послойных схем проходки траншей. Рисунок 2 - Примеры строительства траншей в сложных гидрогеологических условиях железорудных карьеров Кривбасса Схемы вскрытия в сложных гидрогеологических условиях в зависимости от количества видов выемочно-погрузочного оборудования, используемого при строительстве, можно разделить на простые (с одним типом выемочно- погрузочной машины) и комбинированные (предусматривающие использова- ние нескольких типов выемочно-погрузочного оборудования). В зависимости от порядка выполнения горных работ и последовательности использования разнотипного выемочно-погрузочного оборудования комбини- рованные схемы проходки траншей в сложных гидрогеологических условиях можно разделить на схемы с параллельным и последовательным использовани- ем разнотипного оборудования. Схемы с параллельным использованием оборудования характеризуются тем, что при строительстве траншеи одновременно задействованы оба типа экскава- торов. Напротив, схемы с последовательным использованием разнотипного вы- емочно-погрузочного оборудования не предполагают одновременное использо- вание оборудования (после выполнения заданного объема работ экскаватором ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 164 первого типа, оставшийся объем горных работ по строительству траншеи вы- полняет экскаватор второго типа). Очевидно, что при последовательных схемах минимально необходимый объем работ, который необходимо выполнить для создания условий, благоприятных для эффективной и безопасной эксплуатации электрических механических лопат, равен объему усеченной перевернутой пи- рамиды высотою, равной высоте уступа с учетом глубины зумпфа. Одна грань пирамиды должна быть представлена поверхностью с углом наклона, обеспе- чивающим перемещение горнотранспортной техники, используемой при строи- тельстве открытой горной выработки. В настоящее время и на перспективу на украинских и зарубежных карьерах основным типом выемочно-погрузочной машины для разработки взорванных скальных пород с большим удельным весом являются электрические механиче- ские экскаваторы. В разработанных технологических схемах основной объем горных работ выполняется прямой механической лопатой [8, 9]. Параллельные схемы предполагают следующий порядок работ по вскрытию горизонта. Вдоль проектного борта сооружаемой въездной траншеи обратная гидравлическая лопата строит опережающую водопонижающую траншею. Глу- бина опережающей траншеи определяется разницей максимальной глубины черпания обратного гидравлического экскаватора и глубиной зумпфа. С дости- жением забоем обратной лопаты предельной глубины, прямая механическая лопата начинает отработку пород в пределах первого слоя. Обычно траншею по глубине разделяют на три слоя равной высоты. Для оптимизации процесса транспортирования извлечённой горной массы, средства автомобильного транспорта подаются под погрузку за контуром въездной траншеи для обратно- го гидравлического экскаватора и непосредственно в забой для прямой механи- ческой лопаты (рис. 3). После отработки горной массы в пределах первого слоя, обратная гидравлическая лопата приступает к углубке опережающей водопо- нижающей траншеи на конечную глубину. Средства автомобильного транспор- та подаются под погрузку по подошве первого слоя, задним ходом с разворотом в контуре въездной траншеи. По завершению работ обратного гидравлического экскаватора, прямая механическая лопата приступает к отработке оставшихся слоёв с отгрузкой извлечённых пород в средства автомобильного транспорта (рис. 3). Недостатком параллельных схем является невозможность создания обратной гидравлической лопатой горнотехнических условий, отвечающих требованиям к производительной эксплуатации прямой механической лопаты в пределах всей глубины въездной траншеи. При большом объёме стока в технологиче- ском процессе могут возникать простои оборудования на время, необходимое для понижения уровня вод в пределах слоя. Это приводит к увеличению экс- плуатационных затрат на проходку траншеи. При последовательных схемах простои в работе оборудования отсутствуют – вначале свой объём работ выполняет гидравлический экскаватор, а после соз- дания безопасных горнотехнических условий к работе приступает механиче- ский экскаватор. