/
Author: Шорохов С.М.
Tags: полезные ископаемые раскопки природные ресурсы издательство магадан
Year: 1963
Text
С.М.ШО РОХОВ
РАЗРАБОТКА
РОССЫПНЫХ
МК10Р0ЖДЕНИТ1-
основы
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проф., докт. техн, наук
С. М. ШОРОХОВ
РАЗРАБОТКА
РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Допущено Министерством высшего и среднего
специального образования СССР в качестве учебника
для специальности «Разработка россыпных
месторождений* горных вузов и факультетов
ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
ЛИТЕРАТУРЫ ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ
Москва — 1963
УДК-622.234.5.8 (071.1) : 001.12 : 622.271.1
АННОТАЦИЯ
В книге изложены основные сведения о скре-
перно-бульдозерном, экскаваторном, гидравличе-
ском, дражном и подземном способах разработ-
ки россыпных месторождений и основах проек-
тирования.
Книга является учебником для студентов
горных факультетов, а также может служить
практическим пособием для инженерно-техни-
ческих работников приисков, проектных органи-
заций и исследовательских институтов.
Рецензенты: кафедра разработки рудных и рос-
сыпных месторождений Иркутского политехниче-
ского института и заместитель председателя Северо-
Восточного совнархоза В. П. БЕРЕЗИН.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Поставленная XXII съездом КПСС задача создать в течение
двух десятилетий материально-техническую базу коммунизма
предусматривает огромные масштабы развития всех отраслей
промышленности, в том числе и горной.
Одной из основных отраслей горной промышленности яв-
ляется добыча редких металлов, золота и ценных кристаллов,
которые играют большую роль в производстве новых легких и
высокопрочных металлов, высококачественных сталей и сплавов,
а также в электронной технике.
Добыча редких металлов и золота производится главным
образом из россыпных месторождений, разработка которых име-
ет свою специфику, а особые условия разработки талых и мерз-
лых россыпей различными способами требуют применения раз-
нообразной технологии и использования различных машин и
оборудования.
Россыпные месторождения разрабатывают, применяя экска-
ваторы, скреперы, бульдозеры, драги, различное гидравлическое
оборудование и машины для подземных работ. В связи с этим
от инженерно-технических работников требуются высокие зна-
ния разнообразной техники и технологии различных способов
разработки, так как они применяются на одних и тех же приис-
ках в разное время года.
В настоящем учебнике, составленном по материалам лек-
ций, прочитанных в Институте цветных металлов и золота
им. М. И. Калинина по курсу «Разработка россыпных месторож-
дений и основы Проектирования», подробно освещены все вопро-
сы разработки россыпей в зависимости от их сложности и рас-
пространенности с отражением передовой техники, технологии
и новейших достижений науки.
Для облегчения усвоения материала в учебнике каждый спо-
соб разработки представлен самостоятельным разделом с опи-
санием всего комплекса работ. Общие вопросы и вопрос про-
ектирования рассмотрены в заключительной части книги «Основы
проектирования».
Ввиду большого объема материала, охватывающего разнооб-
разные способы разработки россыпей, многие теоретические
вопросы в учебнике изложены сокращенно1 без вывода уравне-
4
ПРЕДИСЛОВИЕ
ний и подробного теоретического анализа. Для полного изуче-
ния этих вопросов следует пользоваться дополнительной лите-
ратурой, список которой приведен в конце книги.
Разработка россыпей изложена по единой для всех способов
классификации. Приняты также единые условные обозначения,
помещенные в приложении. При пользовании условными обо-
значениями следует помнить, что русскими буквами обозначены
размеры горных машин, данные о запасах и экономические по-
казатели; латинскими — размеры выработок, сооружений и
технические показатели; греческими — безразмерные коэффици-
енты и углы.
Книга, рассматривающая в комплексе все способы разработ-
ки россыпей и основы проектирования, выходит впервые. Автор
будет весьма признателен читателям, которые сообщат свои
замечания и соображения по затронутым в книге вопросам.
В разделе пятом главы I—VI написаны совместно с канд.
техн, наук В. В. Сборовским.
Автор считает своим долгом выразить благодарность офи-
циальным рецензентам — заместителю председателя Северо-Во-
сточного совнархоза В. П. Березину и доценту Иркутского поли-
технического института канд. техн, наук В. А. Кудряшеву, а
также зав. кафедрой разработки месторождений Московского
ордена Трудового Красного Знамени Института стали проф.,
докт. техн, наук Г. Н. Попову, проф., докт. техн, наук Б. П. Бо-
голюбову и проф., докт. экон, наук С. Я. Рачковскому за ряд
ценных советов и указаний по рукописи.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Глава I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
1. ТИПЫ РОССЫПЕЙ
Россыпями называются рыхлые или сцементированные от-
ложения обломочных пород, содержащие отдельные зерна по-
лезного ископаемого. Россыпи относятся к вторичным месторож-
дениям, образовавшимся вследствие разрушения коренных руд-
ных месторождений. На образование россыпей большое влияние
оказывают скорость разрушения горных пород, количество осад-
ков, стекающих в долины, и изменение их уклона вследствие
периодических подъемов и опусканий суши относительно уровня
моря, а также условия осаждения частиц разрушенных горных
пород. Таким образом, образование россыпей связано с экзоген-
ным и эндогенным процессами [1J, т. е. выветриванием, денуда-
цией, эрозией, изменением базиса эрозии и аккумуляцией, кото-
рые непрерывно происходят на земной поверхности. В зависи-
мости от расположения относительно коренного месторождения,
из которого они образовались, различаются элювиальные, делю-
виальные, аллювиальные и другие россыпи.
На земной поверхности россыпи залегают в поймах, на скло-
нах и возвышенностях у водоразделов, а также в озерах и морях.
Расположение россыпи определяет залегание пласта песков с
полезным ископаемым и оказывает большое влияние на техноло-
гию разработки. В зависимости от расположения на земной
поверхности различают следующие наиболее распространенные
типы россыпей.
Верховые (нагорные) россыпи (рис. 1) залегают преимущест-
венно на возвышенностях, занимая пространство по склону от
верхней границы выхода коренного месторождения на поверх-
ность до ближайшей низины. Они характеризуются крутым
(0,1—0,4) уклоном и залеганием на небольшой глубине, непо-
средственно под слоем дерна. Наносные отложения содержат
обломки пород в виде дресвы и щебня без заметного разделения
по крупности. Мощность отложений обычно составляет 0,5—4л<.
Верховые россыпи относятся к элювиально-делювиальным.
Ключевые (ручьевые) россыпи (см. рис. 1) залегают в овра-
гах, логах, балках, распадках и по долинам небольших ключей.
8
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
Наносные отложения содер-
жат слабо окатанную гальку и
валуны с малым разделением
по крупности. Пласт песков с
полезным ископаемым трудно
выделяем и, кроме того, он не
всегда приурочен к нижней
толще россыпи. Глубина зале-
гания отложений в верхней ча-
сти лога небольшая; начиная с
0,5 м, к нижней части она по-
степенно увеличивается до
4—10 м. Протяженность таких
россыпей колеблется от 0,2 до
2 км при ширине 10—50 м, г
уклон изменяется от 0,01 до
0,1 м. Ключевые россыпи явля-
ются переходными от делюви-
альных к аллювиальным и со-
держат делювиальные, колю-
виальные, пролювиальные и
аллювиальные отложения. Эти
россыпи образуются вследствие
переноса обломочных отложе-
ний из верховых россыпей.
Долинные (пойменные) рос-
сыпи (см. рис. 1) образуются
от размыва ключевых и выше-
лежащих террасовых россы-
пей. Они залегают в больших
ключах и поймах речек и рек.
Пласт песков распространяет-
ся на часть поймы долины и
часто не связан с современным
руслом потока. Наносные отло-
жения этих россыпей отлича-
ются лучшей окатанностью и
отсортированностью, меньшим
количеством валунов, особенно
в нижних частях долин. В тол-
ще россыпи встречаются от-
дельные прослойки глинистых
и песчанистых пород с галькой
и валунами. Пласт песков вы-
деляется достаточно четко и
обычно приурочен к нижней
половине отложения. Часто в
Рис. I. Типы россыпей
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
9
россыпи содержится несколько пластов с полезным ископаемым.
В больших долинах со спокойным залеганием пласты песков
выдержаны на значительном протяжении и обладают относи-
тельно равномерно изменяющимся содержанием полезного иско-
паемого.
Небольшие долинные россыпи, отложившиеся в поймах боль-
ших ключей, имеют протяженность 1—8 км с уклоном 0,01—0,05;
глубину от 2 до 20 м и ширину в верхней части 10 м и в нижней
до 150 м.
В поймах речек или рек протяженность долинных россыпей
достигает 20 км, а иногда 50—80 км\ глубина таких россыпей
колеблется от 3 до 60 м, а ширина от 200 м до 2 км. Уклон в вер-
ховьях не превышает 0,04, в нижних же частях больших долин
он может снижаться до 0,001.
Долинные россыпи относятся к аллювиальным. Из долинных
россыпей добывается большая часть полезного ископаемого, по-
лучаемого из россыпных месторождений.
Русловые и косовые россыпи (см. рис. 1) образуются от раз-
мыва долинных и увальных россыпей и связаны с современным
руслом ручья или речки. Русловые россыпи залегают на дне
речки, непосредственно на плотике или на отложениях долинной
россыпи. Мощность отложений невелика, причем россыпь не
имеет торфов. В русловых россыпях пласт песков не выдержан,
встречаются обогащенные струи или гнезда.
Косовые россыпи залегают на верхней части отмелей. Отло-
жения здесь мелкозернисты и хорошо окатаны. Зерна полезного
ископаемого также мелки, например косовое золото. Металл или
минералы в верхних частях речных наносов обычно залегают в
тонких пропластках, чередующихся с тонкими слоями пустых
пород. Общая мощность пласта песков около 0,5 м. Металло-
носный пласт не выдержан.
Русловые и косовые россыпи находятся в постоянном движе-
нии и особенно быстро перемещаются по руслу во время поло-
водья, а будучи выработанными, могут восстанавливаться.
Увальные и террасовые россыпи (см. рис. 1) представляют
собой остатки старых долинных россыпей, образовавшихся в то
время, когда ложе долины (плотик) находилось выше современ-
ного уровня реки. Вследствие увеличения уклона долины и мощ-
ности водного потока русло речки углубилось. Водный поток
сначала размыл отложившуюся долинную россыпь, а затем
врезался в скальное ложе и углубил долину.
При уменьшении уклона долины в последующем на вновь
образовавшемся плотике, залегающем на более низком уровне,
осаждается новая долинная россыпь. Оставшиеся неразмытыми
части старой россыпи, залегающие на четко выраженном усту-
пе, относят к террасовым. В долинах многих речек наблюдается
несколько (до семи) террасовых россыпей, расположенных одна
10
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
над другой в пределах от 1 до 100 м относительно современного
уровня воды в реке. Чаще всего террасовые россыпи находятся
выше уровня воды на 3—30 м.
Остатки старых долинных россыпей, отложившихся на поло-
гом склоне, плотик которых плавно сопрягается с плотиком со-
временной долинной россыпи, относят к увальным россыпям.
Террасовые и увальные россыпи могут встречаться по всей
долине, в которой залегает пойменная россыпь. Длина россыпи,
расположенной на склоне долины и не изрезанной протоками,
впадающими в долину, колеблется от 100 м до 15 км. Ширина
также изменяется в больших пределах — от нескольких метров
до 1,5 км. По глубине и по характеру наносных отложений эти
россыпи близки к долинным.
Погребенные россыпи (см. рис. 1) встречаются в современных
долинах; они образовались за счет старых пойменных россыпей.
Плотик этих россыпей располагается ниже плотика современной
пойменной россыпи, а сверху россыпь перекрывается делювиаль-
ными или илисто-глинистыми современными аллювиальными от-
ложениями.
Образование погребенных россыпей связано с уменьшением
уклона долины и усиленным перемещением обломочных пород с
одного из увалов, вследствие чего речной поток передвигается в
сторону противоположного увала, а ложе долины повышается.
Глубина погребенных россыпей достигает 100—120 м\ протя-
женность их обычно составляет 0,5—5 км.
Древние пойменные россыпи (см. рис. 1) являются остатками
долинных россыпей древней речной сети. Они в основном сохра-
нились на возвышенностях вблизи водоразделов смежных со-
временных долин. Глубина древних россыпей достигает 70 м\
протяженность сохранившихся отдельных площадей не превы-
шает 1—2 км, хотя остатки этих россыпей могут прослеживать-
ся на значительном расстоянии.
Морские береговые россыпи (см. рис. 1) образуются в полосе
морского прибоя. Морские отложения мелкозернисты; торфа
обычно отсутствуют; мощность пласта песков колеблется от не-
скольких сантиметров до 1,5 м. Ширина россыпей обычно со-
ставляет 10—100 м, а протяженность их вдоль берега может
достигать нескольких десятков километров. Вследствие подъема
суши на некотором расстоянии от современного берега на более
высоком уровне могут находиться старые — террасовые берего-
вые морские россыпи. Такие россыпи имеют песчанистые торфа
мощностью до 1—3 м, а пласт песков достигает 2—3 м.
Морские береговые россыпи содержат такие полезные иско-
паемые, как ильменит, рутил, циркон и монацит.
Морские глубинные (донные) россыпи (см. рис. 1) образуются
на некотором расстоянии от морского берега под влиянием мор-
ских течений. Пласты песков имеют мощность от 1 до 25 м и
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
11
сложены из мелкозернистых пород. Торфа мощностью 2—30 м
образованы тонкозернистыми песчаными и глинистыми порода-
ми. Эти россыпи простираются в длину на многие километры;
ширина их промышленной части составляет 0,5—1 км. Морские
глубинные россыпи обычно содержат ильменит, рутил, циркон и
алмазы.
Древние морские россыпи (см. рис. 1) встречаются на возвы-
шенностях около «водоразделов долин. Они являются остатками
морских береговых россыпей. Наносные отложения их — мелко-
зернистые с окатанной галькой, мощность не превышает 2 м.
2. СТРОЕНИЕ
Наносные обломочные отложения россыпей большей частью
представлены песчано-глинисто-галечными породами. Эти поро-
ды различают по крупности и окатанности зерен (табл. 1).
Таблица 1. Классификация пород наносных отложений
Размер кусков и зерен, мм Породы
окатанные угловатые
Более 400 200—400 100—200 50—100 20—50 2—20 0,1—2 0,01-0,1 Менее 0,01 Крупные валуны Валуны Мелкие валуны Булыжник Галька Мелкая галька (гравий) Песок Ил (пыль) Глина Валуны, глыбы Плитняк Щебень Дресва
Обычно наносные отложения имеют зерна различной круп-
ности. Такие породы подразделяются на следующие виды: пес-
чаные (супеси), когда песок содержит не более 10% глины;
глинистые (суглинистые)—при наличии глины более 10%;
мелкие речники, образованные из смеси песка и мелкой гальки,
крупные речники — то же, что и мелкие, но включающие еще
и крупную гальку; глинистые речники, содержащие кроме пес-
ка и гальки еще и глину.
По количеству валунов породы россыпи подразделяются на
очень валунистые — с содержанием валунов 10—30%; валуни-
стые — от 3 до 10%; средневалунистые— с содержанием валу-
нов от 1 до 3%; маловалунистые, в которых содержится менее
1% валунов. По общему количеству камня, т. е. гальки, булыж-
ника и валунов, породы подразделяются на каменистые, в ко-
торых содержание камня превышает 60%; средней каменисто-
сти, содержащие 30—60% камня, и малой каменистости, с
содержанием менее 30% камня.
12
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
При отсутствии в породах глины взаимное сцепление частиц
очень мало, а поэтому водный поток быстро размывает и раз-
рыхляет породы, что значительно облегчает извлечение зерен
полезного ископаемого. С увеличением количества глины размыв
пород затрудняется. По этому признаку речники и песчанистые
породы относятся к промывистым, легкие суглинистые породы —
к среднепромывистым и тяжелые суглинистые и глинистые поро-
ды — к труднопромывистым.
Часто породу, извлекаемую из горных выработок, неправильно именуют
грунтом [100]. Под грунтом следует понимать породу, являющуюся основани-
ем различных сооружений. Термин «грунт» в инженерной геологии применяют
в таких же целях, как термины «пески» и «руда» в горном деле. Переносить
термин «грунт» в процессы разработки месторождений так же нецелесооб-
разно, как и термины «пески» и «руда» для наименования естественных осно-
ваний в строительном деле.
Для отделения породы от массива в зависимости от ее свойств
приходится затрачивать различное количество физического труда
и механической работы. Трудоемкость выемки пород зависит от
коэффициента их крепости и категории пород. Коэффициент кре-
пости определяет общую сопротивляемость пород воздействию
внешних сил; он, в частности, пропорционален временному сопро-
тивлению образца породы сжатию. Категория пород устанавли-
вается на основании относительной трудоемкости их выемки.
В наиболее распространенных условиях талые породы россыпи
имеют коэффициент крепости f = 0,5—1,5 и относятся к I—III
категориям по классификации единых норм 1957 г.
Внешняя нагрузка на породу вызывает явление сдвига (сре-
за). Временное сопротивление пород сдвигу зависит от внутрен-
него трения между частицами породы и от взаимного сцепления
этих частиц. В скальных породах частицы в основном связаны
сцеплением, которое, будучи нарушено внешними силами, не вос-
станавливается.
В рыхлом песке взаимное сцепление ничтожно мало и сопро-
тивление, оказываемое внешним воздействиям, в основном вызы-
вается трением между частицами; трение зависит от влажности
пород: с повышением влажности оно снижается. Поэтому коэф-
фициент крепости песчаных пород при увеличении влажности
уменьшается, а мелкозернистый песок при увеличении влажности
свыше определенного значения превращается в плывун.
В глинах в значительной степени проявляется и внутреннее
трение частиц, и взаимное их сцепление. На сцепление глинистых
частиц большое влияние оказывает их влажность. При малой
влажности сцепление достигает больших значений; при этом, бу-
дучи нарушено, оно не восстанавливается. С увеличением влаж-
ности сцепление уменьшается, но одновременно появляется его
способность при нарушении вновь восстанавливаться. Поэтому
глинистым породам при влажности порядка 20% свойственна оп-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
13
ределенная вязкость. Куску такой глины можно придать любую
форму без нарушения сцепления частиц, т. е. возникает явление
пластичности. При дальнейшем увеличении влажности глина пе-
реходит в текучее состояние.
По этим причинам коэффициент крепости у песка меняется по
мере изменения влажности от 0,1 до 0,8, а у глии от 0,1 до 1,5.
Увлажнение глин не только снижает их крепость, но и увели-
чивает объем обычно на 5—10%. Набухание глин объясняется
утолщением пленок воды. После насыщения водой глины стано-
вятся водонепроницаемыми. При увлажнении песка его объем
увеличивается незначительно.
Присутствие глины среди более крупных зерен породы по-
вышает сцепление частиц, т. е. порода как бы цементируется,
что приводит к повышению коэффициента крепости. Под воз-
действием железистых, кварцевых и других растворов цемента-
цией может быть охвачена вся россыпь или отдельные ее слои.
В зависимости от степени цементации коэффициент крепости
пород повышается %of = 2—6.
