Способ гидромеханизированной добычи нерудных строительных материалов Советский патент 1981 года по МПК E02F3/90 

(54) СПОСОБ ГИДРОМЕХАНИЗИРОВАННОЙ ДОБЫЧИ НЕРУДНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

I

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при добыче нерудных строительных материалов земснарядами.

Известны способы выемки нерудных строительных материалов в зимних условиях, испол1 зуемые в гидротехническом строительстве, например способ многоярусной круглогодичной выемки глубоких котлованов под гидротехнические сооружения. Способ основан на использовании тепла грунтовой воды при разработке котлована несколькими земснарядами в два и более яруса. За счет интенсивной откачки воды большим парком земснарядов достигается понижение ее уровня в котловане на 8-15 м по сравнению с уровнем грунтовой воды на удалении от котлована. При этом в котлован поступает грунтовая вода, а иитенсивность притока тепла с ней настолько велика, что вода в котловане не замерзает даже при температуре воздуха - 40°С, и работы можно вести круглогодично (1).

Однако полезный слой в карьерах нерудной промышленностн залегает относительно неглубоко.

В этих условиях понижение уровня воды на 8-15 м недопустимо, так как карьеры могут разрабатываться только в один ярус, а понижение уровня воды не-должно превышать 2-2,5 м.

, Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ добычи нерудных строительных материалов путем одноярусной автономной разработки отдельных блоков карьера двумя и более земснарядами с подпиткой забоя земснарядов теплой грунтовой водой посредством соединяющих прорезей (21.

Однако для указанного способа характерна большая неравномерность теплового режима воды в автономном блоке и, как следствие, неравномерность теплового ре5 жима гидросмеси, поступающей в штабель, обусловленная неравномерным характером работы одного земснарях1а. Так как коэффициент использования рабочего времени (КИРВ) земснарядов зимой равен примерно 0,5, то половину времени в течение суток земснаряды стоят (работы не ведутся). За время простоя уровень откачки уменьшается почти -до нуля, приток тепла в забой с

грунтовой водой прекращается, и средняя по глубине температура воды в забое земснаряда уменьшается в несколько раз.

Цель изобретения - повышение качества и увеличение объема зимней продукции.

Поставленная цель достигается тем, что сначала осуществляют летнюю разработку надводной части блока с карьера двумя или более земснарядами, при этом сначала заглублением забоя на минимальную величину, обеспечивающую технологические перемещения земснарядов с питанием забоя из реки, затем перекрывают соеднняюц ую прорезь перемычкой и производят зимнюю разработку карьера на полную глубиrty полезного слоя с дроблением негабаритных включений.

На фиг. 1 дана схема реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - суточный график работы земснарядов.

Блок карьера 1 (фиг. 1) предыдущего года разработки с помощью двух земснарядов 2 соединен узкой прорезью 3 с вновь образуемым автономньш блоком 4. Первый (верхний) слой блока 4, разрабатываемый в летнее время года, имеет границы по контуру 5. Второй (нижний) слой блока 4, разрабатываемый преимущественно в зимнее время года, имеет (в какой-то фиксирован|ный момент времени) границы по контуру 6. В зимний период года при разработке второго слоя прорезь 3 перекрыта перемычкой 7. Земснаряды 2 по трубопроводам 8 подают грунт в намываемый штабель.

Суточный график работы земснарядов (фиг. 2) при планировании зийней добычи нерудных материалов принят состоящим из равных периодов времени для каждого земснаряда; фактический (на примере работы земснарядов № 325 и 349 на Усть-Каменогорском карьере в 1976 г.) состоит из нескольких произвольно чередующихся рабо.чих периодов земснарядов.

Добыча нерудных строительных материалов предлагаемым способом осуществляется следующим образом.

Летом из ранее разработанного блока карьера 1 один из двух земснарядов 2 проделывает узкую прорезь 3, и оба земснаряда начинают разрабатывать новый автономный блок 4. При этом земснаряды разрабатывают только верхний слой карьера на глубину 2,5-3 м, обеспечивающую возможность технологических перемещений земснарядов. За 20-25 дней до установления отрицательных температур воздуха земснаряды 2 начинают разрабатывать второй слой карьера на глубину 10-11 м, определяемую максимальной возможностью принятого типа земснарядов. После установления отрицательных температур воздуха прорезь 3 перекрывается с помощью бульдозера перемычкой 7, а автономный блок 4 полностью переводится на питание грунтовой водой. Уровень воды в блоке 4 понижается на 2-

2,5 м, а значит увеличивается максимальная глубина разработки принятого типа, земснарядов. А так как нижние наиболее теплые слои карьера обычно насыщены валунами, то для их разработки земснаряды

оборудуют камнедробильными устройствами. За счет понижения глубины разработки (увеличения толщины полезного слоя карьера) с помощью камнедробильных устройств достигается уменьшение площади автономного блока 4 до пределов, обеспечивающих достаточно высокое значение удельного теплопритока с грунтовой водой (количества тепла, приходящего на единицу площади автономного блока). Работа двух или более земснарядов в одном блоке позволяет обеспечить равномерность откачки воды, а значит и равномерность притока теплой грунтовой воды и стабильность теплового режима гидросмеси. Стабильность теплового режима гидросмеси обеспечивается также и за счет того, что разрабатываемая зимой часть карьера (между контуром 5 первого и контуром 6 второго слоев разработки) находится под водой, т. е. защищена от теплового воздействия внешней среды с отрицательной температурой. Обрушающиеся в

5 забой слои грунта, имея положительную температуру, не пр:иводят к резким колебаниям температуры гидросистемы. Уровень откачки (2-2,5 м) поддерживается регламентированием режимов работы земснарядов (фиг. 2) их одновременная работа не долж на превышать шести часов в сутки. Это ограничение вызвано также тем, что при его отсутствии площадь автономного блока может увеличиться сверх целесообразных пре-. делов. Это приведет к резкому ухудшению

5 тепловых условий в забое земснарядов,ввиду уменьшения удельного теплопритока с грунтовой водой.

Комплекс предлагаемых технологических операций обеспечивает достаточно высокую температуру воды в забое зем(;нарядов и

0 устойчивость теплового режима гидросмеси, что позволяет вести работы на продленном .эксплуатационном сезоне. При этом величина тепловых ресурсов и стабильность теплового режима достаточны для укладки грунта зимой в штабель с хорошим качеством, позволяющим начинать экскавацию практически сразу же после окончания намыва.

Формула изобретение Способ гидромеханизированной добычи нерудных строительных материалов путем 0 одноярусной автономной разработки отдельных блоков карьера двумя и более земснарядами с подпиткой забоя земснарядов теплой грунтовой водой посредством соединяющих прорезей, отличающийся тем, что, -С целью повышения качества и увеличения 5 объема зимней продукции, осуществляют летнюю разработку надводной части блока с заглублением забоя на минимальную величину, обеспечивающую технологические

перемещения земснарядов с питанием эябоя из реки, затем перекрывают соединяющую прорезь перемычкой и производят зимнюю разработку карьера иа полную глубину полезного слоя с дроблением негабаритных включений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Шкундин Б. М. Землесосы и землесосные снаряды М.-Л., 1961, с. 324-325.

2. Нурок Г. А. Гидромеханизация горных работ. М., 1959. с. 226.