4. Подготовка горных пород к выемке
Физико-механические свойства вскрышных пород и угля предопределили необходимость при их выемке предварительного рыхления с применением буровззрывных работ.
Взрывание – скважинное.
Способ бурения – вращательный с использованием станков шарошечного бурения на вскрыше и станков шнекового бурения – по углю.
Расположение скважин в массиве коренных пород наклонное, соответствующее углу откоса уступа, по углю – вертикальное.
Исходя из наличного и планируемого парка буровых станков на разрезе «Талдинский» бурение скважин планируется выполнять: по вскрышным породам в зоне бестранспортной системы отработки станками 3СБШ-200–60 (диаметр бурения 216 мм), в зоне транспортной системы разработки – 2СБШ-200–36 (диаметр бурения 245 мм); по углю – станками СБР-160А-24 (диаметр бурения 160 мм).
В качестве основных взрывчатых веществ, с учетом сложившейся схемы работы разреза, приняты граммонит 79/21 – для сухих скважин и «порэмит» – для обводненных.
Удельный расход ВВ принят с учетом свойств пород и по обоснованию эффективных технологических схем взрывной подготовки при разработке Талдинского месторождения: по вскрыше в зоне бестранспортной системы разработки – 0,7 кг/м3 (граммонит 79/21) и 0,84 кг/м3 («порэмит»); в зоне транспортной системы разработки – 0,4 кг/м3 (граммонит 79/21) и 0,48 кг/м3 («порэмит»); по углю – 0,2 кг/м3.
Организация БВР предусматривает обеспечение минимальных простоев основного горно-вскрышного оборудования, а также минимального воздействия на окружающую среду.
Принятый порядок отработки поля разреза, схема вскрытия рабочих горизонтов, а также изолированность эксплуатационных участков предопределяют блоковый порядок организации буровзрывных работ с одновременным взрыванием нескольких экскаваторных забоев. Количество буровзрывных блоков – четыре: один блок на участке «Центральный-91»; два блока на участке «Восточный-86»; один блок на участке «Восточный-73».
В каждом блоке принята одновременная взрывная подготовка вскрышных пород и угольных пластов, что, при значительных объемах вскрышной горной массы, позволит уменьшить простои горного оборудования из-за взрывных работ.
Особенности расположения эксплуатационных участков, а также их схема вскрытия позволят, при производстве взрывных работ в одном из блоков, в соседнем блоке продолжать ведение вскрышных и добычных работ.
Для каждого экскаватора принят пятнадцатисуточный запас взорванной горной массы. За пятнадцатисуточный рабочий цикл на разрезе производится четыре массовых взрыва через 3–4 суток, последовательно в каждом из четырех взрывных блоках.
В соответствии с принятой организацией буровзрывных работ на разрезе в каждом взрывном блоке в течение месяца будет производиться 2 массовых взрыва. Все основные операции по подготовке массового взрыва: заряжание и забойка скважин, удаление оборудования из опасной зоны, монтаж взрывной сети, взрывание, возвращение оборудования – осуществляется в течение трех суток.
В первые двое суток в первую и вторую смены производится заряжание и забойка скважин, а на третий день следующие операции: в первую смену – отгон экскаваторов, демонтаж ЛЭП в зоне взрыва, вывоз людей за пределы опасной зоны, монтаж взрывной сети и взрывание; во вторую смену – монтаж ЛЭП, возвращение экскаваторов в забой.
Для доставки граммонита 79/21 в забой с базисно-расходного склада ВМ, расположенного в непосредственной близости от разреза, и заряжания скважин приняты зарядные машины МЗ-3. Порэмит доставляется с завода «Знамя», находящегося в г. Киселевске, зарядными машинами типа МЗ-В-8.
Подготовка горных пород механическим способом осуществляется одноковшовыми экскаваторами мехлопатами и драглайнами.
Высота вскрышного уступа принимается в зависимости от технологических параметров экскаватора и вмещающих горных пород. Вскрышные работы ведутся по транспортной, с погрузкой горной массы в автотранспорт и бестранспортной, складированием вскрышных пород в выработанное пространство, системе разработки./1/
К отработке способом гидромеханизации принята часть наносов Центрального участка (пласт 91). Общий объем удаляемых гидромеханизацией наносов составляет 32,0 млн. м3. годовой объем смываемых наносов – 4,0 млн. м3.
Литологически четвертичные отложения представлены суглинками и глинами с высоким содержанием пылеватых частиц. Плотность рыхлых отложений 1,88–2,04 т/м3, плотность частиц рыхлых отложений 2,71–2,71 т/м3, пористость 38,23–45,82%, коэффициент пористости 0,619¸0,796. Естественная влажность 22,0–29,01% при степени влажности 0,9–0,95. Мощность наносов в границах отрабатываемого поля меняется от 5 м до 35 м. Средняя мощность наносов 18 м.