Наносные отложения россыпей всегда содержат воду, нахо-
дящуюся в свободном или физически связанном состоянии. Во
время мороза вода превращается в лед, увеличиваясь в объеме
на 9%. При температуре 0—1°С замерзает вода, находящаяся в
свободном состоянии, а при ^-30° С начинает замерзать связанная
вода в капиллярах, а также пленочная, находящаяся под воздей-
ствием молекулярных сил. Температура пород большинства мер-
злых россыпей выше —7° С, поэтому связанная вода обычно
находится в незамерзшем состоянии. При значительной влажно-
сти и наличии в породах свободной воды образующийся в них
лед соединяет отдельные зерна и породы как бы превращаются
в сплошные—скального типа. При этом коэффициент крепости
в зависимости от количества влаги, зернового состава и темпе-
ратуры мерзлой породы повышается в 2—5 и более раз. Так,
у малоувлажненных крупнозернистых пород («сушенцев») он
повышается незначительно, зато у влажных песчано-глинистых
пород при низких температурах временное сопротивление сжа-
тию увеличивается в десятки раз.
При замерзании объем одних пород увеличивается, а других
уменьшается или остается неизменным. Усадка наблюдается
у пород, которые при увлажнении набухают. Так, линейные раз-
меры образца песка, насыщенного до полной влагоемкости, при
замерзании увеличиваются примерно на 2%; объем образцов
глины с влажностью 24% уменьшается на 0,4—0,6%.
Во время замерзания влажность пород несколько уменьшает-
ся, вследствие испарения, и в них происходит перераспределение
влаги. В глинах при влажности, превышающей максимальную
молекулярную влагоемкость, образуются трещины, которые
заполняются льдом, вследствие чего влага сосредоточивается в
14
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
прожилках и включениях (за счет снижения влажности вну-
тренних частиц). У замерзшего песка лед сосредоточивается
также у поверхностей охлаждения.
При оттаивании объем глины несколько увеличивается и по-
рода оказывается разделенной мельчайшими трещинами, по-
верхность которых переувлажнена. Вследствие этого глина как
бы разрыхляется, и коэффициент ее крепости уменьшается даже
по сравнению с коэффициентом крепости до замерзания. Пес-
чаные породы при оттаивании уменьшаются в объеме, а крепость
их несколько снижается. Таким образом, песчано-глинистые по-
роды при оттаивании разрыхляются, а коэффициент крепости
обычно снижается до 0,4—0,6.
Объемный вес пород в плотном теле составляет 1,8—2,1 т/аг
и в наиболее распространенных случаях для речников равен
1,95 t/jw3. С повышением валунистости объемный вес увеличи-
вается; на вечномерзлых россыпях с повышением льдистости он
уменьшается и для льдистого илистого растительного торфа
снижается до 1,2 t/jw3.
Россыпи залегают в ложе долин и оврагов на изверженных
или осадочных скальных породах, образующих основание рос-
сыпи, называемое плотиком (постелью, почвой, бедроком). Пло-
тик может быть представлен гранитом, дунитом, змеевиками,
глинистыми сланцами, известняками и другими породами, при-
чем породы, образующие плотик, на протяжении одной и той
же россыпи могут быть различными.
Породы, слагающие плотик, в большей или меньшей степени
разрушены. Верхняя часть плотика может быть представлена
даже дресвой, в которой кусковатость с глубиной постепенно
увеличивается и дресва переходит в щебень и плитняк. Дресва
и щебень распространяются иногда на глубину до 1,5 м. На боль-
ших глубинах плотик переходит в сильнотрещиноватую легко
поддающуюся разработке скалу, а затем в средне- и малотрещи-
новатую скалу.
Неровная поверхность плотика и наличие в нем трещин соз-
дают благоприятные условия для задержания металла или мине-
рала, который может проникнуть на некоторую глубину, если
трещины не заилены глинистыми породами. В таких россыпях
верхний слой плотика может быть металлоносным.
На отдельных россыпях наносные отложения залегают непо-
средственно на малотрещиноватых скальных породах, а верхний
древесно-щебенистый слой может отсутствовать.
В зависимости от свойств горных пород поверхность плотика
может быть различной. Так, плотик, образованный кристалличе-
скими породами, имеет относительно ровную поверхность с не-
большой волнистостью (рис. 2, а). У плотика, сложенного изве-
стняками, на поверхности образуются углубления, ямы, карманы,
карсты глубиной до 5 м и более. В плотике, сложенном из напла-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
15
стоваиных под углом глинистых сланцев, отсутствуют глубокие
впадины, но он имеет ребристую щеткообраз1ную поверхность. На-
иболее ребристая поверхность бывает при толщине прослойков
сланца 5—20 мм, при достаточной их прочности, но различной
твердости. Большое влияние на задержание металла или минера-
ла оказывают направление и угол падения напластований сланца.
ОТ вг
Рис. 2. Строение пойменной россыпи:
1 — богатые пески; 2 — пески со средним содержанием металла;
3 — пески с невысоким содержанием металла
Коэффициент крепости плотика в зависимости от степени
его разрушения может быть от 1 до 10, в основном же f = 3—6.
Породы россыпи, содержащие зерна полезного ископаемого,
называют песками. Пески с промышленным содержанием, выде-
ленные в обособленный слой, называются пластом. Породы, не
содержащие полезного ископаемого или содержащие его в не-
значительных количествах, называют торфами. Пескам в общих
16
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
случаях более свойственна крупнозернистость, т. е. они в ос-
новном представлены речниками с галькой и валунами или гли-
нистыми речниками или песком. Торфа в общих случаях сложе-
ны из тонкозернистых пород, т. е. песчано-глинистых, глин, и
реже из мелкозернистых речников. Четко выраженной границы
между пластом песков и торфами может и не быть, тогда пески
постепенно переходят в торфа с уменьшением содержания по-
лезного ископаемого.
На россыпном месторождении необходимо различать паде-
ние, простирание и глубину. Падение россыпи соответствует ос-
новному направлению движения водного потока, образовавшего
россыпь. Протяженность россыпи по падению является длиной
россыпи. Простирание россыпи перпендикулярно основному на-
правлению движения водного потока. Протяженность россыпи по
простиранию является ее шириной. Глубина или мощность рос-
сыпи— расстояние по вертикали от ее поверхности до плотика.
Расстояние по вертикали от поверхности земли, а на затоплен-
ных россыпях от уровня воды до плотика является глубиной
залегания россыпи; глубина залегания пласта определяет рас-
стояние от тех же поверхностей до кровли пласта песков.
Расположение пласта и распределение металла в песках. На
россыпях с простым строением в толще наносных отложений
имеется один пласт песков, который обычно залегает на плотике
(рис. 2, б). Однако многие россыпи, особенно глубокие, имеют
сложное строение, в них встречается ряд металлоносных про-
пластков, залегающих на разных уровнях (рис. 2, в). В такиг
россыпях пустые породы, подстилающие верхние пласты песков,
являются ложным плотиком.
Ширина россыпей изменяется в широких пределах — от 5 м
до 2 км. По ширине россыпи следует подразделять на: очень
узкие — шириной менее 20 м, узкие 20—50 м, средние 50—150 л,
широкие 150—500 м, очень широкие — более 500 м.
Мощность пласта песков изменяется обычно в пределах от
0,2 до 3 м и только в отдельных раздувах и западениях увели-
чивается до 5—15 м. Пласт мощностью от 0,8 до 1,2 м обычно
относят к средней мощности. В поперечном сечении долины мощ-
ность пласта непостоянна: обычно пласт выклинивается к краям,
в средней же части — месте расположения древнего русла —
мощность пласта больше.
Полная глубина россыпи (мощность) колеблется от 1 до
100 м. По глубине россыпи следует подразделять на: глубиной
менее 3 м — мелкие; глубиной 3—6 м очень неглубокие; глуби-
ной 6—12 м — неглубокие; глубиной 12—20 м — средней глуби-
ны; глубиной 20—50 м — глубокие; глубиной более 50 м — очень
глубокие.
В верховьях россыпь обычно имеет наименьшую глубину.
Вниз по длине глубина россыпи увеличивается, достигая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
17
наибольших значений обычно немного ниже среднего течения, по-
сле чего глубина ее постепенно уменьшается. Условия отложе-
ния наносов по длине долины могут резко изменяться. Поэтому
указанная закономерность на многих россыпях не выдержи-
вается, и наибольшая глубина наблюдается в местах, где усло-
вия осаждения наносов наиболее благоприятны.
Количество химически чистого металла в 1 ;и3 песков, выра-
женное в миллиграммах или граммах, называется содержанием
Рис. 3. Распределение металла в россыпи:
1 — струя; 2 — высокое содержание; 3 — среднее содержание; 4 — бедное
содержание
на пласт. Содержание на массу определяет среднее количество
металла на 1 м3 во всей толще наносных отложений россыпи
(включая торфа). При добыче ценных минералов содержание
указывается в граммах или килограммах минерала, алмазов —
в миллиграммах, граммах или каратах (1г = 5 каратам).
Содержание металла или ценных минералов в песках изме-
няется по длине и ширине россыпи. Основное влияние на рас-
пределение металла в песках оказывают: расположение источ-
ников металлоносности, содержание металла в коренном место-
рождении, крупность зерен, условия разрушения месторождения
и осаждения наносов. В распределении металла или минерала
наблюдается известная закономерность; так, преимущественно в
средней части россыпи сосредоточиваются пески с наиболее вы-
соким содержанием металла, называемые струей, а по направле-
нию к увалам долины содержание его постепенно уменьшается
(рис. 3, ^). В отдельных случаях струя может смещаться и рас-
полагаться ближе к одному из увалов долины. Содержание ме-
талла постепенно уменьшается также вниз по долине по мере
2 С. М. Шорохов
18
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
удаления от коренного месторождения. Отдельные коренные ме-
сторождения могут залегать на протяжении нескольких десятков
километров вдоль долины. В таких случаях закономерность в
изменении содержания металла может быть нарушена (в зави-
симости от его содержания) на отдельных участках.
В больших долинах при малых уклонах и ровном плотике
пласт россыпи тянется на значительных расстояниях, не выкли-
ниваясь и мало меняясь по мощности и ширине, крупные валуны
встречаются редко, а самородки отсутствуют и содержание ме-
талла изменяется равномерно (рис. 3, а). Наиболее богатая
часть россыпи — струя — не прерывается и достаточно постоян-
на по размерам. К бортовым частям россыпи и вниз по падению
содержание, как правило, равномерно убывает. Такие место-
рождения относятся к выдержанным, с равномерным распреде-
лением полезного ископаемого. К этой группе относят морские,
донные и пойменные россыпи больших рек.
К россыпям средней выдержанности относят месторождения,
с относительно постоянной шириной пласта, но с неравномерным
распределением полезного ископаемого. На таких россыпях
струя имеет пережимы, иногда разделяясь на две или вновь сое-
диняясь, причем ширина ее сильно меняется (рис. 3, б). Плотик
россыпи всегда ровный и имеет более крутое падение. В песках
встречаются самородки, которые, однако, не оказывают суще-
ственного влияния на среднее содержание по россыпи. В преде-
лах промышленной части россыпи не всегда выдерживается
определенная закономерность в изменении мощности пласта.
К этой группе относят пойменные россыпи обычных речек, круп-
ные террасовые и морские береговые россыпи.
На невыдержанных россыпях мощность и ширина пласта, а
также содержание изменяются в значительных пределах, при-
чем в этих изменениях не наблюдается постоянной закономер-
ности. Россыпь имеет крутое падение, содержит валуны, а плотик
часто бывает неровным. Размеры зерен полезного ископаемого
непостоянны, встречаются самородки, существенно влияющие на
среднее содержание металла по всей россыпи. К этой группе
относят ключевые россыпи, пойменные россыпи небольших речек
в сложных условиях залегания, большие верховые (нагорные)
и русловые, а также небольшие террасовые и морские береговые
россыпи.
К очень невыдержанным (кустовым) россыпям (рис. 3, в)
относят месторождения, у которых пласт на отдельных площа-
дях часто выклинивается и содержание в нем металла снижается
до ничтожных значений. Вследствие этого промышленные пло-
щади чередуются с непромышленными. На таких россыпях по-
верхность плотика очень неровная и значительное количество
полезного ископаемого находится в трещинах и западениях.
К этой группе относятся небольшие ключевые россыпи со слож*
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
/5
ними условиями залегания, небольшие верховые, русловые и
косовые россыпи.
Таким образом, по степени выдержанности пласта и распре-
делению металла россыпи подразделяют на: выдержанные,
средней выдержанности, невыдержанные и очень невыдержан-
ные (кустовые). Подразделение россыпей по этому признаку
затрудняет выбор наиболее целесообразного расположения раз-
ведочных линий и выработок при разведке россыпей. Большего-
внимания заслуживает подразделение россыпей на пять групп [1].
Водоносность. Большинство россыпных месторождений отли-
чается значительной водоносностью. Вода поступает на место-
рождения из речек в виде осадков, а также от подземного при-
тока. На верховых, террасовых и некоторых увальных россыпях
основным источником обводнения являются осадки, а подзем-
ный приток может совершенно отсутствовать. Пласт таких рос-
сыпей остается сухим на протяжении всего года, если торфа
представлены водонепроницаемыми породами.
Ключевые россыпи более водоносны, поскольку весной и осе-
нью по руслу обязательно стекают поверхностные воды. Летом
(в зависимости от местности) ручей пересыхает и поверхностный
сток прекращается или снижается до 1 —10 л!сек. Подземный
приток на талых ключевых россыпях может отсутствовать или
быть незначительным. Ключевые россыпи с многолетней мерз-
лотой обычно не имеют притока подземных вод.
Долинные россыпи относятся к одним из наиболее водонос-
ных. Поверхностный сток в долине обычно выдерживается на
протяжении всего года, причем в зависимости от площади во-
досбора, местности и времени года секундный расход может
изменяться от 1 л до 400 ж3. Летом секундный расход обычно
колеблется от 10 л до 5 ж3. Поверхностный сток воды может
прекращаться при малых площадях водосбора в наиболее жар-
кие летние месяцы, а на мерзлых россыпях — зимой, когда реч-
ки и россыпи полностью промерзают.
Подземный приток на талых долинных россыпях во многом
зависит от водоносности речки и водопроницаемости (коэффи-
циента фильтрации) наносных отложений.
На мерзлых россыпях приток подземных вод зависит также
от наличия межмерзлотных вод, которые перемещаются по та-
ликам. Если межмерзлотных вод нет, то подземный приток от-
сутствует, при наличии же водоносных таликов он может быть
таким же, как и на талых россыпях.
Водоносность морских россыпей во многом определяется
расположением их относительно ближайших водных источников.
Современные морские береговые россыпи наиболее водоносны.
Если древние морские глубинные россыпи залегают на возвы-
шенностях и на ложном плотике, сложенном песчаными, поро-
дами, подземный приток на них отсутствует.
20
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ
3. ПРОМЫШЛЕННОЕ ЗНАЧЕНИЕ РОССЫПЕЙ
При разработке россыпей под полезным ископаемым пони-
мают конечную продукцию, сдаваемую приисками, т. е. самород-
ные металлы, ценные кристаллы или минералы, которые извле-
кают из недр для промышленного использования. Промышлен-
ное значение имеют россыпи, содержащие не растворяющиеся
:в воде, достаточно прочные зерна полезного ископаемого, кото-
рые не могут быстро измельчаться при переносе их водным по-
током. Из россыпей добывают следующие полезные ископаемые:
самородные металлы — золото и платину; ценные кристаллы —
алмазы, оптический кварц и янтарь; титановые минералы —
ильменит и рутил; редкометальные и редкоземельные минера-
лы — циркон, монацит; оловянно-вольфрамовые минералы — оло-
вянный камень (касситерит), вольфрамит, гюбнерит; тантало-
ниобиевые минералы — танталит, колумбит, лопарит, пирохлор
и др.
Удельный вес добычи этих полезных ископаемых из россып-
ных месторождений в Советском Союзе примерно следующий:
70% золота и алмазов, 60% титана, тантала, циркония, оптиче-
ского кварца и редкоземельных металлов, 35% олова, 7% плати-
ны. В ближайшем семилетии намечается значительный рост
добычи из россыпей алмазов и титана. Удельный вес добычи
золота несколько увеличится за счет освоения новых россыпных
месторождений на севере; при общем росте добычи алмазов из
россыпей удельный вес их снизится, так как будут введены в
эксплуатацию рудные месторождения; удельный вес добычи
олова и тантала из россыпей снизится; 90% титана и циркония
будет добываться из россыпей.
По объему горных работ и обогащению предприятия, разра-
батывающие россыпные месторождения, занимают одно из пер-
вых мест в горнодобывающей промышленности СССР. Большой
удельный вес добычи благородных и редких металлов из рос-
сыпей объясняется тем, что россыпные месторождения требуют
меньших капитальных вложений на строительство предприятий
и обеспечивают меньшую среднюю себестоимость добычи
металла.
Большинство полезных ископаемых, добываемых из россы-
пей, извлекают также и из рудных месторождений. При разра-
ботке россыпей имеются следующие преимущества перед разра-
боткой рудных месторождений.
1. При разработке большинства россыпей не нужны дорого-
стоящие и трудоемкие буровзрывные работы, затраты на кото-
рые значительны при добыче руд, представленных обычно креп-
кими скальными породами.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 21
2. Основные запасы полезных ископаемых находятся «в рос-
сыпях на глубине менее 25 м, что позволяет разрабатывать их
в основном открытыми работами с применением мощных и вы-
сокопроизводительных горных машин при небольших удельных
капитальных вложениях и с невысокой себестоимостью выемки
песков.
3. Для извлечения полезного ископаемого из песков не нуж-
но применять дорогостоящие обогатительные процессы, как на-
пример дробление, флотацию, цианирование и др. Полезное ис-
копаемое из песков извлекают наиболее дешевыми и высокопро-
изводительными способами путем промывки песков в воде с
выделением зерен полезного ископаемого из массы пустых пород
на основе разницы в их удельных весах.
4. Условия разработки россыпей благоприятствуют примене-
нию поточной организации производства, комплексной его меха-
низации и автоматизации.
Вследствие этого добыча песков обходится дешево. Напри-
мер, на наиболее крупных уральских 380-литровых драгах добы-
ча обходится, включая выемку и промывку, 15 коп. 1 м\ а под-
земная добыча 1 м3 мерзлых песков с промывкой на небольших,
но механизированных шахтах — 7 руб. Таким образом, извлече-
ние из недр и обработка единицы объема песков из россыпных
месторождений на подземных работах в 1,5—6 раз, а на откры-
тых работах в 20—80 раз дешевле добычи и обработки единицы
объема руды тех же металлов на рудных месторождениях. Этим
объясняется широкое развитие добычи полезных ископаемых из
россыпей.
Глава II. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ
РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
1. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОБЗОР
Оловоносные и золотоносные россыпи в нашей стране разра-
батываются с древнейших времен. На Южном Алтае по ряду
ключей у поселков Горное и Высокогор-ка сохранились следы
древних разрезов, в которых добывались оловоносные пески [4].
При повторной разработке этих россыпей в недавнее время на-
ходили на плотике не только каменные и бронзовые орудия (но-
жи, наконечники копий и стрел и др.), но. и каменный горный
инструмент. На Южном Урале при отработке золотоносных
россыпей Орлово-Надеждинсколо и Васильевского болот были
найдены медные топоры. Бронзовые изделия находили также
при разработке золотоносных россыпей Ферганской долины и
Памира. Некоторые из россыпей разрабатывали в I—III тыся-
челетиях до нашей эры. Эти разработки относятся к так назы-
ваемым «чудским» работам,
22 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В санскритской, древнекитайской и древнегреческой литера-
туре имеются сведения о добыче в южных областях нашей стра-
ны золота из россыпей в I тысячелетии до нашей эры. Можно
считать, что разработка россыпей по р. Яхсу и другим притокам
Пянджа и Вахша на Памире ведется с древнейших времен без
перерыва до наших дней.