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 165 а) б) в) г) д) Рисунок 3 – Комбинированная схема вскрытия уступа с параллельной работой прямой меха- нической и обратной гидравлической лопат (а, б, в, г, д — этапы формирования траншеи) Строительство опережающей водопонижающей траншеи осуществляется послойно. Отработка первого слоя выполняется с перемещением забоя экскава- тора в направлении понижения дна въездной траншеи, а отработку второго и последующих слоёв производят с подрезкой вышележащих слоёв в обратном направлении (рис. 4). Для уменьшения длины и объёма опережающей водопо- нижающей траншеи последний слой отрабатывают с повышенным уклоном, допускающим перемещение гусеничной техники. В торцевой части сооружаемой въездной траншеи обратная гидравлическая лопата строит наклонную опережающую водопонижающую траншею. Мини- мальная ширина траншеи понизу должна быть не менее ширины однополосной автодороги с учётом берм безопасности. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 166 1, 2, 3 – соответственно первый, второй и третий слои водопонижающей траншеи; штри- ховой линией обозначен проектный контур въездной траншеи Рисунок 4 – Направление перемещения забоя обратной гидравлической лопаты при рабо- те по параллельным (А) и последовательным (Б) схемам В самой глубокой части опережающей траншеи гидравлический экскаватор формирует зумпф. Минимизация объёма экскавации предполагает, что даль- нейшую углубку опережающей водопонижающей траншеи необходимо произ- водить без увеличения её длины (рис. 5). Углубку следует выполнить таким образом, чтобы на подошве углублённой траншеи можно было разместить выемочно-погрузочное оборудование для окончания работ по созданию безопасных горнотехнических условий для экс- плуатации прямой механической лопаты. Для удовлетворения указанных усло- вий, после углубки временного зумпфа, обратный гидравлический экскаватор обратным ходом осуществляет подрезку подошвы опережающей траншеи. При этом часть траншеи по ширине подрезается на глубину, равную максимальной глубине черпания обратной лопаты с уклоном, равным уклону въездной тран- шеи. Другую же часть подрезают на 2-3 м выше, формируя в торцевой части опережающей траншеи площадку для размещения выемочно-погрузочного оборудования, длина и ширина которой минимально равна двум радиусам по- ворота кузова экскаватора с учётом ширины зумпфа. Уклон подошвы опере- жающей траншеи в пределах площадки для размещения выемочно- погрузочного оборудования равен уклону подошвы въездной траншеи. На ос- тавшемся участке подрезку выполняют с повышенным уклоном, допускающим перемещение гусеничной техники. Отгрузка горной массы производится в средства автотранспорта (рис. 5). По окончанию этого этапа работ созданы площадка для размещения экскава- тора, съезд с повышенным уклоном, обеспечивающий возможность перемеще- ния обратной гидравлической лопаты на площадку, и дренажная выемка, в ко- торую возможно складирование объёма горной массы при выполнении сле- дующего этапа работ (рис. 5). Далее, обратная гидравлическая лопата перемещается на площадку в торце- вой части углублённой траншеи, для окончания работ по созданию безопасных горнотехнических условий – строительства зумпфа по подошве въездной тран- шеи. Горная масса, извлекаемая при строительстве зумпфа, отгружается в навал в более глубокой части опережающей траншеи. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 167 а) б) в) г) Рисунок 5 – Комбинированная схема вскрытия уступа с последовательной работой пря- мой механической и обратной гидравлической лопат (а, б, в, г — этапы формирования траншеи) После окончания работ обратного гидравлического экскаватора и понижения уровня подземных вод в пределах всего контура сооружаемой въездной тран- шеи, прямая механическая лопата проходит её сплошным забоем (рис. 5). Последовательные схемы строительства траншей в сравнении с параллель- ными, гарантированно обеспечат безопасные условия для эксплуатации элек- трических экскаваторов при минимальном объёме работ, выполняемых обрат- ной гидравлической лопатой. Для характеристики разработанных схем строительства траншей использует- ся коэффициент технологической схемы, численно равный отношению объема горных пород, экскавируемых обратной гидравлической лопатой, к общему объему горных работ по строительству траншеи. Так, если значение коэффици- ента технологической схемы kТС равно 0,5, это означает, что половину объема горной массы в контуре траншеи экскавирует обратная гидравлическая лопата; kТС=0 – весь объем разрабатывается механической лопатой; kТС=1 – весь объем разрабатывается гидравлической лопатой [9]. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 168 Анализ опыта строительства траншей в сложных гидрогеологических усло- виях и технологических особенностей разработанных схем показывает, что технологические схемы с параллельным использованием разнотипного обору- дования в короткий срок вовлекают в разработку горную породу в пределах всей проекции контура траншеи на горизонтальную плоскость. Это обусловли- вается необходимостью создания безопасных условий для параллельной работы разнотипного оборудования. Несмотря на относительно большой объем экска- вации горных пород гидравлическим экскаватором, проходка траншеи осуще- ствляется послойно, и в целом горнотехнические условия для работы прямой механической лопаты являются неблагоприятными. При последовательных схемах за счет концентрации зоны работы гидравлического экскаватора воз- можно более интенсивно, в пределах всей высоты уступа, создать пионерную траншею, которая обеспечит развитие депрессионной воронки в контуре со- оружаемой въездной траншеи (рис. 3). Отличием последовательных схем явля- ется то, что гидравлический экскаватор толщу пород отрабатывает наклонными слоями, а прямая механическая лопата ведет разработку на полную высоту ус- тупа [9]. Для относительной характеристики длины участка работы гидравлического экскаватора применим коэффициент расположения зоны работы гидравличе- ского экскаватора (kР), который численно равен отношению длины зоны работы гидравлического экскаватора к длине въездной траншеи. При параллельных схемах для обеспечения осушения текущего слоя гидравлический экскаватор в его пределах сооружает опережающую дренажную траншею той или иной ши- рины, длина которой близка или равна длине въездной траншеи. Коэффициент расположения зоны работы гидравлического экскаватора в этом случае близок или равен 1 (гидравлический экскаватор работает вдоль всей въездной траншеи по длине). При последовательных схемах для обеспечения осушения траншеи в пределах всей высоты уступа гидравлический экскаватор в торцевой, наиболее глубокой части сооружаемой въездной траншеи, строит временную опережаю- щую траншею с уклоном дна, допускающим перемещение гусеничной техники. За счет большого угла наклона дна опережающей траншеи, ее длина меньше, чем длина сооружаемой въездной траншеи. Коэффициент расположения зоны работы гидравлического экскаватора в этом случае существенно меньше 1. Основной идеей разработанных технологических схем является создание за счет опережающих водопонижающих траншей, сооружаемых обратным гид- равлическим экскаватором, безопасных условий для работы электрических ме- ханических лопат. В таблице 1 приведены технологические показатели разра- ботанных схем строительства въездных траншей. На примере механической лопаты и обратного гидравлического экскаватора с емкостями ковшей 10 м 3 и 15 м 3 , соответственно, выполнены технико- экономические расчеты для разработанных комбинированных схем строитель- ства въездных траншей. В качестве исходных данных для экономического рас- чета принимались показатели, приведенные в каталоге - справочнике «Mine and mill equipment costs». ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 169 Таблица 1 — Определение эффективности применения разработанных технологических схем вскрытия новых горизонтов № технологиче- ской схемы Схема работы гид- равлического и меха- нического экскавато- ров Коэффициент технологической схемы Коэффициент рас- положения зоны работы гидравли- ческого экскавато- ра v м/сут. 1 параллельная 0,21 1 0,73 2 параллельная 0,51 1 1,04 3 последовательная 0,21 0,4 0,84 4 последовательная 0,45 0,8 0,81 Использование этих данных позволяет адекватно оценить стоимость экс- плуатации машины, ведь модели идентифицированы только по спецификации, без указания производителя. Эксплуатационные затраты на использование предложенных технологических схем вскрытия новых горизонтов в условиях пород, характерных для Криворожского железорудного бассейна, приведены на графике (рис. 6). 1,2,3,4 -номер технологической схемы, сплошной и штриховой линиями обозначены экс- плуатационные затраты на послойную проходку траншеи прямой механической лопатой в сухих и обводнённых условиях, соответственно Рисунок 6 – Эксплуатационные затраты на выемочно-погрузочное оборудование Выводы и направления дальнейших исследований. Предложена класси- фикация технологических схем строительства траншей в сложных гидрогеоло- гических условиях. Установлено, что строительство траншей в сложных гидро- геологических условиях с помощью прямых электрических лопат приводит к 4 2 3 1 20 25 30 35 40 45 50 0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 Коэффициент технологической схемы Э к с п л у а т а ц и о н н ы е з а т р а т ы , т ы с . д о л л . ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 170 снижению скорости вскрытия уступа на 30-60% и увеличению эксплуатацион- ных затрат на 40-50% в сравнении с работой в сухих условиях. Разработаны и обоснованы комбинированные технологические схемы вскрытия глубоких горизонтов железорудных карьеров в сложных гидрогеоло- гических условиях. Основной идеей разработанных технологических схем яв- ляется использование при проходке траншей обратных гидравлических лопат для создания безопасных условий для работы электрических механических ло- пат и обеспечения высокой скорости строительства траншей. Технико- экономические показатели разработанных технологических схем строительства траншей в сложных гидрогеологических условиях близки к показателям пря- мых механических лопат в сухих условиях. Дальнейшие исследования будут направлены на обоснование технологиче- ских параметров и области применения разработанных схем строительства траншей. На основе теории движения подземных вод, для карьеров со сложны- ми гидрогеологическими условиями будет уточнена аналитическая зависимость для определения скорости углубки карьера. ––––––––––––––––––––––––––––––– СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Арсентьев, А. И. Производительность карьеров / А. И.Арсентьев. – СПб: Санкт-Петербургский горный ин-т, 2002. - 85 с. 2. Дриженко, А. Ю. Открытая разработка железных руд Украины: состояние и пути совершенст- вования: монография / А.Ю. Дриженко, Г.В. Козенко , А.А. Рыкус; под ред. А. Ю. Дриженка. – Дніп- ропетровськ: Національний гірничий університет; Полтава: Полтавський літератор, 2009. – 452 с. 3. Арсентьев, А.И. Разработка месторождений твердых полезных ископаемых открытым спосо- бом: учебник / А. И.Арсентьев. - СПб.:СПб. гос. горн. ин-т (техн. ун-т), 2010. – 115 с. 4. Бизов, В.Ф. Проектування гірничих підприємств / В.Ф. Бизов. - Кривий Ріг: Мінерал, 2003 .- 341 с. 5. Бизов, В. Ф. Відкриті гірничі роботи / В.Ф. Бизов, А.Ю. Дриженко. - Кривий Ріг: Мінерал, 2003.- 341 с. 6. Подэрни, Р.Ю. Горные машины и комплексы для открытых горных работ: в 2-х томах Т.1. / Р.Ю. Подэрни – М.: Изд-во МГГУ, 2001. – 422 с. 7. Проектирование карьеров: Учебник / К.