Особенности разработки карьеров в зимнее время

Организация и технология работ по разработке карьеров дорожно-строительных материалов в зимнее время определяется свойствами полезного ископаемого и условиями его залегания:

- прочностью, монолитностью или дисперсностью и влажностью добываемой породы;

- мощностью и глубиной залегания полезного ископаемого;

- мощностью вскрышной породы и её свойствами;

- уровнем грунтовых вод и условиями водоотвода;

- наличием необходимого оборудования, местных источников энергии.

При разработке притрассовых карьеров дорожно-строительных материалов в зимний период не допускается снижение требований по качеству, петрографическому и зерновому составу; все материалы должны отвечать требованиям ГОСТов.

Эффективность разработки карьеров дорожно-строительных материалов в зимнее время определяется полнотой и своевременностью выполнения подготовительных работ. Наиболее благоприятным периодом осуществления подготовительных работ является летнее время.

Подготовительные работы к зимней разработке притрассовых карьеров включают следующие мероприятия:

- вскрышные работы;

- устройство водоотводных канав осушения или ограждающих земляных валов;

- выбор мест под щебень, если обогатительный (дробильно-сортировочный) цех расположен на территории карьера (осадки не должны подтоплять штабеля материала, а откладывающийся снег не должен мешать производству работ в карьерах);

- подготовку подъездных путей к карьерам до наступления заморозков, профилировку грунтовых дорог, ремонт мостов и труб; мероприятия по снегозадержанию на сильно заносимых участках; в районах с периодическими оттепелями – улучшение подъездных путей к карьерам (устройство покрытия из материала карьера или сборно-разборных покрытий).

Объем и характер вскрышных работ определяются видами полезного ископаемого и особенностями его залегания. Способ производства работ и время выполнения вскрышных работ взаимосвязаны с технологией разработки полезного ископаемого.

Используют один из двух вариантов производства вскрышных работ, заключающихся в следующем:

- полное удаление вскрыши в летнее время со всей площади карьера, намечаемой к разработке в зимнее время. Этот вариант особенно эффективен при разработке в зимнее время камня, сухих гравийных и песчаных материалов;

- удаление вскрыши непосредственно перед разработкой карьера с помощью сменного или суточного участка работ.

Для обеспечения разработки вскрышного слоя в зимнее время его следует защитить от промерзания. Для предотвращения промерзания рекомендуется:

а) до наступления морозов перелопачивать экскаваторами верхний слой породы;

б) разрыхлять породу тракторными рыхлителями на глубину 0,35-0,45 м в двух перпендикулярных направлениях на всей площади, которую предполагают разрабатывать в зимний период;

в) на площади, подлежащей разработке, организовывать снегозадержание с помощью временных изгородей, щитов и снеговых валов, 0,4-0,5 м, расположенных перпендикулярно к направлению господствующих ветров. Расстояние между рядами щитов принимают в 10-15 раз больше высоты изгороди. Желательная толщина снежного покрова 1,0-1,5 м.

Наряду с рыхлением вскрыши и утеплением карьера местными материалами довольно эффективно в качестве утеплителя использование быстротвердеющей пены.

При разработке карьеров в зимних условиях должны быть выполнены следующие требования:

- разрезные, въездные и выездные траншеи должны иметь достаточную ширину для проезда транспорта с учетом расположения валов снега, убираемого с проезжей части;

- выезды и въезды автомобильного транспорта по снежно-ледяным дорогам при обычных уклонах карьерных путей не более 5-6 % следует регулярно посыпать песком; пути следования рабочих – тропы, ступени, переходы – систематически очищать от снега и льда;

- при образовании в кровле забоя мерзлого слоя необходимо сортировать породу с помощью экскаватора путем убирания в сторонумерзлых комков;

- для снижения смерзаемости песчаных, гравийных и им подобных материалов в карьерах с небольшой толщиной залегания рекомендуется предварительно собирать их в конуса или призмы высотой 4-6 м с последующей погрузкой в транспортные средства экскаватором.

Разработку мерзлых водонасыщенных сыпучих материалов можно осуществлять взрывным способом или землеройными машинами (экскаватором, бульдозером). Полученное после взрыва полезное ископаемое, состоящее из мерзлых комьев, доставляется на склад для последующей его переработки после оттаивания.

Мерзлый грунт может разрыхляться:

а) свободно падающим грузом;

б) буровзрывным способом;

в) дизель-молотом.

Рыхление свободно падающим грузом производится экскаватором-драглайном, к канату которого вместо ковша подвешивают клин или шар-бабу.

Рыхление мерзлоты в добычном забое буровзрывным способом осуществляется с помощью шпуров, которые бурят перфораторами. Расстояние между шпурами принимают равным 1,2ω. Заряд рассчитывается по формуле

Q = q₂ · ω³. (2.5)

Расстояние шпуров от кромки уступа следует принимать равным 0,8ω.

При использовании дизель-молота к его корпусу прикрепляют клинья. Углы заострения клиньев меняются в зависимости от разрыхляемого грунта. В большинстве случаев рекомендуется работать клиньями, имеющими небольшие углы (примерно 7°). Направляющая стрела дизель-молота должна устанавливаться вертикально. Отклонение от вертикали на 5° снижает эффективность удара на 30 %.

Размеры кусков разрыхленной породы должны быть такими, чтобы эту породу можно было грузить экскаваторами.

Добычу материалов во время скальных снегопадов следует приостанавливать с защитой открытых поверхностей забоя утеплителем. На период организационно-технологических перерывов в работе следует осуществлять это же мероприятие.

Тонкие слои полезного ископаемого, расположенные вблизи дневной поверхности, в начале зимнего периода следует разрабатывать экскаватором-драглайном или скреперами. В последующем, для уменьшения доли мерзлого материала его следует сдвигать бульдозером в конуса высотой не менее 4 м с последующей погрузкой экскаватором в автосамосвалы.

В суровых климатических условиях добычу гравийных материалов и песка эффективно производить из донных отложений рек и озер. При этом разработка материала должна производиться экскаваторами типа драглайн или грейфер через проруби. Толщина льда и специальные мероприятия, допускающие расположение на льду экскаватора и пропуск автомобилей, принимается согласно действующим нормативным документам или постановлениям соответствующих органов власти на местах.

Добытый материал следует укладывать на берег водоема или перевозить к месту назначения без складирования на льду. По причине переувлажненности и смерзаемости добытого таким образом материала его предпочтительно использовать для создания сезонных запасов на производственных предприятиях с последующим использованием после оттаивания и просушивания.