Первое письменное сообщение о добыче золота из россыпей
Урала относится к 1669 г., о чем упоминается в летописи Дол-
матовского монастыря. Начало золотого промысла на Урале
принято относить к 1745 г., когда Ерофей Марков сдал найден-
ный им на Березовской верховой (элювиальной) россыпи кварц
с крупинками золота, после чего было открыто рудное место-
рождение и началась его разработка.
Еще до открытия россыпных месторождений золота на Урале
М. В. Ломоносов в своих работах указывал на необходимость
поисков и развития добычи золота из россыпей.
Все крупнейшие золотоносные и платиновые россыпи Урала
по рр. Миасс, Исеть, Нейва, Ис, Салда, Висим открыты в период
с шестидесятых годов XVIII и по тридцатые годы XIX в.
Исключительную роль в развитии добычи золота из рос-
сыпей на Урале сыграл штейгер Л. П. Брусницын, который в
1814 г. организовал первые крупные разработки золотоносных
россыпей и на опыте доказал их преимущество перед рудны-
ми месторождениями. После этого на Урале началось бур-
ное развитие разработки золотых, а затем и платиновых рос-
сыпей.
С тридцатых годов XIX века разработку россыпей начали
на Южном Алтае, в Мариинской тайге и на притоках р. Енисея.
Так, золото добывали из россыпей на р. Кундат, Кожух, Балык-
са, Уса, Сарала, Июс и в Енисейской тайге по рр. Удырей и
Енашимо.
В 1843 г. были открыты Ленские россыпи в Дальней тайге
в верховьях р. Жуя, а затем и на р. Бодайбо. Уже в 1866 г. в
значительных объемах производилась разработка россыпей За-
байкалья и по верхним и средним притокам Амура. В этих обла-
стях наиболее крупные россыпи расположены по рр. Ципикан,
Унда, Могоча, Джалинда, Уркан и по притокам верхнего тече-
ния рр. Зея, Селемджа, Бурея, Бира. Во второй половине XIX в.
начинается разработка россыпей в низовьях Амура, по речкам,
впадающим в озера Удыль, Орель и Чля, и по рр. Семи и Керби.
В Приморье россыпи начали разрабатывать в начале XX в. по
притокам р. Иман и на о. Аскольд.
После Великой Октябрьской социалистической революции
бурное развитие золотодобывающая промышленность получила
в первые две пятилетки. За это время годовая добыча золота
увеличилась в несколько раз. Для этого была проведена большая
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 23
работа по налаживанию серийного выпуска и внедрению новой
техники — производительных драг, гидравлического и другого
оборудования для механизации работ по добыче золота, а также
по разведке новых золотоносных районов.
С 1924 г. начинается разработка Алданских золотоносных
россыпей в долинах р. Ортосала и Куронах. Осенью 1928 г. раз-
ведочная партия, возглавляемая Ю. А. Билибиным, проникла на
р. Колыму и на ее притоке Среднекан встретила старателей,
добывавших золото. Последующие разведки, начавшиеся с 1929 г.,
обнаружили в этом районе россыпи, которые начали разраба-
тываться с 1932 г. Основные Колымские россыпи расположены
по долинам рр. Берелех, Чайурья, Атурях, Хатынах, Омчак. Для
механизации разработки мерзлых россыпей Дальстроем была
проделана большая работа по созданию новой техники и вне-
дрению ее на приисках.
С 1937—1940 гг. приступили к разведке и разработке золотых
россыпей по р. Индигирке, алмазных россыпей по р. Койва на
Урале, а также оловоносных россыпей Южного Алтая. Уже во
время Великой Отечественной войны началась разведка и раз-
работка оловоносных россыпей в нижнем течении р. Яна и око-
ло Чаутской Губы.
В послевоенный период большое внимание было уделено раз-
витию редкометальной промышленности, обнаружены алмаз-
ные россыпи на притоках Вилюя — рр. Мархи, М. Батуобия,
Ирелях и Далдын. Начали разрабатывать также россыпи, со-
держащие оптический кварц.
В последнее время открыты ильминисто-цирконовые россы-
пи в Сибири, золотые россыпи на Чукотке по рр. Малый Аюнь1
и Ичувей, алмазные россыпи на Урале по р. Вишера, лопарито-
вые россыпи, ильменитовые россыпи в европейской части России
и пирохлоровые россыпи в Сибири.
Разработка россыпей в древние времена производилась про-
стейшими приемами, которые можно было встретить лет 30 на-
зад у таджикских старателей. Пески подносили к речке в пле-
теных носилках и промывали на наклонно установленном пле-
теном щите. На щите укрепляли подстриженные ступеньками
бараньи шкуры, на которые насыпали пески, обливали из ковша
водой и ворошили гребком, чтобы выделить шлихи.
Добыча золота вручную, с помощью лопаты, лотка или ков-
ша, также относится к древнейшим способам.
В настоящее время лоток используют только при опробо-
вании.
Русловые россыпи разрабатывались с помощью «пахаря».
Пахарь состоял из плота с воротком и бутары для промывки
песков. Пески зачерпывались со дна черпаком емкостью 10—
«30 л, укрепленным на длинном шесте, и поднимались воротком.
24 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Воду на бутару подавали ручным насосом. На пахаре работало
4—9 человек, производительность труда рабочего — около 0,5 м3
за смену. Этот способ применялся при глубине реки не бо-
лее 3 м. В настоящее время его используют только при разведке
россыпей.
С начала XIX в. делаются попытки механизировать добычу
песков из-под воды. Так, в 1801 г. испытывалась первая паровая
пловучая землечерпалка в устье Невы, а в 1809 г. — на Днепре.
На пахарях, разрабатывающих россыпи, паровые машины были
впервые применены в 1870 г. в Новой Зеландии и возник драж-
ный способ разработки.
В Сибири первые многочерпаковые драги были установлены
на Амурских приисках: Рождественском на р. Кудачи в 1893 г.
и на р. Уруше в 1896 г. Несколько позднее драги начали приме-
нять в Мариинской Тайге и на р. Ис.
С 1900 г. драги начал строить Невьянский завод, а затем
Путиловский и ряд других заводов. С 1928 г. отечественные за-
воды приступили к строительству крупных электрических драг.
В настоящее время заводами изготовляются драги различной
производительности. На россыпях Урала, Сибири и Украины
работает несколько сот драг.
За границей разработка россыпей драгами наиболее распро-
странена на Малайских оловоносных россыпях, где работает
около 100 драг, которыми добывается до 90 млн. л3 пород в год;
в США работает около 30 драг, в Индонезии 25 драг.
Ямные работы на россыпях применялись с доисторических
времен. Они являлись первыми подземными работами. С поверх-
ности до плотика проходилась дудка, и пески поднимались на
поверхность в корзинках с помощью журавля. Пласт выраба-
тывался вокруг ствола, насколько это позволяла кровля, но
обычно в радиусе не более 4 м. В отдельных местах для под-
держания кровли оставляли целики. После этого выработку бро-
сали, а рядом закладывали вторую яму. Усовершенствование
ямных работ началось со второй половины XIX в., когда стали
применять системы разработки с короткими и длинными стол-
бами, а также были механизированы подъем, водоотлив и вен-
тиляция. Это позволило разрабатывать глубокие россыпи под-
земным способом, и в дальнейшем он получил широкое
развитие.
С двадцатых годов XIX в. на уральских россыпях начала
широко применяться разработка так называемым открытым раз-
резом. При этом способе использовались тачки, одноконные
таратайки и ручные бутары для промывки песков. Коренные
усовершенствования этих работ начинаются с внедрения
экскаваторов и скреперов. Первый одноковшовый экскаватор
на россыпях России был применен в 1894 г. на Гороблагодат-
ском прииске по р. Джалон на Амуре. С 1897 г. экскаваторы
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 25
начали применять на Забайкальских россыпях, а в 1898 г. на
Покровском прииске по р. Семи в низовьях Амура. Многоков-
шовые экскаваторы впервые были применены в 1901 г. на рос-
сыпях р. Семи. Первоначально при работе экскаваторов торфа
и пески отвозились по узкоколейной железной дороге конной
или паровой тягой. В 1908 г. на Покровском прииске были при-
менены экскаваторы с плавучими мойками. В настоящее время
на россыпях работает несколько сот одноковшовых экскава-
торов.
Скреперы для разработки россыпей начали применять в кон-
це XIX в., однако удельный вес этого способа в общей добыче
был низок. Появление в начале тридцатых годов крупных колес-
ных скреперов, передвигаемых трактором, содействовало рас-
пространению этого способа на россыпях. Первые колесные
тракторные скреперы на Южном Урале были применены в 1936 г.
на Мухамбетовской россыпи [4, 8], а первый бульдозер — на
Невьянских гидравлических разрезах в 1939 г. С 1944 г. буль-
дозеры начали быстро внедряться на мерзлых россыпях Колы-
мы. В настоящее время на россыпях Сибири работает более
тысячи бульдозеров и несколько сот колесных крупных скре-
перов.
На Уральских приисках с первой половины XIX в. широко
применялись так называемые смывные или буторные (пронос-
ные) работы, при которых размыв и перемещение пород осуще-
ствлялись водным потоком. Для этого по канаве подводят воду
к разрабатываемой площадке. Лопатами и кайлами обрушают
породу в канаву и взрыхляют ее дно, а водный поток сносит
разрыхленную породу, оставляя на дне наиболее тяжелые шли-
хи. На Южном Алтае при разработке оловоносных россыпей
найдены остатки водоподводящей канавы с каменной кладкой,
указывающей на то, что водным потоком пользовались уже «во*
времена, когда употреблялись бронзовые и каменные орудия.
Имеются сведения об использовании водного потока для разра-
ботки россыпей также и в древнем Китае. В настоящее время
смывные работы применяют в основном для вскрыши небольших
объемов торфов.
Смывные работы применялись также с железными жело-
бами (баксовые работы). Породы обрушивали в желоба, по
которым они перемещались водным потоком к промывной
колоде.
Из всех способов разработки, которые применялись на Ураль-
ских россыпях в начале XIX в., смывные (проносные) были
наиболее производительными. Развитие техники коснулось и
этой области. Так, в 1830-х годах на Уральских приисках воду
Для размыва пород подводили под напором. В работе М. Кар-
пинского «Горное дело о золотоносных россыпях» отмечается
существование фонтанов для размыва месниковатых песков.
26 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Теоретические основы движения водного потока и полета водной
наклонной струи, выбрасываемой «водометом» (фонтаном), раз-
бираются П. Мельниковым в книге «Курс практической гидрав-
лики», изданной в 1836 г. С этого времени часто предприни-
мались попытки размывать породы быстролетящей водной
струей.
Русский горный инженер В. Пакуль посетил Калифорний-
ские прииски на следующий год после их открытия, когда рос-
сыпи разрабатывались массой старателей примитивнейшими
способами. Он внедрил там более производительную уральскую
технику разработки, основанную на применении водного пото-
ка и напорной струи. Эти способы в Калифорнии назывались
«русскими способами». Дальнейшее усовершенствование этих
способов привело к созданию современного гидравлического
способа разработки.
В Сибири гидравлический способ был применен в 1864 г. для
смыва торфов на Байкальских россыпях; в 1884 г. К. Ф. Пеньев-
ский производил гидравлический смыв на Ленских россыпях по
р. Негри. В Абаканской тайге на р. Чебалсук в 1888 г. Е. А. Чер-
касов осуществил гидравлическую разработку россыпи в совре-
менном виде. В настоящее время на россыпях Урала и Сибири
работает несколько сот гидравлических разрезов.
За рубежом гидравлический способ разработки наиболее
распространен на оловоносных россыпях Малаи, где примерно
на 250 гидравлических разрезах в год промывают около
50 млн. м2 3 песков.
2. КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ РАЗРАБОТКИ
В настоящее время разработка россыпей производится сле-
дующими основными способами: 1) гидравлическим, 2) драж-
ным, 3) экскаваторным, 4) скреперно-бульдозерным и 5) под-
земным. Распространение отдельных способов разработки рос-
сыпей по районам добычи меняется в зависимости от многих
причин. К основным из них следует отнести глубину и условия
залегания россыпей, степень их выработанности и экономиче-
ские условия.
Разработка россыпных месторождений в ближайшее семиле-
тие расширяется в Сибири и на Украине. В Восточной Сибири
в основном увеличивается добыча из россыпей золота и алма-
зов, а в Западной Сибири и на Украине — редкометальных
минералов. На золотых и алмазных россыпях намечается разви-
вать преимущественно дражный способ разработки. Рост драж-
ной золотодобычи предполагается на Ленских, Амурских, Якут-
ских и Забайкальских россыпях. Возрастет удельный вею
скреперно-бульдозерного способа за счет распространения его
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 27
яа новых россыпях Колымы и Якутии. На золотых россыпях
увеличится удельный вес гидравлической добычи. Гидравличе-
ские разработки с естественным напором будут расширяться
на наиболее удаленных Амурских, Приморских и Ленских
россыпях и в Таджикистане. В районах строительства крупных
электростанций на Енисейских, Колымских и Ленских россыпях
намечено развивать гидравлическую разработку с искусствен-
ным напором; Во много раз увеличится разработка россыпей
с редкометальными минералами. Здесь получат распростране-
ние преимущественно экскаваторный и дражный способы раз-
работки. Подземную добычу золота намечено оставить на преж-
нем уровне, поэтому удельный вес этого способа уменьшится.
Подземный способ будет сокращен на талых россыпях, особен-
но в Ленском районе.
В распространении того или иного способа разработки на-
блюдается определенное чередование. Так, после открытия рос-
сыпных месторождений сначала отрабатывали наиболее бога-
тые и наименее трудоемкие верховые и ключевые россыпи
небольшой глубины и с малыми притоками воды. В этот период
(в XIX в.) были наиболее распространены ручные, конные и
смывные работы открытым разрезом, а в наше время — скре-
перно-бульдозерный и экскаваторный способы, которые более
всего подходят для этих условий и требуют относительно не-
больших капиталовложений и строительства небольших электро-
станций.
После выработки россыпей небольшой глубины постепенно
переходили к разработке более глубоких пойменных и террасо-
вых россыпей с применением подземного и гидравлического спо-
собов разработки.
В дальнейшем стали внедрять дражный способ разработки,
требующий значительных капиталовложений и строительства
крупных электростанций, а также гидравлический с искусствен-
ным напором. Применение этих способов позволило разрабаты-
вать наиболее водоносные и заболоченные пойменные россыпи,
а также вести повторную и более полную разработку ключевых,
пойменных и террасовых россыпей, самая обогащенная часть
которых была ранее отработана скреперно-экскаваторным или
подземным способами.
Наконец, последний период охватывает доработку россыпных
месторождений. В это время добыча металла уменьшается и
постепенно все способы разработки, за исключением дражного,
становятся экономически невыгодными.
Условия целесообразного применения отдельных способов
разработки изложены в конце соответствующих частей книги.
Поимерный удельный вес добычи металла различными способа-
ми по основным областям приведен в табл. 2.
28 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Таблица 2. Примерный удельный вес добычи металла из россыпей
различными способами, %
Способ разработки Россыпи Амурские Ленские Россыпи
Урала россыпи россыпи Колымы
Гидравлический 35 22 9 1
Дражный 64 72 50 1 11
Экскаваторный — — | 63
Скреперно-бульдозерный — 1 —
Подземный 1 5 40 25
За рубежом больше всего разрабатывается россыпей на Ма-
лайском полуострове, где около 50% всего олова добывается
дражным, а 45% — гидравлическим способо-м.
3. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПЕЙ
Для извлечения из недр земли полезных ископаемых прово-
дят разнообразные и сложные работы. Добыча полезного иско-
паемого может быть осуществлена различным образом с затра-
той различного количества человеческого труда и материальных
ресурсов, причем полезное ископаемое может быть извлечено из
одного и того же месторождения в различном количестве.
Чтобы добыть полезное ископаемое с наименьшей затратой
труда и полнее использовать запасы месторождения, все про-
цессы, связанные с добычей, должны протекать в определенной
последовательности с применением наиболее производительных
машин и совершенной технологии работ, основанной на послед-
них достижениях науки и практическом опыте передовых пред-
приятий.
Весь процесс освоения россыпного месторождения с момента
открытия и до извлечения полезного ископаемого подразделяет-
ся на ряд этапов: разведка, изыскание, проектирование, строи-
тельство и разработка.
Обследованием поверхности, поисковыми работами или слу-
чайными находками обнаруживают в отдельных местах полез-
ное ископаемое. Когда изучение геологии района выявит
возможность найти значительное количество полезного ископае-
мого, приступают к разведке. Разведку проводят с помощью раз-
ведочных выработок — буровых скважин, шурфов, рассечек и
канав на площади предполагаемого месторасположения полез-
ного ископаемого. Разведочные работы проводятся в определен-
ном порядке по заранее составленным планам, т. е. по проектам
разведки.
Разведочные выработки пересекают залежь и устанавливают
мощность, глубину, площадь пласта полезного ископаемого, фи-
зические и другие свойства песков и торфов. Путем обработки
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 29
добытого из разведочных выработок песков устанавливают со-
держание металла и ценных минералов и их свойства. Расстоя-
ния между разведочными выработками принимают в зависимо-
сти от необходимой точности разведочных данных (детальности
разведки). С уменьшением расстояний между ними повышается
точность получаемых о месторождении данных. Ряд разведоч-
ных выработок, пройденных поперек россыпи, называют разве-
дочной линией. Разведочные линии проходят в несколько после-
довательных стадий: вначале проводят предварительную
разведку, т. е. выработки располагают на значительных рас-
стояниях; в последующие стадии проводят детальную раз-
ведку, т. е. разведочные линии располагают в промежутках
между ранее пройденными. Такой порядок разведки позволяет
подразделять запасы полезного ископаемого на несколько кате-
горий в зависимости от степени точности разведочных данных.
Если предварительной разведкой подтверждено наличие по-
лезного ископаемого и установлена промышленная ценность
месторождения, то одновременно с детальной разведкой прово-
дят наблюдения за притоком воды в речках, протекающих вбли-
зи месторождения, метеорологические наблюдения, ведут топо-
графическую съемку поверхности и другие инженерно-геологи-
ческие исследования. После проведения этих работ получают
исходные материалы, на основании которых производят подсчет
балансовых запасов полезного ископаемого.
К балансовым запасам относят часть геологических,
которые по своей качественной характеристике, т. е. по содер-
жанию металла, качественным свойствам песков и металла, мощ-
ности пласта, условиям его залегания и условиям разработки,
отвечают требованиям промышленности и являются рентабель-
ными для эксплуатации на данной стадии развития техники.
Для нанесения границы балансовых запасов устанавливают
бортовое содержание, т. е. наименьшее содержание по-
лезного ископаемого, которое целесообразно разрабатывать в
рассматриваемых условиях определенным способом, который, по
всей вероятности, будет применен для отработки россыпи. Во
время подсчета балансовых запасов неизвестно, какой будет
себестоимость добычи. Поэтому бортовое содержание устанав-
ливают по укрупненным показателям, т. е. приближенно, а под-
считанные балансовые запасы мбгут существенно отличаться от
запасов, которые при разработке будут извлечены из место-
рождения.
На основании данных геологоразведочных работ и подсчета
запасов месторождения составляется геологический отчет. Отчет
рассматривают специальные геологические организации, кото-
рые утверждают подсчет запасов полезного ископаемого. На
этом заканчивается .разведка и оценка месторождения, пред-
ставляющие первый этап освоения месторождения.
30 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ
В зависимости от размеров и сложности месторождения и
интенсивности разведки на эти работы затрачивают от 1 года до
5 лет.