Подготовка производится гидромониторно-землесосным способом отработки рыхлых отложений. По трудности разработки гидромониторно-землесосными установками четвертичные отложения относятся к IV группе. Размыв наносов предусматривается гидромониторами ГМД-250, удаление грунтовыми насосами 1ГрТ4000/71, производительностью по пульпе 4000 м3/час и напором 71,0 м. Удельный расход принят для минимальной высоты уступа 6–7 м и равен 6 м3. В соответствии с «Типовыми технологическими схемами ведения горных работ на угольных разрезах» проектом принята блочная система отработки вскрышных пород. Максимальная ширина блока, разрабатываемого одной гидромониторной установкой при высоте уступа 6,0 м, 10 м, 18 м составляет 160 м; 200 м, 280 м, соответственно.
5. Выемочно-погрузочные работы. Перемещение карьерных грузов
В качестве выемочного оборудования бестранспортной системы разработки используются экскаваторы-драглайны ЭШ-10/70, ЭШ-18/90, ЭШ-20/90 и ЭШ40/85. На вскрышных работах транспортной системы разработки – экскаваторы-мехлопаты ЭКГ-8И (с последующей заменой на ЭКГ-10), ЭКГ – 12,5, ЭКГ-18.
На добычных работах, учитывая условия залегания угольных пластов и их строение, используется: в зоне транспортной системы разработки экскаваторы-махлопаты, используемые на отработке вскрышных пород соответствующих горизонтов; в зоне бестранспортной системы разработки на отработке угольных пластов 91 и 73 экскаваторы-мехлопаты ЭКГ-8И, на отработке сложно-структурного пласта 86–84 – гидравлический экскаватор ЭГО-6; на прочих работах экскаватор-драглайн ЭШ-6/45.
Большие кинематические возможности обратных лопат позволят: уменьшить количество проходов при отработке сложно-структурного угольного пласта; снизить эксплуатационные потери и улучшить качество добываемого угля.
Транспортировка вскрышных пород осуществляется автосамосвалами БелАЗ-7512 грузоподъемностью 120 т и емкостью кузова 61,0 м3 (с «шапкой»).
На участке Восточный-86, учитывая зависимость автотранспортной и конвейерной составляющих, для обеспечения часовой и годовой производительности конвейерно-отвального комплекса (приоритетного в технологической цепочке) произведены расчеты по увязке работы автотранспорта и комплекса.
Для осуществления вывозки вскрыши в объеме 10 млн. м3 конвейерно-отвальным комплексом при реализации часовой производительности необходимо 203 суток, в течение которых автосамосвалы (16,3 шт.) транспортируют вскрышу на ДППВ. Остальные 152 суток этот же парк автосамосвалов вывозит вскрышные породы на отвал.
На конвейерно-отвальном комплексе в это время производятся техобслуживание и ремонты.
На циклично-поточной технологии принято использование полустационарных дробильно-перегрузочных пунктов.
Для подъезда автосамосвалов к разгрузочным бункерам устроены разгрузочные площадки с размерами 100х60 и 80х40 м соответственно, обеспечивающие маневры автотранспорта.
С понижением горных работ, для снижения плеча откатки, предлагается перенос ДППВ на более нижние отметки.
В состав конвейерно-отвального комплекса входит: приемный бункер с питателем – 2 шт.; дробильная установка – 2 шт.; конвейер наклонный – 1 шт.; конвейер магистральный – 1 шт.; конвейер отвальный – 1 шт.; отвалообразователь – 1 шт.; вспомогательное оборудование.
Два ДППВ расположены в траншее по разные стороны от наклонного конвейера. Ширина траншеи принята по условиям обслуживания бункера и дробильной установки внешними грузоподъемными средствами. Бункеры снабжены ходовыми устройствами для перемещения вдоль наклонного конвейера под углом 13о при наращивании последнего.
Емкость бункеров по 170 м3. Каждый из бункеров имеет два приемных места. Прием породы в бункер осуществляется автосамомсвалами с разгрузочной площадки.
Размер принимаемых кусков до 1500 мм. Из бункеров порода подается питателями в дробильные установки типа ММД, производительностью 2000 м3/час (разрыхленной горной массы) каждая.
Дробильные установки предназначены для дробления поступающей горной массы до размеров кусков не более 350 мм.
Наклонный конвейер обеспечивает прием транспортируемых пород от двух дробильных установок и осуществляет загрузку магистрального конвейера. Наклонный конвейер имеет возможность его периодического наращивания по длине путем переноса хвостовой секции с барабаном и установки дополнительных линейных секций.
Первоначальная (поставочная) длина конвейера – 200 м, перепад высот установки приводной станции и хвостовой секции 5,4 м. Приводная станция конвейера устанавливается стационарно.