Н. Трубецкой, Г.Л. Краснянский, В.В. Хронин, В.С. Коваленко - 3-е издание, переработанное. - М: Высшая школа, 2009. - 694 с. 8. Слободянюк, В. К. Совершенствование технологии проходки траншей в сложных горно- геологических условиях глубоких горизонтов железорудных карьеров. / В. К. Слободянюк, Ю.Ю. Турчин // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наукових праць / Ін-т Геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України. – Дніпропетровськ, 2012. – Вип. 103. – С. 203 – 210. 9. Дослідження та розробка нових технологічних схем розкриття та введення в експлуатацію гли- боких горизонтів залізорудних кар’єрів: звіт про НДР (закл.) / ДВНЗ «Криворізький національний університет»; кер. В.К. Слободянюк. – ДР 0115U003347; Інв. 0715U004949. – Кривий Ріг, 2015р. – 92 с. 10. Western Mine Engineering. Mine and mill equipment costs. - Inc. Washington: Western Mine Copy- right, 1995. – 14 р. REFERENCES 1. Arsentyev, A.I. (2002), Proizvoditelnost caryerov [Pits productivity], Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, Russia. 2. Drizhenko, A.Yu., Kozenko, G.V. and Rykus, A.A. (2009), Otcrytaya razrabotka zheleznykh rud Ukrainy: sostoyanie i puty sovershenstvovaniya. [Open pit of iron ore in Ukraine: state and ways of improvement], National Mining University-Poltavian Literator, Dnipropetrovsk – Poltava, Ukraine. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 171 3. Arsentyev, A.I. (2009), Razrabotka mestorozhdeniy tverdykh poleznykh iskipaemykh otkrytym sposobom [The development of solid mineral deposits by open method], Saint Petersburg Mining Institute, Saint Petersburg, Russia. 4. Byzov, V.F. (2003), Proektuvannya girnychikh pidpryemstv [Designing of mining enterprises], Mineral, Kryvyi Rih, Ukraine. 5. Byzov, V.F. and Drizhenko, A.Yu. (2003), Vidkryti girnychi roboty [Open pit mining], Mineral, Kryvyi Rih, Ukraine. 6. Poderny, R.Yu. (2001), Gorniye mashiny i kompleksy dlya otkrytykh gornykh rabot [Mining machines and systems for open mining operations], vol. 1, MGGU, Moscow, Russia. 7. Trubetskoy, K.N., Krasnyanskiy, G.L., Hronin, V.V. and Kovalenco, V.S. (2009), Proektirovanie karyerov [Pits designing], High school, Moscow, Russia. 8. Slobodyanyuk, V.K. and Turchin, Yu.Yu. (2012), “Improvement of technology of the driving of trenches in difficult mining and geological conditions of the deep horizons of iron ore pits.” Geotekhnicheskaya Mekhanika [Geo-Technical Mechanics], no. 103, pp. 203-210. 9. Slobodyanyuk, V.K., Turchin, Yu.Yu. and Slobodyanyuk, R.V. (2015), Doslidzhennia ta rozrobka novukh technologichnykh skhem rozkryttia ta vvedennia v ekspluatasiyu glybokykh goryzontiv zalizorudnykh karyeriv [Research and development of new process flow charts for opening and putting into operation the deep levels of iron ore open pits], SHEI “KNU”, Kryvyi Rih, Ukraine. 10. Western Mine Engineering (1995), “Mine and mill equipment costs”, Inc. Washington, Copyright, USA. ––––––––––––––––––––––––––––––– Об авторах Слободянюк Валерий Константинович, кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры Открытых горных работ, Государственное высшее учебное заведение «Криворожский национальный университет» (ГВУЗ «КНУ»), Кривой Рог, Украина, slobod_v@i.ua. Турчин Юрий Юрьевич, аспирант кафедры открытых горных работ Государственное высшее учебное заведение «Криворожский национальный университет» (ГВУЗ «КНУ»), Кривой Рог, Украи- на, chinasky@ukr.net. About the authors Slobodyanyuk Valeriy Konstantinovich, Candidate of Technical Sciences (Ph.D),, Associate Profes- sor, Associate Professor of Open Pit Mining Department, State Higher Educational Institution «Kryviy Rih National University» (SHEI “KNU”), Kryviy Rih, Ukraine , slobod_v@i.ua. Turchin Yurey Yuryevich, Postgraduate Student of Open Pit Mining Department, State Higher Edu- cational Institution «Kryviy Rih National University» (SHEI “KNU”), Kryviy