Разведку больших россыпей,, которые тянутся на десятки ки-
лометров, с целью скорейшего ввода их в эксплуатацию произ-
водят участками. В таких случаях разведка месторождения
продолжается одновременно с разработкой его отдельных пло-
щадей.
Наличие достаточного количества утвержденных балансовых
запасов полезного ископаемого позволяет приступить к проведе-
нию изысканий и составлению проекта, необходимых для строи-
тельства горного предприятия и разработки месторождения.
В проекте устанавливается производительность предприятия^
выбирается способ разработки, оборудование и общая техноло-
гия работ. Составляются необходимые для строительства черте-
жи и генеральные планы строительства и развития работ по
добыче. Подсчитываются также капитальные затраты на строи-
тельство предприятия и определяется ожидаемая себестоимость
единицы добываемой продукции. При проектировании бортовое
содержание часто пересматривают и устанавливают исходя из
подсчитанной в проекте себестоимости добычи для принятого
способа разработки, годовой производительности и условий ра-
бот. При этом намечают границу промышленных запасов, до
которой (из общего объема балансовых запасов залежи) долж-
но быть извлечено полезное ископаемое, учитывая не только
содержание металлов в песках, но и возможность их выемки
(принятыми машинами и планом развития горных работ). Про-
мышленные запасы обычно меньше балансовых; в особых усло-
виях промышленные запасы могут быть и несколько больше
балансовых за счет разубоживания от прирезки части забалан-
совых запасов.
Проект горного предприятия выполняется в несколько само-
стоятельных стадий, в которых с различней степенью подробно-
сти излагают различные вопросы разработки месторождения.
В первоначальной стадии определяют экономическую целесооб-
разность строительства предприятия, капитальные вложения и
себестоимость продукции. В последней стадии проекта разраба-
тывают рабочие чертежи и составляют сметы, по которым будет
финансироваться строительство и вестись эксплуатация пред-
приятия. Каждая последующая стадия проекта выполняется
после проведения необходимых изысканий для выбранных
строительных площадок, подъездных путей, линий электропере-
дач и др. При проектировании предприятия устанавливают гра-
ницы участка поверхности земли, которую необходимо отвести
под разработку, т. е. определяют горный отвод, в который
включают площади распространения промышленных запасов и
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗГ
площади для размещения горных выработок, сооружений, от-
валов, зданий и подъездных путей.
Проектно-изыскательские работы составляют второй этап
процесса освоения месторождения. В зависимости от сложности
и географического расположения месторождения на этот этап
затрачивается от 4 месяцев до 3 и более лет.
Горное предприятие, разрабатывающее россыпные место-
рождения и находящиеся на самостоятельном хозяйственном
расчете, называется прииском. Прииск состоит из ряда про-
изводственных единиц — шахт, драг, разрезов и различных це-
хов, объединенных единым административно-техническим и хо-
зяйственным руководством. Часто отдельные производственные
единицы объединяются в участки, которые уже непосредственно
подчиняются прииску.
Именуются предприятия по наиболее наглядному признаку — типу выра-
боток или оборудования, например шахта № 253, разрез № И, драга № 25,.
гидравлика (гидравлический разрез) № 43. Участки же, объединяющие не-
сколько разрезов, чаще именуются по названию речки или поселка, например
участок Косья, участок Ветреный и т. д.
Площадь промышленной россыпи, отведенная для разработ-
ки отдельной производственной единице (драге, шахте, экскава-
торному разрезу) называется полигоном, шахтным полем или
заказом.
Эти термины употребляются также в разных смысловых значениях. Так,,
на Колымских россыпях говорят: «...я пошел на полигон № 11», понимая
под полигоном экскаваторный разрез, или говорят: «... подберите контуры для
шахт и экскаваторных работ», понимая под контуром шахтное поле, полигон..
Наиболее удобным является термин «заказ», но он мало распространен.
Необходимо обсудить и выбрать из них наиболее удобный термин [105].
Прежде чем приступить к строительству предприятия, оформ-
ляют горный отвод.
Строительство предприятия начинается с сооружения подъ-
ездных путей и жилого поселка, после чего переходят к построй-
ке электростанции, промышленных цехов и культурно-бытовых
зданий.
Работы по строительству предприятия составляют третий
этап освоения месторождения. На строительство прииска затра-
чивается от 6 месяцев до 4 и более лет в зависимости от объема
работ и географического положения.
После окончания строительства приступают к разработке
Месторождения. Разработка месторождения включает все рабо-
ты, связанные с извлечением полезного ископаемого из недр.
Во время разработки извлекают горные породы и полезное
Ископаемое, вследствие чего образуются горные выработки,
т. е. пустые пространства — полости с размерами, которые необ-
ходимы для организации добычи или соответствующие разме-
рам залежи. Выработки больших размеров, непосредственно
32 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
примыкающие к поверхности земли, относятся к открытым, в
отличие от подземных, которые со всех сторон по своему попе-
речному сечению ограничены горными породами. Открытая вы-
работка, образовавшаяся после добычи полезного ископаемого,
называется разрезом. В зависимости от способа разработки
различают разрезы дражные, экскаваторные и др.
В рудной промышленности открытые выработки именуют также карье-
рами. Комиссия по технической терминологии Академии наук рекомендует
открытые выработки именовать разрезом [19] и [105].
Длительность разработки месторождения в зависимости от
запасов полезного ископаемого и годовой производительности
составляет от 3 до 100 лет, в наиболее распространенных слу-
чаях 15—25 лет.
Для разработки месторождения можно применять разнооб-
разные машины и различно организовать весь процесс работы.
В основу различия главнейших разновидностей технологии раз-
работки месторождения следует принимать тип горных машин,
которые используют для выемки и в подчиненном виде — для
транспортировки полезного ископаемого. Применяемые горные
машины определяют способ разработки россыпи. Так, разли-
чают дражный, экскаваторный, гидравлический, подземный ма-
шинный, подземный гидравлический способы разработки и др.
Способы разработки предопределяют не только характерную
для каждого из них технологию, но и основные производствен-
но-технические показатели, как, например, себестоимость добы-
чи и производительность труда по предприятию и др.
На открытых работах выемка полезного ископаемого произ-
водится в разрезах, что предопределяет необходимость предва-
рительно снять большие объемы пустых пород — торфов, пере-
крывающих пласт песков. На подземных работах в основном
производится выемка только пласта песков, почему выработки
получаются ограниченного поперечного сечения и во время раз-
работки месторождения не нужно производить съем торфов,
перекрывающих пласт.
При наличии значительного числа различных способов раз-
работки россыпей признак открытых и подземных работ не оп-
ределяет ни технологию, ни основные технико-экономические
показатели разработки месторождения, поскольку они зависят
от применяемых горных машин. Поэтому основным признаком
различия главнейших разновидностей разработки для россыпей
является способ разработки, определяемый типом используемых
горных машин.
Работы, которые приходится производить во время разработ*
ки, разнообразны. Чтобы облегчить познавание сложного про-
цесса разработки месторождения, советская наука подразделяет
общий комплекс работ на несколько видов, выполнение которых
характеризует определенную стадию разработки. Так, разработ-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 33
ка россыпных месторождений состоит из следующих основных
видов работ: 1) предварительные работы, 2) вскрытие, 3) под-
готовительные работы, 4) добычные работы.
Предварительные работы состоят из осушения ме-
сторождения, если россыпь предполагается разрабатывать «су-
хопутными» горными машинами. Осушение сводится к проведе-
нию канав и водосточных подземных выработок, которыми отво-
дят с месторождения поверхностные и подземные воды. При
разработке безводных и малообводненных россыпей осушение
как самостоятельный вид работы может отсутствовать. Если
россыпь будет разрабатываться плавучими горными машинами,
то предварительные работы на маловодных россыпях сводятся
к подаче дополнительной воды к месторождению из соседних
источников.
После осушения месторождения приступают к работам по
его вскрытию. Вскрытие преследует цель создания доступа
к одному или нескольким горизонтам (при значительной мощ-
ности или глубине месторождения), чтобы разместить на них
горные машины для последующей разработки и обеспечить
транспортную связь горизонта с поверхностью. Доступ создает-
ся проходкой вертикальных и наклонных шахтных стволов, про-
ведением траншей, выездов, котлованов, канав или сооруже-
нием плотин и насыпей.
В основу классификации разновидностей вскрытия месторож-
дений принимается тип выработок и сооружений, обеспечиваю-
щих доступ к горизонтам залежи. Так, например, различают
вскрытие вертикальными стволами, котлованом, траншеей и др.
После того как к горизонтам залежи или к отдельным пло-
щадям россыпи создан доступ, приступают к подготовительным
работам. Подготовительные работы при подземной
разработке включают проведение выработок, служащих для пе-
редвижения людей, транспортировки материалов, полезного ис-
копаемого и подачи воздуха. На открытых разработках к под-
готовительным работам относятся очистка поверхности россыпи
от леса, удаление перекрывающих пласт торфов, т. е. вскрыша
торфов, и некоторые другие работы. Подготовительные работы
являются комплексными, т. е. во вскрышу включают выемку,
транспортировку и размещение торфов в отвалы, а <в проведение
подземных подготовительных выработок — проходку, транспор-
тировку породы на поверхность и размещение ее в отвалы.
Применяемые для вскрыши торфов горные машины опреде-
ляют способ вскрыши, например бульдозерный, экскава-
торный и др. Технология вскрышных работ при применении то-
го или иного способа вскрыши обусловливается способом выем-
ки торфов, укладки их в отвалы и системой вскрыши.
Способ выемки торфов определяет приемы отделения торфов
в забое. Забой представляет поверхность обнажения пород, в
3 С. М. Шорохов
34 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
котором производится выемка. Способ укладки отвала характе-
ризует приемы разгрузки торфов из ковша и последователь-
ность укладки пород в отвал. Система вскрыши определяет
важнейшие особенности проведения работ по вскрыше торфов.
В зависимости от типа горных машин, применяемых для вскры-
ши, эти особенности видоизменяются, но в основном они пре-
допределяют принятый на отдельных площадях россыпи при
вскрыше торфов порядок ведения вскрышных выработок.
После того как проведены подготовительные работы, при-
ступают к выемке песков.
Выработки, проведенные по пескам для образования очист-
ного забоя, называются нарезными. Нарезные работы зани-
мают промежуточное положение между подготовительными и
очистными, но обычно их относят к подготовительным. Добыч-
ные работы состоят из очистных и ряда вспомогательных,
а при дражной, гидравлической и экскаваторно-скреперной раз-
работках в них включают также и промывку.
К очистным работам относят сплошную выемку пес-
ков в подготовленной и нарезанной части площади россыпи.
Очистные работы включают выемку песков и транспортировку
их на поверхность до промывного прибора. Выработки, образо-
ванные в пласте песков во время очистных работ, называются
очистными.
При каждом способе разработки россыпи очистные работы
могут быть произведены различным образом. Технология очист-
ных работ обусловливается способом непосредственной выемки
песков, системой разработки и рядом других особенностей, при-
сущих работам по добыче песков. Способ выемки песков
определяется приемом отделения песков в забое. Система
разработки определяет важнейшие особенности проведения
работ по непосредственной добыче песков. Эти особенности в
различных способах разработки бывают разные, но в основном
они предопределяют принятый порядок ведения очистных и на-
резных выработок. От системы разработки зависит производи-
тельность труда при очистных работах, потери и разубоживание
песков.
Работы в забое могут быть организованы по поточному или
цикличному принципу. При поточной работе в забое работает
одна машина, которая непрерывно, за исключением времени,
необходимого для ее обслуживания и перемещения, производит
выемку пород. Передовым методом такой организации работ
является скоростная работа, например, драг, роторных
экскаваторов. Скоростная работа увеличивает производитель-
ность труда и улучшает использование горных машин.
На подземных работах при выемке пород повышенной кре-
пости в каждом забое приходится последовательно применять
разные горные машины и рабочих разных специальностей для
ОБЮТЕ сведения по разработке россыпных МЕСТОРОЖДЕНИЙ 35
выполнения отдельных процессов, например бурения, взрывания,
проветривания, уборки пород, крепления. В этих условиях к пе-
редовым методам организации работы относится цикличная
работа. При цикличной работе все производственные процес-
сы в забое выполняются в соответствии с утвержденным графи-
ком. Циклом называется совокупность регулярно повторяющих-
ся производственных процессов, обеспечивающих выполнение
определенной работы. При цикличной работе заранее известно
время, потребное для выполнения отдельных процессов; это
улучшает организацию работ, дисциплинирует рабочих, создает
более безопасные условия работ и позволяет лучше использо-
вать горные машины. Основной задачей цикличной работы яв-
ляется сокращение продолжительности цикла и увеличение объ*
ема работ, выполняемых за цикл.
Пласт песков обычно залегает на неровном плотике, и не все-
гда достаточно ясно выражены его границы. Кроме того, не
всегда возможно вести очистной забой по длине и высоте только
в пределах распространения пласта. Поэтому во время выемки
песков одновременно прихватывают торфа и плотик, отчего про-
исходит разубоживание песков и среднее содержание ме-
талла в добытых песках снижается, а объем песков увеличи-
вается. Разубоживание оказывает различное влияние на затраты
по очистным работам. Так, затраты возрастают от увеличения
объема горных работ, но в определенных условиях, валовая
выемка песков с торфами позволяет снизить затраты на очист»
ные работы за счет удешевления выемки. Транспортное и обога-
тительное оборудование при разубоживании песков используют
также для перемещения и промывки пустых пород, вследствие
чего с увеличением разубоживания возрастают затраты на тран-
спорт и обогащение и несколько уменьшается коэффициент из-
влечения металла; самое же главное, при разубоживании умень-
шается годовая производительность предприятия по металлу.
Поэтому разубоживание следует допускать в определенных, эко-
номически обоснованных пределах, принимая меры к его умень-
шению и более производительному использованию горнообога-
тительного оборудования.
При разработке полностью извлечь пески из россыпей не
удается. Оставшиеся в недрах пески относятся к потерям. Потери
могут быть вызваны неровностью плотика и кровли. Пески
оставляют в охранных целиках около вскрывающих и других
выработок или под поверхностными горными сооружениями.
Целики позволяют в определенных условиях уменьшить затраты
На разработку. Вследствие потери песков сокращается срок
°УЩествования предприятия и уменьшаются извлекаемые из
месторождения запасы, что отрицательно влияет на себесто-
имость добычи. Поэтому потери песков следует допускать толь-
ко в определенных, экономически обоснованных пределах.
36 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Доставленные к промывному прибору пески промывают в
водном потоке.
Самородные металлы и ценные минералы, имеющие большой
удельный вес, выделяются из размытых песков и осаждаются.
После промывки осажденные частицы с повышенным удельным
весом — шлихи (концентрат)—подвергают повторной промыв-
ке— доводке, в результате чего получают самородный металл —
кристаллы или высокосортный 60—95%-ный концентрат оло-
вянного камня и других ценных минералов. Эта продукция и
сдается приисками металлургическим заводам по установлен-
ным ценам.
Во время промывки все мелкие зерна полезного ископае-
мого обычно не удается осадить, и полностью извлечь полезное
ископаемое из песков невозможно. Извлечение полезного иско-
паемого на промывной установке с определенным обогатитель-
ным оборудованием во многом зависит от его загрузки. Про-
мывку обычно включают в комплекс работ по разработке.
Промытые пески, из которых извлечено полезное ископаемое,
называют хвостами. Хвосты размещают в отвалы, причем
технология укладки хвостов обусловлена способом отсыпки от-
валов.
После отработки россыпи поверхность ее нарушается и де-
лается непригодной для последующего использования. Поэтому
при выборе способа отсыпки отвалов хвостов и торфов необхо-
димо стремиться применять такие способы, которые позволяли
бы в дальнейшем использовать отработанные площади, особен-
но в местах, расположенных вблизи больших поселков и горо-
дов. При организации отвального хозяйства необходимо выпол-
нять требования санитарного надзора к отработанной воде, спу-
скаемой в речки и водоемы.
Для непрерывной добычи песков необходимо, чтобы все ста-
дии разработки выполнялись в определенной последовательно-
сти, при этом работы по каждой стадии должны опережать на
известный отрезок времени последующие. В начальный период
разработки такой порядок выдерживается по всему месторожде-
нию, а затем отдельные площади или части месторождения мо-
гут находиться в различных стадиях разработки: так, на одних
площадях проводятся работы по вскрытию, на других — подго-
товительные работы, а на третьих — добыча песков.
В зависимости от состояния выполненных работ, определяю-
щих стадию разработки россыпи, запасы по степени подготов-
ленности их к добыче разделяют на вскрытые, подготовленные
и готовые к выемке. Вскрытыми считаются запасы место-
рождения или его части, где проведены работы по осушению и
к которым создан доступ. Подготовленными считается
часть вскрытых запасов на площадях и горизонтах, где произ-
ведены все подготовительные работы по пласту, а на открытых
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 37
работах — и вскрыша торфов с оставлением предохранительно-
го слоя торфов (рубашки). Готовыми к выемке считается
часть подготовленных запасов, расположенных на площадях
или участках, где проведены нарезные работы, а на открытых
работах — и зачистка предохранительного слоя.
Инженерно-технический персонал прииска должен постоянно
наблюдать за правильностью отработки месторождения. Так,
разработка россыпей должна осуществляться наиболее произво-
дительными способами с использованием совершенного обору-
дования и передовой технологии, с проведением комплексной
механизации и с автоматизацией основных производственных
процессов. Повседневно технический персонал должен проверять
соблюдение правил техники безопасности и технической эксплу-
атации. Необходимо проверять полноту отработки россыпи до
пределов, обусловливаемых установленным бортовым содержа-
нием, а также и потери песков в горных работах и снос металла
при промывке и доводке. Для этого производят замеры отрабо-
танного пространства, опробуют пласт песков в бортах россыпи,
плотик, кровлю, а также и отвалы хвостов. После окончания
горных работ должен составляться акт о правильности
и полноте отработки определенной площади россыпи.
Некоторые россыпи содержат несколько металлов или цен-
ных минералов, например золото и оловянный камень, алмазы
и ильменит, танталит и оловянный камень и др., или такие по-
лезные ископаемые, как строительный гравий, песок. В тех слу-
чаях, когда это экономически целесообразно, необходимо орга-
низовать совместное их извлечение.
Денежные средства на проведение работ по разработке ме-
сторождения получаются из трех источников: 1) средств, выде-
ленных на капитальное строительство; 2) оборотных средств,
выделяемых предприятию; 3) средств, получаемых предприя-
тием за сданный металл или минерал. В зависимости от источ-
ника финансирования работы, которые производятся во время
разработки, подразделяются на горнокапитальные, горноподго-
товительные и эксплуатационные.
На крупных предприятиях работы по осушению, водоснабже-
нию, вскрытию и подготовке, которые необходимо осуществить
до начала добычи и промывки песков, производятся за счет ка-
питаловложений, их относят к горнокапитальным работам. Они
финансируются через Промбанк по утвержденным сметам про-
екта (титульному списку) в пределах ежегодно выделяемых суМхМ
на капитальное строительство. Таким образом, к горнокапи-
тальным работам может быть отнесено проведение части подго-
товительных выработок. Работы по осушению и вскрытию, ко-
торые осуществляют во время разработки месторождения, фи-
нансируются за счет капиталовложений лишь в том случае, если
срок существования выработок и сооружений превышает 3 года.
38 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Подготовительные работы, производимые во время эксплуа-
тации россыпи, и работы по осушению и вскрытию при сроке
существования выработок и сооружений менее 3 лет финанси-
руются за счет оборотных средств предприятия (по счету буду-
щих лет).
Добычные работы производятся за счет средств, получаемых
за сданный металл, и финансируются через Госбанк.
