Разработка месторождения кварцевого порфира

Предохранение влажных пород от промерзания связано с тем, что при отрицательных температурах их невозможно разрабатывать без предварительного рыхления. По данным практики, карьерные мехлопаты с ковшом емкостью 4 м3 могут разрабатывать бее предварительного рыхления слой мерзлой породы 0,5—0,6 м. Для предохранения пород от промерзания применяются вспашка, боронование и утепление (теплоизоляционны

ми материалами) поверхностного слоя, создается снеговой или искусственный ледовоздушный покрои, устраиваются специальные навоем и тепляки. Вспашка, рыхление и боронование значительно уменьшают теплопроводность поверхностного слоя пород благодаря образованию в нем пустот, заполненных воздухом. Снегозадержание осуществляется путем образования снежных валов или установки снегозадерживающих щитов. В качестве теплоизо-ляционных материалов дли предохранения поверхностного слоя от промерзания используют мох, опилки, шлак, минеральную вату. Устройство навесов и тепляков практикуют на карьерах по добыче глин для кирпичных и керамических заводов.

Оттаивание пород осуществляется паром, водой, глубинным или поверхностным электрообогрёвом, поверхностным пожогом и др. При глубинном электрообогреве электроды размещают в шпурах, пробуренных на глубину промерзания на расстоянии 0,5— 0,7 м друг от друга. Электрическая цепь замыкается по талой породе и ее оттаивание осуществляется снизу вверх. Расход электроэнергии на 1 м3 породы составляет 8—20 кВт-ч. При поверхностном электрообогреве электроды в виде полос или металлических сеток располагаются на поверхности оттаиваемого участка. Питание осуществляется от высокочастотного генератора.

При оттаивании паром применяются стальные трубы внутренним диаметром 19—22 м и длиной 1,5—3 м, которые помещаются в шпуры или забиваются в породу по мере ее оттаивания на расстоянии 2—2,5 м друг от друга. Продолжительность оттаивания 4—6 ч при расходе пара 24—27 кг на 1 м3 породы. Аналогично осуществляется оттаивание холодной и горячей водой. Оттаивание водой и паром (гидрооттаивание и парооттаивание) широко применяется при разработке многолетнемерзлых пород.

Сущность оттаивания поверхностным пожогом заключается в сжигании слоя угля, торфа или дров да поверхности мерзлых пород. Примерный расход топлива на 1 м3 породы составляет 30— 60 кг угля, 120—140 кг торфа и 0,14—0,17 м3 дров. Поверхностный пожог используется при оттаивании небольших объемов глины.

Гидравлические способы подготовки пород к выемке основаны на свойствах пород пропускать через себя воду и растворы. При этом ослабление прочности пород при просачивании воды проявляется в снижении сил сцепления отдельных частиц и вымывании скрепляющего их цемента. Гидравлическое разупрочнение используют при разработке плотных глин способом гидромеханизации.

4.3 Механическое разрушение массива горных пород

Механическое рыхление пород обычно совмещается с их выемкой. В качестве рыхлителя в этом случае могут использоваться экскаваторы, скреперы, бульдозеры и др. Применяется также предварительное рыхление плотных и крепких пород специальными рыхлителями.

Для подготовки к экскавации плотных, смерзшихся и полускальных горных пород к выемке используются различные средства механического разрушения: ковш экскаватора, фреза выемочно-погрузочного комбайна, специальный струг и тракторный рыхлитель.

Механический способ рыхления эффективнее буровзрывного благодаря своей простоте, высокой производительности, низкой себестоимости и большей безопасности работ.

Наиболее распространено рыхление тракторными рыхлителями. Такой рыхлитель представляет собой мощный гусеничный трактор, оборудованный устройством в виде зубьев, число которых может быть от одного до пяти. Усилие на острие зуба достигает 250 кН. Во время движения зубья заглубляются в массив при помощи гидравлической системы до 2 м. Рыхление производится слоями на горизонтальной или наклонной (до 20°) поверхности. Длина участка рыхления составляет 100—300 м. Разрыхленная горная масса затем штабелируется специальным бульдозером или этим же рыхлителем, оборудованным отвалом.

Из штабеля погрузчиком или экскаватором горная масса грузится в средства транспорта.

Крупность кусков разрыхленной горной массы зависит от трещиноватости массива и расстояния между зубьями рыхлителя.

Разрушение монолитного массива рыхлителем происходит в основном за счет преодоления сопротивления растяжению, а в трещиноватых породах — сцеплению по контакту структурных блоков и поэтому он наименее энергоемкий.

Разрушение массива производится параллельными смежными проходами рыхлителя. Расстояние между двумя смежными проходами выбирается из условия обеспечения требуемого максимального размера куска и глубины разрушения массива. При параллельных проходах рыхлителя между двумя смежными бороздами в их нижней части образуются целики, которые затрудняют выемку на полную глубину внедрения зубьев. Разрушение этих целиков производится перекрестными проходами рыхлителя. Расстояние между перекрестными проходами увеличивается на 20—50% по сравнению с продольными.

Область применения и эффективность механического разрушения зависит от его свойств, а именно прочности и трещиноватости, которое принято оценивать акустическим показателем трещиноватости.

Чем больше этот показатель, тем выше рыхлимость массива (таблица 4.1). В производственных условиях приборами замеряются или эти два показателя, или один — скорость распространения ультразвука в массиве на базовом расстоянии от 5 до 50 м и затем по (таблица 4.2) определяют величину заглубления зуба рыхлителя.

Для увеличения эффективности механического рыхления возможно применение предварительного взрывания массива на сотрясение.

Таблица 4.1-Рыхлимость массива

 Скачать реферат