Rih, Ukraine, chinasky@ukr.net. ––––––––––––––––––––––––––––––– Анотація. Аналіз роботи гірничих підприємств показав, що в останні роки зі збільшен- ням глибин кар’єрів та їх розмірів по денній поверхні збільшилась кількість випадків періо- дичного затоплення глибоких горизонтів зливовими і підземними водами. В цих умовах, іс- нуючі схеми проходки траншей з використанням прямих механічних лопат є не ефективними і небезпечними. Актуальним питанням є розробка та впровадження ресурсозберігаючих, безпечних тех- нологій розкриття глибоких горизонтів, що допускають часткове або повне затоплення дна кар'єру. В статті виконаний аналіз факторів, що впливають на швидкість розкриття уступів. Ви- значена швидкість проходки траншей в умовах їх підтоплення кар’єрними водами. Розроб- лено комбіновану технологічну схему проходки траншей з використанням обернених гідрав- лічних та прямих механічних екскаваторів. Запропонована класифікація комбінованих технологічних схем будівництва траншей. Ключові слова: розкриття уступів, спосіб будівництва траншей. Abstract. Analysis of mining companies work shows that during the last years, due to great deepening of the open pits and increasing their sizes along the daylight surface, periodic flooding of the pit lower horizons with rain and subsoil water have happened more frequently. In this context, mailto:slobod_v@i.ua chinasky@ukr.net mailto:slobod_v@i.ua chinasky@ukr.net ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №123 172 the current approaches to construction of haulage inclines with using a face shovel is inefficient and unsafe. Development and justification of new resource-saving and safe technologies for opening the deep horizons allowing for the partial or full flooding of the pit floor are relevant to date. Fac- tors affecting the rate of opening the benches are analyzed in this article. Rate of the haulage in- clines constructing is determined with taking into account waterlogging with the pit waters. A com- bined method of using a backhoe hydraulic shovel and a face shovel was developed for constructing the haulage inclines. Classification of the combined methods for constructing the haulage inclines is proposed. Keywords: horizons striping, methods of constructing the haulage inclines. Статья поступила в редакцию 31.07.2015 Рекомендовано к печати д-ром техн. наук М.С. Четвериком УДК 622.271:622.013 Швец Д.В., аспирант, Малеев Е.В., магистр (ИГТМ НАН Украины) ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РАБОТ В ГЛУБОКИХ КАРЬЕРАХ ПРИ ДОРАБОТКЕ ИХ ДО КОНЕЧНОЙ ГЛУБИНЫ Швець Д.В., аспірант, Малєєв Є.В., магістр (ІГТМ НАН України) ПРІОРИТЕТНІ НАПРЯМКИ РОЗВИТКУ ГІРНИЧИХ РОБІТ У ГЛИБОКИХ КАР’ЄРАХ ПРИ ДОРОБЦІ ЇХ ДО КІНЦЕВОЇ ГЛИБИНИ Shvets D.V., Doctoral Student, Malieiev Ye.V., Master of Sciences (IGTM NAS of Ukraine) PRIORITY AREAS OF THE MINING OPERATION EXPANSION IN THE DEEP OPEN-PITS UP TO THE TOTAL DEPTH Аннотация. В статье рассмотрены вопросы обеспечения возможностей максимального извлечения и транспортировки запасов железных руд с глубоких горизонтов карьеров при минимизации вскрышных работ. В работе проанализировано современное состояние действующих глубоких карьеров, на ос- новании чего определены приоритетные направления развития открытых горных работ, а также рассмотрена их доработка до конечной глубины. Снижение высокой себестоимости выпускаемого концентрата отечественными ГОКами, в сложившейся ситуации падения цен на железорудное сырье, возможно достичь за счет уменьшения объемов законсервированных балансовых запасов железной руды под транспортными коммуникациями, концентрацион- ными горизонтами комплексов ЦПТ и перегрузочными пунктами. Для обеспечения возможности извлечения запасов в пределах дна карьера, с меньшими затратами на вскрышные работы, разработана технологическая схема для повышения © Д.В. Швец, Е.В. Малеев, 2015 Збірник 123 остаточно.pdf OLE_LINK1 OLE_LINK2 bookmark0 bookmark2

Схожі ресурси