На мелких предприятиях, срок существования которых менее
3 лет, все работы по осушению, вскрытию и подготовке финан-
сируются за счет оборотных средств предприятия. За счет ка-
питаловложений в таких случаях приобретается горное обору-
дование (не считая затрат* на жилищное строительство и про-
мышленные сооружения).
Месторождение разрабатывают в объеме установленного
плана, который ежегодно утверждается для прииска. Основны-
ми плановыми показателями являются годовая добыча металла
(или концентрата ценных минералов), годовой фонд заработной
платы и стоимость металла.
Курс разработки россыпных месторождений изложен на ос-
новании описанной выше общей классификации, единой для
всех способов разработки [95]. Основные положения этой клас-
сификации согласуются с классификациями разработки рудных
и угольных месторождений подземными работами. Наравне с
общей классификацией при разработке россыпей имеются и
другие классификации, построенные для отдельных способов
разработки на иных положениях и взаимно не увязанных.
Особенности и анализ этих классификаций изложены в ра-
боте [105].
Обращается внимание на то, что системы в различных спосо-
бах разработки имеют различные классификационные призна-
ки. Так, на дражных разработках они подразделяются по числу
очистных забоев и по направлению их перемещения, т. е. эти
особенности относятся к порядку ведения очистных выработок.
Подготовительные работы при дражной разработке имеют со-
вершенно особую технологию и порядок их проведения не охва-
тывается системой дражных разработок. Основные подготови-
тельные работы на дражных разработках проводятся не драгой,
а скреперами, бульдозерами, экскаваторами и гидравлическим
оборудованием с присущими этим машинам технологией и по-
рядком проведения подготовительных работ. Поэтому необходи-
мо различать особые порядки проведения работ как на вскрыш-
ных, так и на добычных уступах.
На гидравлических разработках системы различают по по-
рядку ведения очистных и нарезных выработок, предопределяю-
щих различную степень использования ударной силы размы-
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 39
вающей струи на выгонку песков из забоя? Подготовительные
работы при гидравлической разработке (как и при дражной)
имеют совершенно особый порядок и не охватываются системой
гидравлических разработок.
Примерно такое же положение наблюдается и при экскава-
торной и скреперно-бульдозерной разработке россыпей, у кото-
рых технология подготовительных работ на вскрышных и очист-
ных работах своеобразна, поэтому необходимо различать поря-
док проведения как вскрышных, так и очистных выработок.
При подземной разработке наблюдается более тесная вза-
имосвязь между подготовительными, нарезными и очистными
работами. Однако на мерзлых россыпях, где в основном распро-
странены смешанные системы разработки (занимающие проме-
жуточное положение между сплошными и столбовыми система-
ми), подготовительные работы могут быть проведены различно
июни несколько обособлены, поэтому необходимо отдельно рас-
сматривать разновидности в подготовке шахтного поля для од-
ной и той же системы. На талых россыпях исключительно велик
объем нарезных выработок, а подготовительные выработки не
всегда четко выделяются от нарезных, поэтому необходимость
различать разновидности в подготовке ощущается в меньшей
степени. В этом случае система разработки почти что в полной
мере определяет порядок проведения очистных, нарезных и под-
готовительных выработок. Необходимо отметить, что для под-
земных разработок пластовых и рудных месторождений приме-
няют также различные классификационные признаки, а именно:
расположение подготовительных выработок, состояние очистно-
го пространства или способ управления горным давлением.
Как видно, для различных способов разработки и для одних
и тех же 'способов, но при применении их на разных месторож-
дениях, классификационные признаки систем разработок
различны. Естественно, что принятые классификационные при-
знаки оказывают большое влияние на смысловое значение и
определение понятия «системы разработки». Наиболее распрост-
ранено определение системы разработки как «определенный
порядок проведения подготовительных и очистных выработок,
увязанный во времени и пространстве» [93], это' определение
соответствует своему смысловому значению системы только при
подземной разработке пластовых месторождений. Имеется на-
сущная необходимость дать обобщающее определение системы
разработки, которое охватывало бы все способы разработки.
Этому требованию удовлетворяет, в частности, следующее опре-
деление: «система разработки — это важнейшие особенности
проведения очистных работ по непосредственной добыче песков,
в каждом способе эти особенности могут быть различными, но
в основном они предопределяют порядок ведения очистных ч
нарезных выработок».
40 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Марксистская философия всегда уделяла много внимания
вопросам классификации в науке, что нашло отражение в рабо-
тах В. И. Ленина «Философские тетради» и Ф. Энгельса «Ди-
алектика природы».
В этих работах отмечается, что передовая классификация
должна всесторонне охватывать все разнообразия явлений при
постоянном его развитии. Классификация должна отражать уче-
ние о происхождении, и определенные процессы следует клас-
сифицировать и изучать в постоянном развитии от простейших
к сложным. С другой стороны, основные подразделения класси-
фикаций (вид, род, класс) являются понятиями текучими и в
классификациях невозможно наметить жесткие границы, исклю-
чающие переходные формы, и эти переходы должны быть есте-
ственными. Из этого следует, что классификации постоянно на-
ходятся в движении, т. е. они пополняются новыми разновидно-
стями, которые возникают по мере развития техники, а по мере
раскрытия новых закономерностей классификации уточняются и
должны подвергаться корректировке.
На приисках, расположенных в различных районах, распро-
странены разнообразные горные термины, а отдельные термины
употребляются в различных смысловых значениях. При изложе-
нии курса отбор терминов производился исходя из следующих
основных положений. Для создания четкой терминологии очень
важно, чтобы смысловое значение термина поясняло и отмечало
наиболее характерные особенности обозначаемого оборудова-
ния, машины, процесса работ или инструмента, т. е. чтобы ото-
бранные термины относились к смысловым, а не к плохо запо-
минающимся и неясным звуковым, и этим облегчалось уяснение
излагаемого процесса. Термин должен быть наиболее короток,
легко произносим и по возможности благозвучен. При отборе
терминов следует учитывать их распространение (внедрение) на
предприятиях и в литературе как на русском, так и на других
языках, особенно социалистических стран. Вопросы, связанные
с приоритетом, оказывают большое влияние на отбор терминов.
При выборе терминов следует учитывать высказывание
Н. С. Хрущева на Пленуме ЦК КПСС 15 декабря 1958 г., где
он обращал внимание на необходимость излагать научные ра-
боты в доходчивом виде.
В. И. Ленин в обращении к литераторам сказал: «Русский
язык мы портим. Иностранные слова употребляем без надобно-
сти. Употребляем их неправильно. К чему говорить «дефекты»,
когда можно сказать недочеты или недостатки или пробелы?..
Если недавно научившемуся читать простительно употреблять,
как новинку, иностранные слова, то литераторам простить это-
го нельзя. Не пора ли нам объявить войну употреблению ино-
странных слов без надобности?» (В. И. Ленин. Сочинения,
т. XXIV, издание третье, стр. 662).
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 41
К усовершенствованию терминологии необходимо привлечь
инженерно-технических работников приисков с тем, чтобы они
обращали внимание на терминологию и работали над ее усовер-
шенствованием. В технической же литературе, технической от-
четности и разговорном языке следует стремиться не употреб-
лять сложных и запутанных терминов. При строительстве же
предприятий в новых районах целесообразно сразу же вводить
в обиход более совершенную терминологию.
Создание совершенной технической терминологии относится
к областям науки, вызывавшим всегда оживленные опоры, по-
скольку в каждом горнопромышленном районе вырабатываются
местные технические термины, к которым специалисты привы-
кают. Кроме того, основные требования, соблюдение которых
наиболее важно при отборе терминов, со временем могут ме-
няться. Однако независимо от этих трудностей над усовершен-
ствованием горной терминологии необходимо работать.
4. ЗАДАЧИ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ
Разработка месторождения может быть осуществлена наибо-
лее целесообразно, с наименьшей затратой труда и наиболее
полным извлечением металла в том случае, если разведочные
данные о мощности пласта, глубине его залегания, физических
свойствах пород и металла, а также данные об изменениях
содержания металла достаточно точны. Точность разведочных
данных и пределы возможного отклонения действительного со-
держания и запасов металла в россыпи по сравнению с подсчи-
танными по данным разведки зависят от степени разведанности
и изученности россыпи, которые в основном определяются рас-
стояниями между разведочными линиями и смежными разве-
дочными выработками в линии. В зависимости от этого запасы
россыпи подразделяют на категории А, В, Ci и С2. По инструк-
ции [2] для каждой категории запасов и типа россыпи установ-
лены наибольшие допускаемые расстояния. Так, расстояния
между линиями устанавливаются от 50 до 800 м, а между смеж-
ными выработками от 10 до 40 м.
Для россыпного золота в зависимости от категории запасов
допускаются погрешности при подсчете запасов в следующих
пределах [3]: А± 15%; В ±25%; Ci±45%. Поэтому при раз-
работке россыпей необходимо учитывать возможность отклоне-
ний (в указанных выше пределах) подсчитанных запасов, пло-
щадей их распространения, границ промышленной россыпи,
среднего содержания и сроков существования предприятия (см.
часть третью).
Во время разработки россыпи следует вести эксплуата-
ционную разведку и опробование песков в выработках.
42 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Эксплуатационную разведку производят для уточнения гра-
ницы россыпи с промышленным содержанием главным образом
между существующими разведочными линиями, поскольку на
россыпях даже средней выдержанности струя металлоносности
может отклоняться на значительное расстояние и выйти за гра-
ницу подсчета запасов. Для того чтобы полнее отработать рос-
сыпь, в том числе площади с промышленным содержанием, рас-
положенные за принятой границей подсчета запасов, задают
промежуточные разведочные линии вблизи этой границы, кото-
рыми уточняют площадь распространения промышленной рос-
сыпи. В случаях, когда обнаруживается значительное расхож-
дение между подсчитанными запасами и действительно извле-
ченным металлом, также прибегают к эксплуатационной раз-
ведке, с помощью которой уточняют содержание. Эксплуатаци-
онную разведку производят в основном бурением разведочных
скважин. Расположение разведочных выработок устанавливают
на месте в зависимости от ожидаемого направления струи и
распространения пласта.
Объемы эксплуатационной разведки во многом зависят от
степени разведанности россыпи.
Во время разработки россыпи следует постоянно вести опро-
бование с целью обеспечить наиболее полную отработку россы-
пи с промышленным содержанием и предотвратить отработку
отдельных площадей с содержанием металла ниже бортового.
Опробование производят при проведении подготовительных
выработок по пласту для уточнения границы промышленной
россыпи и выявления бедных непромышленных площадей, вклю-
ченных в подсчет запасов. При проведении подготовительных
работ по вскрыше торфов опробованием устанавливают гори
зонт вскрыши с таким расчетом, чтобы над пластом был выдер-
жан предохранительный слой необходимой толщины. Во время
очистных работ производят опробование бортов разреза, очист-
ных выработок, кровли и плотика после зачистки его.
Эксплуатационную разведку и опробование выработок про
изводят под наблюдением геологической службы прииска.
В обязанности геологической службы кроме поисков и раз-
ведки новых россыпей, опробования выработок и эксплуатаци-
онной разведки входит: наблюдения за содержанием, мощ-
ностью пласта и полнотой выемки песков; анализ точности раз-
ведочных данных и расчет намывочных коэффициентов; наблЮ'
дения за химическим составом полезного ископаемого и мине,
ралогическим составом шлихов; уточнение величин бортового 11
наименьшего среднепромышленного содержания металла для
отдельных производственных единиц с учетом местных условия
разработки; выделение площадей и подсчет на них запасов и
содержаний для производственных единиц на каждый месяц 11
год работы; учет движения балансовых запасов.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Раздел первый.
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Глава I. ОПИСАНИЕ СПОСОБА
Выемку торфов' и песков при данном способе разработки
производят обычными колесными скреперами или бульдозера-
ми. Эти машины доставляют торфа в отвалы, а пески в бункер.
Ленточным конвейером или водоструйным насосом (гидроэле-
ватором) пески от бункера подаются для промывки на пере-
ставные промывные приборы (рис. 4).
Рис. 4. Разработка россыпи скреперами и
бульдозерами
Технология всего процесса разработки при использовании
скреперов и бульдозеров существенно упрощается, поскольку
эти машины производят как выемку, так и транспортировку по-
род. Особенно проста организация работ при колесных скрепе-
рах, что является главным достоинством этого способа. Скре-
перно-бульдозерный способ отличается малым удельным расхо-
дом электроэнергии, не требует больших капиталовложений на
приобретение оборудования.
К недостаткам этого способа относятся необходимость до-
ставки на прииски значительного количества горючего, а также
высокая трудоемкость работы по ремонту тракторов.
46
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
1. ОБОРУДОВАНИЕ
При работе колесных скреперов и бульдозеров используют
обычные гусеничные тракторы и тягачи. Управляет ими один
рабочий-водитель (скреперист, бульдозерист). Проводятся опы-
ты по дистанционному управлению машинами.
Основные данные по наиболее пригодным для разработки
россыпей скреперам и бульдозерам приведены в табл. 3.
Таблица 3. Основные технические данные бульдозеров и колесных скреперов
Показатели Тип бульдозера
Д-449 | Д-444 | Д-535 | Д-442 | Д-271
Тип трактора МТЗ-5к ДТ-54А Т-75 ДТ-54А С-100
Емкость ковша, м3 . . . . — — — 1,0 —
Ширина ковша, м .... Лемех, м: «— — — 2,2 —-4
длина 2,0 2,56 2,56 2,2 3,03
высота 0,6 0,8 0,95 1,0 1,1
Особенности конструкции* кг F г гг к
Вес машины, т 3,59 6,25 6,56 — 13,3
Продолжение
Показатели Тип бульдозера
Д-494 | Д-532 | Д-275 | Д-521 Д-385
Тип трактора С-100гП С-130гп Т-140 Т-140 ДЭТ-250
Емкость ковша, м3 . . . - — —— —— — —
Ширина ковша, м Лемех, м: — — — — —
длина 3,06 3,2 3,35 3,36 4,5
высота 1,1 1,2 1,38 1,35 1,4
Особенности конструкции* . г г к г г
Вес машины, т 13,95 13,3 18,27 17,05 27,8
Продолжение
Показатели Тип прицепного скрепера
Д-458 Д-541 | Д-374 | Д-498 Д-534 Д-592
Тип тягача ДТ-54 Т-75 С-100 С-100 гп; С-130 С-100 гп; С-130 С-100 гп С-130
Емкость ковша, м3 . . . . 2,75 3,0 6,0 6,0 6,0 8,0
Ширина ковша, м 1,9 — 2,59 — — —.
Особенности конструкции* . г г к г к ГД
Вес машины с тягачом, т** 2,3 2,12 6,6 7,3 7,3
ОПИСАНИЕ СПОСОБА
47
Продолжение
Показатели Тип прицепного скрепера Тип самоходного скрепера
Д-213А Д-523 Д-188А | Д-5П Д-468 1 Д-357Г | Д-392
Тип тягача . . . Т-140 Т-140 ДЭТ-250 ДЭТ-250 MA3-533 МАЗ-529В МАЗ-531*
Емкость ковша, м3 10,0 10,0 15,0 15,0 4,5 9,0 15,0
Ширина ковша, м Особенности кон- 2,85 — 3,14 — — — —
струкции* . . . Вес машины с тя- к г к г г р к
гачом, /п** . . 9,5 9,0 16,0 — — 18,5 —
* к — канатно-блочное управление; г — гидравлическое управление; кг —
бульдозер колесный с гидравлическим управлением; гг — бульдозер-погрузчик
гидравлическим управлением; гд — скрепер с криволинейным днищем и с
гидравлическим управлением.
** Вес прицепных скреперов указан без трактора.
Наибольшее распространение при разработке россыпей по-
лучили скреперы с ковшом емкостью 6—8 ;и3, так как они име-
ют небольшую нагрузку на каждый баллон колеса и, следова-
тельно, обладают лучшей проходимостью, а для перемещения
их имеются подходящие по мощности тракторы С-100. Колес-
ные скреперы небольших размеров из-за малой производитель-
ности не применяют на россыпях. Крупные скреперы после уста-
новки на них баллонов низкого давления получат на россыпях
более широкое распространение.
Опорная поверхность колес скрепера увеличивается по мере
погружения их в почву. Для производительной работы необхо-
димо, чтобы колеса не погружались больше чем на 10—15 см.
Если колеса погружаются больше, то сопротивление движению
увеличивается настолько, что приходится снижать скорость
Движения, а при погружении на глубину просвета рама ковша
ложится на почву и скрепер невозможно сдвинуть с места.
Скреперы с ковшами емкостью 6—8 Л!3 возможно применять,
если породы выдерживают нагрузку 2 кг/см2.
В ближайшее время будут изготовляться маневренные са-
моходные колесные скреперы с баллонами низкого давления.
Самоходные скреперы могут перемещаться со скоростью от 2 до
40 км!ч, а груженый скрепер по ровной дороге двигается со ско-
ростью 15—20 км/ч, Скреперы с большими скоростями можно
попользовать при расстояниях перемещения свыше 300 м. Как
п°Казали испытания, ковш самоходного скрепера хорошо за-
полняется только при выемке пород с толкачом. В дождливую
погоду при разработке песчано-глинистых пород самоходные
окреперы вязнут.
48
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Значительно осложняется работа скреперов при выемке вяз-
ких глин и валунистых пород. Во время заполнения ковша по-
роды прижимаются к его стенкам, вследствие чего разгрузка
вязких глин затрудняется и не всегда удается опорожнить ковш
полностью. Наличие в породах крупнокусковатых включений
нарушает процесс загрузки и мешает закрыванию заслонки
ковша. Наибольшей производительности колесный скрепер до-
стигает на выемке речников или маловлажных песчано-глини-
стых пород. Летом скреперы можно использовать для выемки
мерзлых пород по мере их оттаивания без рыхления.
Колесные скреперы применяют для перемещения пород на
расстояние от 80 до 800 м\ обычно это расстояние составляет
150—400 м. Глубина выработок, проходимых скреперами, не
превышает 6 м и только в благоприятных условиях транспорти-
ровки при расположении месторождения на возвышенности мо-
жет достигать 10 м.
Бульдозеры изготовляют с жестко закрепленным и поворот-
ным лемехом. Жестко крепленый лемех расположен перпенди-
кулярно направлению движения трактора и с помощью лебед-
ки может подниматься и опускаться только по вертикали.
У бульдозеров с поворотным лемехом (универсальные) угол,
образуемый лемехом с продольной осью трактора, можно изме-
нять, поворачивая лемех от среднего положения на ±30°. Для
выемки торфов и песков следует применять бульдозеры с жест-
ким креплением лемеха. Такой лемех закреплен более прочно и
расположен ближе к корпусу трактора, что обеспечивает боль-
шую устойчивость и маневренность машины. Бульдозер с пово-
ротным лемехом в основном применяют на работах по плани-
ровке площадей.
На россыпях наиболее распространены бульдозеры, работа-
ющие с трактором С-100. Бульдозеры малой мощности могут
найти применение только на вспомогательных работах, где не-
обходимы небольшие машины. Производительность рабочего
возрастает с увеличением мощности бульдозера и размеров ле-
меха.
Предельное расстояние перемещения пород бульдозерами не
превышает 100—170 м и только в исключительных случаях
достигало 200 м. Однако наиболее производительно бульдозеры
работают при перемещении пород на 20—80 м. Глубина про-
ходимых выработок обычно не превышает 2—2,5 м; в благо-
приятных условиях при перемещении пород под уклон выработ-
ки могут доходить до 5 м. Бульдозеры работают как на сыпу-
чих, так и на хорошо раздробленных взрывами скальных поро-
дах. Удельное давление бульдозеров на почву около 0,5 кг!см2,
поэтому они обладают большей проходимостью, чем скреперы.
Бульдозеры целесообразно применять летом для выемки мерз-
лых пород слоями по мере их оттаивания,
ОПИСАНИЕ СПОСОБА
49
2. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ СКРЕПЕРОВ И БУЛЬДОЗЕРОВ
Работа скрепера слагается из повторяющихся замкнутых
кольцевых заездов, во время которых производится загрузка
ковша, доставка породы к месту выгрузки, выгрузка и возвра-
щение скрепера в забой (рис. 5,а). Скорости движения скрепе-
ра в течение заезда изменяются в. зависимости от выполняемой
операции и состояния дороги.
Рис. 5. Схема работы скрепера и бульдозера
Ковш запружают при движении трактора на первой скорости
с наибольшей форсировкой двигателя, заглубляя его в породу
на глубину до 30 см; заполняется ковш обычно на протяжении
50—15 м пути. Тягового усилия трактора во время загрузки
часто бывает недостаточно и гусеницы буксуют, поэтому сред-
няя скорость на протяжении пути наполнения снижается до
70—80% первой скорости трактора. Время заполнения ковша
в зависимости от крепости пород и способа выемки составляет
0,5—2 мин. Крепость, вязкость пород, а также способ выемки
'Влияют на коэффициент наполнения ковша, который колеблется
от 0,5 до 1.
Скорость движения груженого скрепера зависит от величи-
ны подъемов в грузовом направлении, наличия ухабов и твер-
дости поверхности дороги. Для достижения наибольшей произ-
водительности передвижение скрепера целесообразно произво-
дить на четвертой передаче, что возможно только при хорошем
состоянии дороги. Если дорога находится в неудовлетворитель-
ном состоянии, скрепер не может двигаться больше чем на вто-
рой скорости.
4 С. М. Шорохов
50
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В табл. 4 приводятся скорости движения груженого скрепе-
ра с ковшом емкостью 6 м3 в различных дорожных условиях.
Таблица 4. Скорость движения прицепного груженого скрепера с ковшом
емкостью 6 м3 при скорости вращения двигателя 900 об/мин
Тип дороги и порода рабочей площади Коэф- фици- ент сопро- тивле- ния движе- нию Подъем в сторону движения гру- женого скрепера
0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,05 I 0,0
Скорость движения, м/мин
Ровная гравийная укатанная, ровная булыжная Укатанная проселочная дорога в удов- летворительном состоянии Проселочная дорога в неудовлетвори- тельном состоянии Рыхлый сухой песок Рыхлая почва, свежая насыпь . . . .0,03 0,08 0,15 0,25 0,30 32 32 32 50 32 32 32 70 50 32 32 32 100 70 50 50 32 135 135 70 50 50
Доставленные на отвал торфа разгружают на ходу под рахму
поднятого ковша, приподнимая заслонку и опрокидывая днище.
Так как часть мощности двигателя при этом затрачивается на
подъем и опрокидывание днища, то скорость движения скрепе-
ра снижают, переключая трактор на вторую-третью передачи,
а в наиболее тяжелых условиях — и на первую передачу. Для
разгрузки песков в бункер скрепер останавливают или пере-
двигают его очень медленно. Продолжительность разгрузки
ковша в зависимости от вязкости пород и способа разгрузки со-
ставляет 0,15—0,5 мин.
Выемку и доставку пород к месту разгрузки бульдозер про-
изводит при движении на первой скорости. При загрузке нож
лемеха заглубляют на 3—30 см, отделяя от целика стружку
(рис. 5,6), и после перемещения бульдозера на 4—15 м перед
лемехом образуется вал породы наибольшего объема, который
в состоянии переместить машина. Затем лемех приподнимают
до поверхности земли и перемещают вал к месту разгрузки.
При этом потери набранной породы должны быть наименьшими.
У места разгрузки и в начале выемки пород в забое машину
останавливают для переключения на обратный ход и подъема
или опускания отвала. Эти остановки занимают 0,1—0,15 мин.
Бульдозеры, имеющие высокие скорости заднего хода, возвраща-
ются в забой задним ходом без разворота. Скорость заднего хо-
да зависит от его прямолинейности и ровности пути движения.
Обычно машина перемещается на третьей-четвертой передачах
заднего хода. Опытные машинисты увеличивают скорость по-
рожнякового хода, разгоняя бульдозер и выключая фрикционы
во время спуска в разрез. При этом скорость движения дости-
ОПИСАНИЕ СПОСОБА
51
гает 200—250 м/мин. Для успешного спуска на такой большой
скорости требуется, чтобы бульдозерная борозда была не толь-
ко прямолинейная, но и имела ровный путь с плавными перехо-
дами между уклонами. Важно также плавно и одновременно
выключать и включать фрикционы, своевременно улавливая
время безударного включения четвертой задней скорости после
спуска бульдозера в разрез.
Если скорости движения машин задним ходом малы, а путь
движения большой, целесообразно в крайних точках произво-
дить повороты бульдозера на 180° с тем, чтобы он двигался в
порожняковом направлении передом. На разворот бульдозера
затрачивается 0,4—0,7 мин.
3. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ
Объем породы, доставляемой в
месту разгрузки, и число заездов,
смену, относятся к основным фак-
ковше или впереди лемеха к
совершаемых машиной за
торам, определяющим сменную
производительность колесного
скрепера и бульдозера.
Объем породы, доставляемой
машиной к месту разгрузки, оп-
ределяется уравнением
е
<7 = ут]н, (1)
где q — объем породы в плотном
теле, доставляемой к ме-
сту разгрузки; л3;
Е — геометрическая емкость
ковша скрепера или объ-
ем впереди отвала леме-
ха бульдозера на гори-
зонтальном участке;
р — коэффициент разрыхле-
ния пароды в ковше;
т]н — коэффициент наполнения
(0,5—1,2 — в зависимости
от крепости пород и спр-
Рис. 6. Вал породы, перемещае-
мый бульдозером
соба выемки).
Вал породы, который образуется впереди бульдозера, имеет
сложные очертания (рис. 6, а). Высота его обычно равна высоте
лемеха, т. е. h = ib, а ширина основания — длине отвала, Длина
гребня лемеха определяется уравнением
tg 1
4*
52
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
где U — длина гребня вдоль лемеха бульдозера, м;
д — длина отвала бульдозера, м;
в — высота лемеха бульдозера,
т — глубина борозды, м;
7— угол откоса вала, град.
Угол откоса вала на 3—10° больше угла естественного отко*
са разрыхленных пород в обычных отвалах. При перемещении
увлажненных пород из-за малого угла естественного откоса
вершина вала породы не достигает верхней грани отвала, поче-
му у = 0. В таких случаях высота вала породы h определяется
уравнением
й = 1*’. (3)
При угле у больше 30° сверху вала породы образуется пло-
щадка, длина которой I по оси трактора (рис. 6, б) составляет
0,1—0,3 м, при у = 35—40° и 0,3—0,5 м при 7 = 45—50°. При
перемещении бульдозером вала по борозде или по полосе с бо-
ковыми валиками образуется вертикальная стенка т, высота
которой зависит от глубины борозды. Для облегчения подсчета
объем созданного бульдозером вала с некоторой погрешностью
может быть приравнен к объему правильного геометрического
тела (трех параллелепипедов, пяти треугольных призм и двух
треугольных пирамид) и определен по уравнению
ETTit. । М —т । гг । A (h — tn . \h — tn ...
= + + + (4)
Объем вала E по наблюдениям у бульдозера Д-271 для реч-
ников составляет 1,7—1,9 ;и3, для песчано-глинистых пород
обычной влажности 1,6—1,7 ;и3 и для песчано-глинистых пород
с повышенной влажностью 1—4,3 ;и3.
Как видно из уравнения (4), объем породы, собранной пе-
ред лемехом, зависит от его ширины и высоты, а также от угла
естественного откоса пород. Объем вала, доставляемого буль-
дозером к месту разгрузки, зависит, кроме того, от подъема
пути в грузовом направлении и способа перемещения вала. Так,
при передвижении под уклон перед лемехом образуется вал
большого объема (см. рис. 5,6), а при движении на подъем
объем вала уменьшается. Как видно, направление угла откоса
поверхности а влияет на площадь поперечного сечения переме-
щаемого вала породы. При перемещении породы по глубоким
бороздам потери уничтожаются. Коэффициент заполнения буль-
дозера определяется уравнением
(5)
где т)н — коэффициент заполнения лемеха;
ОПИСАНИЕ СПОСОБА
53
£— коэффициент доставки, учитывающий влияние расстоя-
ния перемещения и способа выемки на потери пород
(устанавливается на основании наблюдений);
k — коэффициент лемеха (устанавливается на основании
наблюдений);
i — подъем (уклон); при перемещении вала на подъем i
принимается со знаком плюс, а под уклон со знаком
минус.
Для бульдозера Д-271 при изменении наклона поверхности
движения в пределах i = +0,2, k = 7,7 [17]. Коэффициент до-
ставки £ изменяется в пределах 0,5—1 (см. способы выемки).
Протяженность пути грузового хода скрепера в зависимости
от расположения относительно забоя отвалов торфов равна
1Г = (0,4 ч- 0,55) (Lc - /н - /Р), (6)
где /г —протяженность пути грузового хода, м;
Lc — протяженность пути всего заезда скрепера, м',
1Н—протяженность пути наполнения ковша, м;
/р — протяженность пути разгрузки ковша, м.
Для определения средней скорости грузового хода £>г путь
скрепера подразделяют на три отрезка с различными скоростя-
ми движения и среднюю скорость подсчитывают по уравнению
Vr== i' I" Г’ (7)
где 1Г — протяженность легкого участка грузового хода, м\
1Г — протяженность тяжелого участка грузового хода, м\
Гг—протяженность грузового хода со средними условиями
движения, м\
vr — наибольшая скорость груженого скрепера, м/мин}
vr — наименьшая скорость груженого скрепера, м!мин\
vr — скорость груженого скрепера со средними условиями
движения, м/мин.
Длина порожнего хода /п определяется как разность
/п = Lc — 1г — (8)
Скорость порожнего скрепера г>п более постоянна и обычно
принимается равной четвертой или пятой скорости передач при
900 об/мин двигателя.
В приближенных расчетах длину грузового и порожнякового
пути принимают равными половине длины заезда, а протяжен-
ность пути заполнения и разгрузки ковша не учитывают.
54
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Продолжительность заезда скрепера t выражают в минутах
и подсчитывают по уравнению
^=-+-+^ + ^2. (9)
Число заездов N, которое совершает скрепер за смену, опре-
деляют по уравнению
# = (10)
где Т — продолжительность смены, ч\
т]и — коэффициент использования рабочего времени.
Коэффициент использования рабочего времени в зависимо-
сти от технологии работ и организации обслуживания и ремонта
машин изменяется от 0,7 до 0,85. Более подробно этот вопрос
рассмотрен во втором разделе.
В табл. 5 приведены нормы выработки для бульдозеров, при-
нятые на Колымских приисках [13].
Таблица 5. Нормы выработки бульдозеров и скреперов
на вскрышных работах (в целике за 7 ч), м3
Класс пород в талом со- стоянии Расстояние от забоя II до места разгрузки, м Класс пород Расстояние от забоя до места разгрузки, м
До 30 51-60 в талом со- 71—80 стоянии До 30 51-60 71-80
Бул I—II III IV Взорванная порода ьдозе р] 441 376 327 241 ы Д-27: 250 212 183 132 1 Скреперы 196 166 143 ’ I—II 103 III 1! iv С К О В Ш С 91 — 110 । м е м к о с 181—220 : т ь ю 6 м3 331—400
304 247 207 198 170 149 127 112 102
Примечание. Для бульдозеров:
1) при перемещении пород на подъемы свыше 3° на каждый метр вертикального подъ-
ема горизонтальный путь увеличивать на 4 м; при перемещении пород вниз более 3° на
каждый метр вертикального спуска горизонтальный путь уменьшать на 3 м;
2) принимать поправочные коэффициенты к нормам выработки:
а) при работе в породах, содержащих большое количество льда, и на неосушенных
площадях К==0,8;
б) при зачистке плотика (актировка) К=0,75;
в) при перевалке торфов К= 1,25;
г) при проходке канав, траншей, возведении насыпей К=0,85;
д) при разваловке конусных отвалов песков примерное значение переводного коэф-
фициента Л'=0,75 относительно норм для пород II класса; в нормы не входит
время, затрачиваемое на образование выезда на вершину отвала;
е) при добыче песков с погрузкой в бункер нормы снижаются, переводный коэффи-
циент К=0,7—0,84; наименьшие значения принимаются для малых расстояний
перемещения;
ж) нормы рассчитаны при толщине талого слоя не менее 10 см и при кусковатости
взорванных пород не более 40 см.
Для скреперов:
1) нормы рассчитаны для выкладки торфов вдоль одного борта разреза;
2) при выкладке торфов по обоим бортам разреза для указанных в таблице расстояний
переводный коэффициент /(=1,05—1,12; наименьшие значения принимаются для малых
расстояний перемещения;
3) при разгрузке песков в бункер переводный коэффициент К=0,9;
4) при передвижении скреперов по породам, в которые колеса погружаются более чем
на 10 см, а гусеницы буксуют, переводный коэффициент /<8=0,87.
РАБОТЫ ПО ОСУШЕНИЮ
55
Глава II. РАБОТЫ ПО ОСУШЕНИЮ
На поверхности россыпных месторождений, расположенных
в поймах долин, протекают ручьи и реки, а по наносным отло-
жениям большинства россыпей в направлении уклона долин
перемещаются подземные воды; мерзлые россыпи содержат
прослойки льда. Кроме того, с увалов на площади россыпей
стекают поверхностные воды. Поэтому большинство россып-
ных месторождений имеет значительные притоки поверхностных
и подземных вод.
В тех случаях, когда россыпь разрабатывается сухопутными
горными машинами (скреперами, бульдозерами, экскаватора-
ми, гидравлическим оборудованием, подземными горными ма-
шинами), приток воды в горные выработки осложняет их про-
ведение, снижает производительность горных машин и уве-
личивает потери песков. Осушение россыпей позволяет сокра-
тить общие затраты на разработку, а наиболее обводненные
россыпи невозможно разрабатывать такими машинами без
предварительного осушения.
Особое внимание приходится уделять работам по осушению
при применении скреперов и бульдозеров. Это объясняется тем,
что с увлажнением песчано-глинистых отложений резко умень-
шается их крепость и устойчивость, отчего ухудшаются условия
передвижения машин и особенно снижается ‘использование ко-
лесных скреперов. Кроме того, сильно разжиженные породы
плохо загружаются в ковш скрепера и с трудом перемещаются
бульдозером.
Влажность пород россыпей изменяется в широких пределах
в зависимости от притока поверхностных и подземных вод, ко-
торый, в свою очередь, изменяется по временам года.
Абсолютная влажность пород определяется отношением ве-
са воды, содержащейся, в единице объема породы, к весу сухой
части этой породы. Значительная часть воды является связан-
ной и удерживается силами молекулярного притяжения в виде
пленок на отдельных частицах породы или в тонких капиллярах.
В крупных порах и пустотах вода находится в свободном со-
стоянии и перемещается под действием силы тяжести и гидро-
статического давления.
Породы могут вмещать и удерживать определенное количе-
ство воды, что и обусловливает их влагоемкость. Различают
максимальную (молекулярную и полную влагоемкость породы,
когда она полностью насыщена водой. Влагоемкость в основном
зависит от зернового состава пород и выражается в процентах
к весу сухой породы. Максимальная молекулярная влагоем-
кость речников не превышает 1%, песчаных пород 2—10% и
глин 20—30%.
56
скреперно-бульдозерный способ РАЗРАБОТКИ
При свободном стоке из породы может выделиться только
часть воды. Водоотдача равна разности между полной и моле-
кулярной влагоемкостью.
По капиллярам вода может подниматься на различную вы-
соту и с различной скоростью. Это приводит к увлажнению
верхних пластов. Для глин наибольшая высота подъема состав-
ляет 4—5 ж, для легкого суглинка 2 м, для песка 0,5—1 м. При
зернах крупностью свыше 2 мм вода по капиллярам не подни-
мается.
Подземные воды, просачиваясь по порам наносных отложе-
ний, перемещаются по россыпи вниз по уклону долины. Мерой
водопроницаемости пород, т. е. способности пропускать черев
себя воду, является коэффициент фильтрации, который равен
скорости просачивания воды через породу при гидравлическом
уклоне (разности уровней), равном единице. Величина коэффи-
циента фильтрации зависит от размера зерен и пустот между
ними.
Значения коэффициентов фильтрации [5] приведены в табл. 6.
Таблица 6. Примерные значения коэффициента фильтрации
Порода Коэффициент фильтрации
м!су тки см,/сек
Крупная галька 1000—500 1,1—0,6
Галечник чистый 500—200 —
Мелкая галька (гравий) 180—90 0,2—0,1
Речник — мелкая галька (гравий) с песком . 150—50 —
Песок крупно- и среднезернистый 50—5 0,06—0,006
Мелкозернистый песок 5—1 —
Супесь 0,5—0,1 0,0006—0,00001
Суглинок 0,1—0,05 —
Глины Менее 0,005 Менее 0,000006
Породы, имеющие коэффициент фильтрации ниже 0,1 м!сут-
ки, с трудом поддаются осушению обычными способами и счи-
таются водоупорными.
Подземные воды перемещаются над поверхностью пласта
водоупорных пород. Такие водоупорные горизонты на россыпях
обычно приурочены к плотику или к кровле вышележащего пла-
РАБОТЫ ПО ОСУШЕНИЮ
57
ста глин или других водоупорных пород (рис. 7, точки /, 2, 5).
Верхняя граница перемещения подземных вод не постоянна;
7
Л Л Л АЛЛА h А Л Л Л А А Д
Рис. 7. Схема просачивания подземных вод
она зависит от уровня воды в реке и количества выпадающих
осадков. Эта граница имеет форму кривой (кривая 4—5—6—7),
повышаясь или понижаясь по направлению к увалу в зависимо-
сти от расположения водоупорного горизонта и направления
просачивания подземных вод.
1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИТОКА ВОДЫ
Основное количество воды просачивается в разрез из верх-
ней части долины, а также и из реки, руслоотводной и нагорных
канав.
Приток зависит от количества выпадаемых осадков. Поэто-
му теоретическими расче-
тами его можно опреде-
лить лишь приближенно.
Количество воды, ко-
торое просачивается на
единицу длины одного
борта разреза из выше-
расположенной канавы
или реки (рис. 8), зави-
сит от коэффициента
фильтрации, расстояния Рис. 8. Схема просачивания воды из канавы
между разрезом и кана-
вой, а также от того, насколько уровень канавы выше подошвы
разреза. Исходя из основных законов движения подзем-
ных вод [6] при наклонном водоупорном горизонте этот приток
для однородных пород можно определить по следующему урав-
нению:
q = k
Oh + Л2) Н
21
(И)
где q — удельный приток подземных вод из канавы на 1
м3/сек\
58
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
k — коэффициент фильтрации, м1сек\
h\ — высота уровня воды в канаве (реке) относительно
водоупорного горизонта (плотика), м;
h,2—глубина водного потока в разрезе, м (эту величину
в предварительных расчетах принимают равной нулю);
Н — превышение уровня воды в канаве над уровнем воды
в разрезе, м;
I — расстояние от канавы (реки) до борта разреза, м.
В действительности россыпь имеет пропластки разных по-
род, которые влияют на скорость и направление основного пути
просачивания вод; кроме того, коэффициент фильтрации может
быть установлен на основании лабораторных опытов с неболь-
шой точностью. Поэтому приток из боковой канавы определяет-
ся весьма приближенно. Однако, как видно из уравнения (11),
на приток воды в разрез влияет расстояние между канавой и
разрезом, что необходимо учитывать при выборе направления
проходки руслоотводной канавы.
При горизонтальном залегании водоупорного горизонта и
при безнапорном движении односторонний приток воды в осу-
шающую выработку, пройденную до водоупора, на единицу ее
длины может быть установлен по следующему уравнению [6]:
- /*2
,<12>
где Нв — мощность водоносного слоя, м;
hz — глубина /потока в канаве, я;
R — предел (радиус) влияния канавы, я.
Если длина разреза превышает ширину более чем в 10 раз,
в расчетах притока ширину разреза обычно не учитывают.
Общий приток подземных вод в разрез может быть опреде-
лен также на основании теоретических положений о притоках
воды в котлованы прямоугольной формы на водонепроницае-
мом горизонтальном основании. Этот вопрос рассматривается
в курсах «Гидрогеологии» [6].
Пример. Определить приток подземных вод в разрез длиной L = 300 м,
расположенный в долине реки.
Исходные данные: разрез расположен в 50 м от реки; коэффициент филь-
трации k = 50 м/сутки-, предельное расстояние (радиус) влияния разреза
R = 200 м\ превышение уровня воды в реке над дном разреза Н = 4 м.
1. Приток воды со стороны реки по уравнению (11)
(5 + 0)4
qv = 50 2.50 — Ю м3/сушки,
2. Приток воды с противоположной стороны по уравнению (12)
42 — 0
^2 = 50 2 ; '266 = 2 м*!сУтки-
3. Общий приток воды в разрез
Q = £(/?! + = 300 (10 + 2) = 3600 м3/сушки.
РАБОТЫ ПО ОСУШЕНИЮ
59
2. СПОСОБЫ ОСУШЕНИЯ
Работы по осушению сводятся к отводу с разрабатываемой
площади поверхностных и подземных вод. Для этого проводят
канавы, по которым отводят воду и тем самым понижают верх-
нюю границу уровня подземных вод.
Осушение пород обычно
тесно связано с водоотли-
вом из разреза, поэтому
эти работы целесообразно
рассматривать совместно.
Водоотлив осуществляется
по канавам или насосными
установками.
При разработке долин-
ной россыпи для осушения
и водоотлива (рис. 9) про-
водят в общем случае рус-
лоотводную /, нагорную 2,
водосточную (капитальную)
3 и водосборную 4 канавы.
Русл оотводную ка н аву
прокладывают за пределами
россыпи вдоль одного из
увалов долины. Сечение ее
должно быть достаточным
для пропуска паводкового
притока, а уклон близок
к уклону долины, т. е. со-
ставлять 0,002—0,03. Направ-
ление канавы выбирают ис-
ходя из наименьшего объе-
ма земляных работ с тем,
чтобы она была проведена
по устойчивым породам, а
расстояние между канавой
и разрезом было достаточ-
Л-4
Рис. 9. Осушительные канавы поймен-
ной россыпи
ным для предотвращения
значительного просачивания воды в разрез. Если величина при-
тока воды в разрез мало влияет на затраты по водоотливу, то
решающее влияние на выбор направления канавы оказывают
затраты на ее проведение. Размеры руслоотводной канавы рас-
считывают по паводковому притоку воды в реке.
В головной и хвостовой частях руслоотводной канавы русло
речки перегораживают земляной запрудой 5,
Нагорную канаву проходят вдоль увала на стороне долины,
противоположной руслоотводной канаве. По нагорной канаве
отводится поверхностный сток с увала и из расположенных
60
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
с этой стороны оврагов, распадков и ключей. Глубина нагорной
канавы обычно не превышает 0,7—1 м.
На маловодных или безводных россыпях при небольшом ко-
личестве атмосферных осадков руслоотводные и нагорные ка-
навы не проходят. При разработке увальных или террасовых
россыпей проходят нагорные канавы только в районах со значи-
тельными осадками при большой площади водосбора увала
долины.
Водосточной (|Капиталыной) канавой воду отводят непо-
средственно из разреза на поверхность, поэтому ее подводят к
площади с наиболее низким залеганием плотика и заглубляют
в плотик не менее чем на 0,5 м. Эту канаву проходят с уклоном,
меньшим уклона долины, чтобы вода самотеком отводилась на
поверхность.
Длина водосточной канавы приближенно определяется по
данным схемы (рис. 10) следующим уравнением:
/tgai = (/4-2) + /tgS + (5-^^),
откуда
1 + *
J — i ’
(13)
где I — длина водосточной канавы, ж;
Нр — мощность россыпи, ж;
z—угпуЪкъ канавы в плотик, jk;
</ = tga! — уклон долины;
i = tgB — уклон канавы.
Окончательная длина канавы устанавливается во время
трассировки на местности.
Уклон водосточных канав обычно находится в пределах
i = 0,0006—0,0015. Для уменьшения длины канавы стремятся
принимать наименьший уклон, но такой, чтобы он исключал
РАБОТЫ ПО.ОСУШЕНИЮ
61
заиливание канавы. Если водосточные канавы имеют значи-
тельную глубину во избежание обвалов и засорения канавы,
борта выполаживают или закрепляют.
По водосточной канаве из разрезов отводятся воды поверх-
ностного стока и подземные. Количество воды, которое необхо-
димо отводить из разреза, изменяется в широких пределах в за-
висимости от притока ливневых и талых вод. Отводить воду
из разреза водосточной канавой удобно, так как она имеет
большую пропускную способность, разрез всегда поддерживает-
ся сухим, а затраты на обслуживание канавы малы. Этот способ
водоотлива применяют во всех случаях, когда затраты на про-
ходку канавы на кубометр запасов невысоки и работы по про-
ходке не могут задерживать разработку россыпи. Объем работ
и затраты на проходку водосточной канавы на долинных рос-
сыпях резко возрастают с увеличением глубины залегания рос-
сыпи и уменьшением ее продольного уклона, поскольку увели-
чивается длина канавы [см. уравнение (13)]. Например, при
уклоне долины i = 0,005 и глубине россыпи 6 м канава должна
иметь длину не менее 2 км. Поэтому водосточные канавы про-
ходят преимущественно при разработке ключевых россыпей,
имеющих повышенные уклоны. На долинных же россыпях их
применяют обычно в том случае, когда продольные уклоны пре-
вышают 0,005 или россыпи имеют небольшую глубину.
К откачке воды из разреза насосами прибегают тогда, когда
проведение водосточной канавы обходится дорого или работы
по проходке канавы осложняют разработку россыпи.
На рис. 9 видно, что руслоотводная и нагорная канавы отво-
дят с россыпи поверхностные воды. Для отвода с разрабатывае-
мой площади подземных вод проходят через всю площадь рос-
сыпи водосборную, так называемую разрезную канаву 4 глу-
биной до кровли пласта. По этой канаве подземные воды
отводят в водосточную канаву, осушая тем самым верхние на-
носные отложения россыпи до их выемки.
Пласт песков на мерзлых россыпях осушают после вскрыши
торфов путем проведения водосборной канавы по пласту. Канаву
проходят до начала добычи песков, чтобы заранее отвести воду,
которая выделяется из пласта при таянии льда. Во время добычи
песков обнаруживаются углубления в плотике, и чтобы отвести
из них воду приходится углублять водосборные канавы или
проводить дополнительные.
Проходка водосборной канавы на полную глубину мерзлых
песков с углублением в плотик весьма трудоемка, поэтому ее
проводят по мере оттайки мерзлоты во время добычи песков.
Предварительно осушать россыпи с помощью водосборных
канав необходимо также при разработке месторождений, сло-
женных из песчано-глинистых и илистых пород, содержащих в
значительном количестве подземные воды или лед. При этом
62
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
верхний горизонт подземных вод (линия 2—3 на рис. И) вбли-
зи канавы понизится и займет положение кривой 1—2.
Когда водосборная канава доведена до водоупорного слоя
(плотика), вода просачивается в нее только по боковым стен-
кам. В этом случае при безнапорном движении подземных вод
и горизонтальном залегании водоупорного слоя уравнение деп-
ресоионной кривой 1—2 [6], имеет следующий вид:
(№-й22), (1.4)
где Н — превышение уровня подземных вод над водоупорным
слоем (рис. И), м;
й2— глубина потока в канаве, м\
R — предельное расстояние (сфера) влияния осушающей
канавы, м.
Рис. 11. Расположение уровня подземных вод при про-
ведении канавы
Предельное расстояние влияния осушающей канавы имеет
следующую упрощенную взаимозависимость с уклоном депрес-
сионной кривой 1—2:
R = (15)
где J = tg 6 — уклон депрессионной кривой.
В предварительных расчетах глубину потока в канаве при-
нимают равной нулю. Уравнение депрессионной кривой позво-
ляет определять уровень подземных вод на определенных рас-
стояниях от канавы.
Примерные значения уклона депрессионной кривой по
А. Н. Костикову приведены в табл. 7.
Таблица 7 Уклоны депрессионных кривых
Породы Уклон Породы Уклон
Наиболее проницаемые . Песок • . . Супесь 0,003—0,006 0,006—0,02 0,02—0,05 Суглинок Глины ... Тяжелые глины .... 0,05—0,1 0.1—0,15 0,15—0,2
РАБОТЫ ПО ОСУШЕНИЮ
63
При проходке осушающих колодцев предельный радиус
влияния его на уровень подземных вод может быть приближен-
но установлен по следующему уравнению И. П. Кусакина:
R — 2(H — h2)VHk, (16)
где k — коэффициент фильтрации, м!сутки.
Так как положение верхней границы подземных вод и депрес-
сионной кривой меняется в зависимости от количества осадков,
подсчитываемые по уравнениям величины, являются приближен-
ными.
Пример. Определить глубину расположения уровня подземных вод отно-
сительно поверхности в 100 м от водосборной канавы.
Исходные данные: уклон депрессионной кривой J — 0,02; мощность водо-
носного пласта Н — 5 м\ мощность россыпи над бытовым (обычным) уровнем
подземных вод /72=1 м-
Решение. 1. Сфера влияния канавы по уравнению (15)
5 — 0
Я = 0,02 “ 250 м'
2. Высота расположения подземных вод относительно водоупорного
горизонта по уравнению (14)
У =]/о 4-129 (52 — 0) = 3,2 м.
3. Глубина расположения подземных вод в искомой точке.
г = Н2 + (Н — у) = 1 + 5— 3,2 = 2,8 м.
Для производительной работы скреперов необходимо, чтобы
уровень подземных вод на разрабатываемой площади был ниже
рабочей площадки не менее чем на 0,3—1 м.
Если одна водосборная канава не обеспечивает понижения
уровня подземных вод до нужного горизонта, под углом или
параллельно к ней проходят дополнительные осушающие кана-
вы (осушители).
Расстояние между осушителями, необходимое для требуе-
мого понижения уровня воды, можно определить по уравнению
.(14).
Породы, сложенные из речников, устойчивы, и наличие воды
не оказывает существенного влияния на работу скреперов. В та-
ких условиях водосборную канаву можно не проходить.
При проходке канавы скрепером или бульдозером ширина
ее основания должна быть не менее 3,5—4 м, что требует уве-
личения объема работ по проходке. Для выдачи породы через
каждые 30—50 м при бульдозерной проходке и 100—150 м при
скреперной устраивают выезды. Для облегчения выдачи породы
бульдозером выезды располагают в местах поворота канавы
(рис. 12). На прямолинейных участках в месте расположения
выезда уширяют канаву. Бульдозеры используются для проход-
ки канавы на глубину до 2,5 м, а колесные скреперы — до
6—8 м.
64
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Рис. 12. Проходка канавы бульдозером
На мерзлых россыпях проходку канав стремятся производить
летом послойно, по мере оттаивания пород. Чтобы ускорить
проходку канавы, необходимо осенью на том месте, где будет
проходиться канава, удалять верхний растительный слой, зимой
предохранять его от наледей и затопления, а весной. удалять
снежный покров. В зависимости от скорости оттаивания пород
канаву за сутки углуб-
ляют на 10—30 см.
Чтобы машины не увя-
зали, талый слой не
должен превышать
30 см. Для ускорения
оттаивания и при за-
глублении канавы в
плотик прибегают к
предварительному рых-
лению.
Себестоимость про-
ходки канав бульдозе-
рами и колесными
скреперами составляет
от 30 до 60 коп. на
1 м*.
Руслоотводную ка-
наву в песчано-глини-
стых породах при
уклонах более 0,002
можно проходить в два
приема. Вначале кана-
ву проходят для про-
пуска средних потоков
воды, а перед павод-
ком расширяют и
углубляют ее. Сечение
канавы увеличивают
путем обрушения боко-
вых стенок и разрыхления дна, т. е. так же, как при расширении
выработки смывными работами.
В зависимости от очертания поверхности поймы и увала до-
лины работы по осушению ведут с опережением над вскрыш-
ными на 1—3 года. Если осушение производится в процессе
эксплуатации, то его обычно финансируют за счет оборотных
средств и учитывают как горноподготовительные работы.
Очень водоносные пластовые месторождения осушают с по-
мощью водопонизительных скважин, оборудованных глубинны-
ми насосами и иглофильтрами, а в очень сложных условиях —
с помощью подземных выработок [6].
ВСКРЫТИЕ
65
При высокой молекулярной влагоемкости пород для ускоре-
ния водоотдачи на строительных работах иногда применяют
электроосмос [7].
Глава III. ВСКРЫТИЕ
Выдача торфов и песков из разреза на поверхность произво-
дится скреперами, бульдозерами, наклонными подъемниками
или другими подъемными устройствами. В зависимости от спо-
соба выдачи пород видоизменяются и выработки вскрытия.
Выезды для скреперов и бульдозеров прокладывают по борту
разреза или по траншеям, для установки наклонных подъемни-
ков проходят котлованы с траншеей.
Способ вскрытия предопределяет главнейшие особенности
всего процесса разработки россыпи, осуществляемой бульдозе-
рами или скреперами. Он обусловливает необходимое для
подъема оборудование и места выдачи на поверхность торфов
и песков. Таким образом, способ вскрытия взаимосвязан с пе-
ремещением пород. Расположение места выдачи торфов должно
обеспечивать наиболее производительное использование
вскрышного оборудования. В зависимости от условий разработки
отвалы торфов могут размещаться на бортах разреза или в вы-
работанном пространстве. От этого видоизменяется транспорт-
ная связь с горизонтом, а следовательно, и способ вскрытия
этого горизонта. Чаще всего отвалы торфов размещают на бор-
тах разреза. Бункер для приема песков может быть размещен
как на поверхности россыпи, так и на плотике. В зависимости
от положения бункера видоизменяется транспортная связь его
с промывной установкой и способ вскрытия добычного гори-
зонта.
1. ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ
Различают следующие основные способы вскрытия россыпи:
1) сплошным выездом; 2) отдельными выездами; 3) котлованом;
4) без выработок; 5) независимое вскрытие двух горизонтов;
6) независимое вскрытие трех горизонтов; 7) комбинированные
способы вскрытия.
Вскрытие сплошным выездом (взвозом). Борт разреза во
время разработки на всем протяжении выполаживают до укло-
на 0,1—0,25 (рис. 13, а). По сплошному выезду машины могут
выезжать из разреза в любом месте, что сокращает расстояние
перемещения пород. Это является важным преимуществом дан-
ного способа, особенно при 'использовании бульдозеров. Однако,
несмотря на простоту технологии разработки, при этом способе
мала производительность машин, которая постепенно сни-
жается с увеличением глубины разработок. Кроме того, для
5 С. М. Шорохов
66
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
выполаживания борта разреза проводят дополнительные работы
по выемке торфов за пределами россыпи, объем которых резко
увеличивается с увеличением мощности вскрываемого горизон-
та. Вследствие этого способ вскрытия сплошным выездом
Рис. 13. Схема разработки россыпи при вскрытии
сплошными и отдельными выездами
применяется в основном для вскрытия горизонтов торфов мощ-
ностью до 2—2,5 м при размещении отвалов торфов на бортах
разреза.
Дополнительный объем работ по выполаживанию (сечение
1—2—3) (рис. 13, а) одного борта разреза для создания сплош-
ного выезда определяется следующим уравнением::
ВСКРЫТИЕ
67
Гр = 0,5 0--ctg₽B) №L,
(17)
Рис. 14. Расположение выезда в пределах
разреза
где Wp — дополнительный объем работ по выполаживанию
борта разреза, м3;
i — подъем выезда;
рв — временный угол откоса борта разреза, град',
Н — мощность вскрываемого горизонта, м\
L —длина борта разреза, м.
Если добычу песков производят сразу после вскрытия тор-
фов, срок поддержания борта разреза небольшой, поэтому угол
рв принимают несколько больше угла естественного откоса.
Для уменьшения до-
полнительного объема ра-
бот по разносу бортов
при мощности торфов бо-
лее 1,5 м целесообразно
значительную часть выез-
да располагать в преде-
лах разреза. Часть тор-
фов, оставленную для
выезда 2—3—4, выни-
мают после отработки
всего горизонта торфов
до линии 3—5 (рис. 14).
Сплошной выезд мо-
жет быть расположен по
одному, двум или всем
бортам разреза. При рас-
положении выезда на од-
ном борту сокращается
объем работ по его устройству, однако при этом увеличивается
путь движения машин и снижается их производительность. С це-
лью увеличения производительности машин часто идут на устрой-
ство двусторонних сплошных выездов. Большое влияние на окон-
чательное решение этого вопроса оказывает наличие на бортах
разреза удобных мест для отвалов торфов и разгрузки песков.
Вскрытие отдельными выездами (взвозами). Первый выезд
устраивают в нижней части россыпи в особой траншее, которая
постепенно углубляется до плотика. После образования разреза
по его бортам (см. рис. 13,6) от поверхности до основания отра-
батываемого горизонта через каждые 40—150 м прокладывают
дополнительные выезды. С увеличением расстояния между вы-
ездами увеличивается длина заезда и тем самым снижается про-
изводительность машин. Поэтому дополнительные выезды целе-
сообразно проходить в том случае, если затраты на их устройство
окупятся за счет снижения себестоимости от увеличения произ-
5*
68
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
водительности машин. Имеются уравнения [18], позволяющие
определять наивыгоднейшее расстояние между выездами.
Выезды устраивают в местах, требующих наименьшего
объема работ по их проходке и обеспечивающих удобное распо-
ложение отвалов для торфов или мест для разгрузки песков.
Выезды могут быть пройдены как вдоль борта разреза
(рис. 15 6), так и перпендикулярно ему (рис. 15, а). Перпендику-
лярный выезд устраивают при небольшой мощности отрабаты-
ваемого горизонта, при этом для уменьшения объема проходче-
ских работ основную его часть располагают в разрезе и запасы
песков под выездом отрабатывают по миновании в нем надоб-
ности.
Рис. 15. Схемы расположения отдельных выездов
Вскрытие отдельными выездами применяют главным обра-
зом при разработке россыпей колесными скреперами. При
использовании бульдозеров вскрытие выездами применяют ред-
ко. Для заполнения ковша породой скрепер должен спуститься
на дно разреза, вследствие чего увеличивается средняя высота
подъема машин. Данный способ широко применяют для вскры-
тия верхнего горизонта россыпи (представленного талыми или
мерзлыми торфами), имеющего мощность более 2 м, при распо-
ложении отвалов на бортах разреза. Он может также приме-
няться: при разработке скреперами россыпей с равномерным
распределением металла в толще отложений и мощности до
2—4 м; при малой мощности торфов, когда нецелесообразна их
выемка в самостоятельный уступ, а также в случаях, когда
бункера для приема песков целесообразно располагать на
поверхности.
ВСКРЫТИЕ
69
Отдельные выезды для одностороннего движения машин про-
ходят шириной 5—6 м с таким же подъемом, как и сплошные.
Длину выездов и объем работ по их проходке при рабочем
проектировании подсчитывают графически по маркшейдерским
планам. Для укрупненных расчетов объем работ вычисляют по
уравнениям.
Длину траншеи выезда при проведении ее с подъемом в на-
правлении увала долины (т. е. в сторону подъема поверхности,
рис. 15, а) рассчитывают по уравнению
' = 7^7' <<8)
где I — длина выезда, лг,
Н — мощность вскрываемого горизонта, ж;
Z=tg6— расчетный подъем (траншеи);
J = tg аг — подъем увала долины.
Если траншея проводится в направлении падения долины,
то знак перед J будет положительный и эта величина выразит
продольный уклон долины.
Траншея по своим очертаниям подобна сложному клину и ее
объем определяют уравнением
IF = 0,56/# +0,33а///2, (19)
где W —объем траншеи, м3;
b—ширина основания траншеи, ж;
a = ctg|3p — коэффициент заложения откоса борта траншеи;
РР — угол откоса борта траншеи, град.
В зависимости от крепости наносных отложений и устойчи-
вости откосов рр = 35—50°.
Дополнительные выезды, которые проходят по борту
(рис. 15, б), имеют еще более сложные очертания. Объем их
определяют следующим упрощенным уравнением:
W = 0,56 (/ + т) Н + 0,5 (а — aj (/ + m) 7/2, (20)
где W — объем бортового выезда, м\
b—ширина выезда, м\
I — длина выезда, л<;
т—длина площадки подхода, jk;
°1=ctgpB — коэффициент заложения временного угла откоса
борта разреза;
рв — временный угол откоса борта разреза, град.
Временный угол откоса борта разреза рв = 45—75°, т. е. на
10—25° больше угла естественного откоса борта при продолжи-
тельном стоянии.
Длину площадки подхода т принимают в 1,5—2 раза больше
Длины скреперного состава.
Вскрытие котлованом. До разработки определенной площади
проходят котлован, углубляемый в плотик, в котором устанавли-
вают бункер для приема пород (рис. 16, а).
70
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Выдачу песков из бункера на поверхность производят ленточ-
ным конвейером, скиповым подъемником или водоструйным на-
сосом (гидроэлеватором). При этом способе вскрытия бульдозе-
ры и скреперы работают только в разрезе. Вследствие этого
резко сокращается длина заездов и отсутствуют подъемы, бла-
годаря чему производи-
тельность машин, особен-
но бульдозеров, увеличи-
вается. Для выезда ма-
шин на поверхность с це-
лью проведения ремонтов
и заправки горючим
устраивают один выезд.
Котлован располагают
около того борта разреза,
у которого можно наибо-
лее производительно ис-
пользовать добычное и
пр о м ы во ч н о е оборудова-
ние и сократить затра-
ты на разработку. Для
этого при выборе места
расположения котлована
необходимо стремиться
соблюсти следующие ос-
новные требования. Что-
бы достигнуть равномер-
ной и наиболее высокой
производительности ма-
шин, котлован размещают
несколько ниже центра
тяжести отрабатываемого
объема пласта песков,
уничтожая тем самым
влияние уклона долины на
производительность буль-
дозера. Протяженность
Рис. 16. Схема разработки россыпи при ПЛ0Щад'И’ расположенной
вскрытии котлованом и без выработок ниже котлована, не долж-
на превышать 0,4—
0,48 расстояния между бункерами. Для подачи к бун-
керу более сухих песков котлован располагают у борта
с возвышенным плотиком, а водосборную канаву — у борта
с наиболее низкими отметками плотика, что способствует осуше-
нию песков и тем самым повышению производительности машин
на льдистых и водообильных илистых россыпях. Котлован сле-
дует располагать в местах, позволяющих использовать под отва-
ВСКРЫТИЕ
71
лы низины, чтобы уложить в отвалы наибольшее количество
хвостов и промыть больший объем песков без' передвижения
промывной установки, сократить удельные затраты на ее
перестановку и этим удешевить размещение хвостов в отвалы.
Выбирать место для котлована нужно так, чтобы затраты на
водоснабжение промывной установки были наименьшими.
Расстояния между смежными котлованами влияют на длину
заездов, а следовательно, и на производительность добычных
машин. С уменьшением расстояния производительность машин
увеличивается и снижается себестоимость выемки песков, но
при этом увеличиваются расходы на проходку котлованов и пе-
реноску бункеров, подъемников и промывных установок и воз-
растают простои всего оборудования. Поэтому расстояние между
котлованами устанавливают исходя из наиболее высокого
использования добычного, транспортного и промывочного обору-
дования, при котором достигаются наибольшая годовая произ-
водительность разреза и наименьшие затраты на разработку.
При добыче песков бульдозерами бункера располагают так,
чтобы расстояние доставки песков к ним не превышало 80—
100 ж; для этого расстояние между смежными котлованами не
должно быть более 160—200 м.
Когда емкость отвалов для укладки хвостов и гальки не ис-
пользуется, а на перенос промывной установки необходимо за-
тратить значительное время и средства, целесообразно промыв-
ную установку не переносить. Пески тогда от нового котлована
подают к старому по дополнительному ленточному конвейеру
(см. рис. 19), длина которого в разрезах достигает 200 м.
При добыче песков скреперами расстояния доставки к бун-
керу составляют 250—300 м, а котлованы проходят через
400—600 м.
Котлован углубляют в плотик в зависимости от применяемого
подъемного устройства, при этом стремятся, чтобы решетка
бункера была установлена над поверхностью плотика не выше
чем на 0,7—1 м. При подъеме песков ленточным конвейером
с установкой металлических бункеров с электровибратором и
питателем или водоструйными насосами котлован углубляют
в плотик не более чем на 1—2 ж, а при деревянном бункере —
на 3 м. При скиповом подъеме глубина котлована обычно равна
4—5 м.
На хорошо осушенных россыпях наиболее распространен
подъем песков ленточными конвейерами, поскольку обслужива-
ние, переноска и эксплуатация их менее трудоемки. Скиповые
подъемники применяют редко. В последнее время пески из кот-
лована начали подавать на промывную установку водоструйны-
ми насосами. Доставленные бульдозером пески предварительно
размывают напорной струей. В этом случае применяется
72
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКА
наиболее простое подъемное оборудование, требующее незначи-
тельного ухода, а бункер с питателем не устанавливается.
Вскрытие котлованом применяют для разработки отдель-
ных горизонтов (уступов), сложенных песками, а также на рос-
сыпях с равномерным распределением металла в наносных отло-
жениях с очень малой мощностью торфов, когда раздельная
выемка их становится нецелесообразной.
Рис. 17. Котлован и бункера
Наиболее целесообразно применять металлические бункера
с питателями (рис. 17), имеющими небольшую высоту, исклю-
чающую образование сводов. При добыче песков бульдозерами
над бункером устанавливают легкие колосники.
На рис. 17, б показана конструкция металлического бункера
с каретчатым питателем 1 и электровибратором 2. У бункеров
для скреперной разгрузки (рис. 17, а) колосниковая решетка 2
приспособлена для прохода по ней трактора. Нижнюю решетку 1
ВСКРЫТИЕ
73
изготовляют из прочных швеллеров, на нее по ширине колеи
трактора укрепляют верхнюю решетку.
Объем работ по проходке котлована составляет 20—150 ;и3.
Чаще всего их проходят зимой с помощью буровзрывных работ
мелкошпуровым способом с уборкой взорванных пород канат-
ным скрепером.
Почвенные воды из котлована откачивают 50-миллиметро-
вым центробежным насосом.
Вскрытие без выработок. При этом способе выработок вскры-
тия не проводят, а добытые породы выдают из разреза драглай-
ном и реже грейферным экскаватором емкостью ковша 1—2 .м3
и длиной стрелы 18—25 м или башенным краном, которые рас-
полагают на поверхности месторождения (см. рис. 16, б). До-
ставленные бульдозерами к борту разреза торфа экскаватором.
Рис. 18. Схема разработки россыпи при вскрытии верхнего горизонта
способом сплошных выездов и без выработок:
Д 2, 3, 4 — порядок выемки
отсыпают в отвалы, располагаемые вдоль разреза, а пески грузят
в бункер или в самосвалы. Длина заездов бульдозера в этом
случае сокращается, поскольку экскаватор передвигается вслед
за бульдозерным забоем, а на пути движения бульдозера отсут-
ствуют подъемы. Экскаватор производит выемку уже разрых-
ленных торфов. Поэтому бульдозеры и экскаваторы развивают
высокие производительности, кроме того, вследствие отсутствия
выработок вскрытия технология разработки упрощается.
Вскрытие без выработок в основном применяют для верхних
горизонтов россыпей, представленных мерзлыми торфами мощ-
ностью 3—10 м в случаях, когда для выемки торфов используют
бульдозеры. Особенно целесообразно вскрытие верхнего гори-
зонта торфов без выработок при наличии вблизи разрабатывае-
мых площадей низины или выработанного пространства. В та-
ких условиях торфа можно перемещать в отвалы бульдозером
или скрепером под уклон (рис. 18), что повышает производи-
тельность вскрышных машин и вскрышные работы обходятся
дешево.
На рис. 18 показана схема разработки россыпи при вскрытии
верхнего горизонта способом без выработок и со сплошными
выездами.
74
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
2. СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ
Независимое вскрытие двух горизонтов. Выработки вскрытия
проходят к двум горизонтам россыпи (рис. 19), создавая неза-
висимую транспортную связь между ними и поверхностью. Верх-
ний горизонт располагают несколько ниже середины толщи на-
носных отложений, а нижний на плотике. Каждый горизонт
может быть вскрыт одним из рассмотренных выше основных
способов. Верхний горизонт обычно вскрывают оплошными
и отдельными выездами или способом без выработок. Нижний
горизонт вскрывают котлованом, а при скреперной разработке
также и отдельными выездами. Проведение независимых выра-
боток вскрытия к двум горизонтам предопределяет разработку
россыпи двумя уступами, причем верхний уступ отрабатывают
•с некоторым опережением над нижним.
При наличии на россы-пи торфов верхний горизонт целесооб-
разно располагать на 0,1—0,4 м выше кровли пласта песков.
В этом случае породы верхнего горизонта будут представлены
торфами, выемка которых производится отдельным уступом не-
зависимо от работ на нижнем уступе, представленном песками.
Таким образом, данный способ вскрытия в этих условиях пре-
допределяет проведение предварительной вскрыши торфов. При
равномерном распределении металла в толще наносных отло-
жений основание верхнего уступа необходимо располагать так,
чтобы средняя высота подъема скрепера в заезде и длина заез-
дов были наименьшими во время разработки обоих уступов.
Для каждого горизонта следует выбирать свой способ вскры-
тия, учитывая при этом то, что для верхнего горизонта выгоднее
применять наиболее простую технологию работ, а для нижнего
горизонта, залегающего на больших глубинах, целесообразнее
более сложные способы вскрытия, при которых можно достиг-
нуть наибольшей производительности добычных машин.
При выборе места расположения выездов следует учитывать,
что на мерзлых россыпях отвалы торфов целесообразнее распо-
лагать на поверхности вдоль бортов разреза, а на талых — как
на поверхности, так и в выработанном пространстве.
Независимое вскрытие двух горизонтов применяют на россы-
пях с равномерным распределением металла, если мощность их
превышает 3—4 м. При наличии торфов этот способ применяют
на россыпях глубиной от 1,5 до 12 м, поскольку этим предопреде-
ляется проведение предварительной вскрыши торфов. Предвари-
тельная вскрыша удешевляет выемку пород верхнего уступа,
а также удешевляет и улучшает промывку песков, поступающих
с нижнего уступа.
Способ независимого вскрытия двух горизонтов россыпи
является одним из наиболее распространенных.
ВСКРЫТИЕ
75
Независимое вскрытие трех горизонтов. Выработки вскрытия
проводят отдельно к трем горизонтам россыпи (см. рис. 4).
Слой торфов делят на два горизонта, а пески выделяют в третий.
Каждый горизонт имеет независимые вскрывающие выработки.
В большинстве случаев верхний уступ (торфов) вскрывают
Рис. 19. Разработка россыпи при независимом вскрытии
двух горизонтов
сплошным выездом; средний уступ (торфов) — отдельными вы-
ездами при скреперной вскрыше и способом без выработок —
при бульдозерной; нижний уступ (песков) — котлованом.
Этот способ вскрытия позволяет применять на верхнем
и среднем уступах разные машины, выбирая наиболее подходя-
щие по свойствам торфов и по расстоянию перемещения. На
76
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
верхнем уступе, если о,н представлен растительным слоем или
мерзлыми тонкозернистыми илистыми торфами, целесообразно
использовать бульдозеры, которые обладают лучшей проходи-
мостью по сравнению с колесными скреперами. Торфа на сред-
нем уступе обычно представлены более крупнозернистыми отло-
жениями (речниками, суглинками с галькой); для выдачи на
поверхность торфа необходимо поднять на значительную высо-
ту, поэтому на втором горизонте целесообразнее применять
колесные скреперы.
Вскрытие россыпи тремя независимыми горизонтами распро-
странено при разработке россыпей с торфами мощностью более
4 м. Затраты на вскрытие мало отличаются от предыдущего
способа, однако использование вскрышных машин при этом
улучшается, вследствие чего увеличивается производительность
их и снижается стоимость вскрышных работ. Прочие условия
распространения данного способа аналогичны предыдущему.
Комбинированные способы вскрытия. Условия залегания и ши-
рина россыпи обычно меняются на всем ее протяжении, поэтому
отдельные площади с определенными условиями залегания,
пласта целесообразно разрабатывать комбинированным спосо-
бом вскрытия. Переход от одного способа к другому, если это
не требует дополнительного горнотранспортного оборудования,
осуществляется довольно быстро без добавочных капиталовло-
жений. Например, при ширине россыпей более 250 м вскрытие
производят в два независимых горизонта и россыпь отрабаты-
вают продольными полосами шириной 80—150 м (см. рис. 18).
Верхний горизонт торфов вскрывают способом без выработок
в сочетании со способом с выездами. Вначале отрабатывают
первую правую полосу, имеющую наименьшую мощность тор-
фов, со вскрытием горизонта торфов сплошными выездами и
с расположением отвалов торфов вдоль борта разреза. После
этого на правой полосе пласт песков отрабатывают с примене-
нием способа вскрытия котлованом. На следующей полосе гори-
зонт торфов вскрывают способом без выработок, перемещая
торфа в выработанное пространство первой полосы. Это позво-
ляет разместить значительную часть торфов в отвалы, переме-
щая их на небольшое расстояние под уклон. После выемки
песков во второй полосе работы в следующих полосах произво-
дят в том же порядке. На последней полосе вскрытие горизон-
та торфов производят смешанным способом: с левой стороны
полосы торфа выдают по сплошным выездам в отвалы за борт
разреза, а с правой перемещают в выработанное пространство
и с этой стороны выработок вскрытия не проводят. Комбини-
рованный способ вскрытия обеспечивает большую производи-
тельность вскрышных машин и низкую стоимость вскрыши тор-
фов. Он применяется для разработки широких террасовых
и маловодных долинных россыпей небольшой мощности.
ВСКРЫТИЕ
77
На приисках применяют и другие способы вскрытия, имею-
щие, однако, небольшое распространение. Например, террасо-
вые россыпи, расположенные на достаточно крутых увалах
и торфа которых сложены из илистых пород с большим содер-
жанием льда, вскрывают отдельными канавами. По канавам
перемещают под откос увала разжиженные торфа (см.
рис. 31, б), канавы также используют для стона почвенных вод.
3. ПОСТРОЕНИЕ БОРТА РАЗРЕЗА И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ
Для выбора способа вскрытия и оборудования для тран-
спортировки пород на поверхность необходимо предварительно
установить границы бортов разреза и определить объемы пород
на площадях, к которым должен быть обеспечен доступ.
Границу разреза по плотику устанавливают согласно подсчи-
танным запасам, расширяя разрез для свободного перемещения
бульдозеров и скреперов, если ширина его недостаточна. Зада-
ваясь углом откоса борта разреза, устанавливают границу раз-
реза на поверхности россыпи. Угол откоса борта разреза выби-
рают исходя из устойчивости пород и сроков поддержания
откоса. При малых сроках поддержания, когда выемку песков
и зачистку плотика производят через несколько дней после
вскрыши торфов, откосу разреза придают наклон 40—75°. Если
борта необходимо сохранять продолжительное время, углы отко-
са уменьшают до 35—50°.
При подсчете объема пород, подлежащих выдаче на поверх-
ность, учитывают дополнительный объем торфов от разноса бор-
тов и проходки выездов и котлованов в плотике. Запасы, распо-
ложенные на площадях, доступ к которым не обеспечен,
исключаются из общего объема запасов, которые должны быть
вскрыты.
Глубина заложения выездов и размещение их по бортам
разреза оказывают существенное влияние на протяженность
заездов машин и объем работ по проходке выездов. Поэтому
при выборе способа вскрытия следует сравнить объемы работ
по проходке выездов и производительность машин у сопостав-
ляемых вариантов, а в наиболее сложных случаях выявить
и полную себестоимость добычи.
При большой длине россыпи ее мощность, ширина и наклон
поверхности обычно изменяются в значительных пределах, что
оказывает существенное влияние на выбор способа вскрытия.
Поэтому для площадей со своеобразными условиями залегания
следует рассматривать возможность применения различных
способов вскрытия. Так, например, на отдельных площадях при
Увеличении мощности торфов целесообразно переходить от
сплошных к отдельным выездамг а при увеличении ширины
78
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
россыпи — от одностороннего к двустороннему расположению
выездов и отвалов.
Во время разработки россыпи приходится проводить еще
следующие работы: на поверхности, в пределах месторождения,
устраивать временные дороги с мостами через канавы и протоки
речки для подъезда добычных и вскрышных машин к разрезу;
удлинять линию электропередачи и переносить освещение; пере-
носить песковые конвейеры и промывочные приборы. Все эти
работы финансируют и учитывают на приисках как горноподго-
товительные.
Глава IV. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
При скреперно-бульдозерных разработках к подготовитель-
ным работам отно-сят: очистку россыпи от леса, вскрышные ра-
боты, предохранение поверхности от промерзания в зимнее вре-
мя и очистку поверхности от снега, а также переноску на новое
место промывных установок, насосных станций и связанные
с этим работы по энергоснабжению, освещению и по устройству
подъездных дорог.
1. ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ ОТ ЛЕСА И КУСТАРНИКА
Площади, отведенные под разработку и отвалы, должны быть
очищены от леса. Вырубку леса производят в зимнее время-
Вырубку следует производить за 2—3 года до вскрыши, а на
мерзлых россыпях еще раньше. Для вырубки деревьев применя-
ют электрические или бензиномоторные пилы.
Спиленные деревья трелюются трактором к дороге, где их
хлысты распиливают на бревна. Питание электропил и сучкоре-
зов производится от передвижных электростанций с бензиновы-
ми двигателями. Бревна вывозят грузовиками с прицепом, на
которые их укладывают автокраном. Для движения лесовозов
устраивают временные дороги — лежневые или грунтовые.
Когда лес используют для хозяйственных нужд, затраты на
его вырубку не относят на разработку.
После вырубки, прежде чем приступать к вскрыше торфов,
поверхность очищают от пней и кустарника. Мелкий лес валят
с корнями или срезают, а корневища выкорчевывают. Для валки
деревьев диаметром до 10—20 см можно использовать бульдозе-
ры и тракторы.
Для подрезки деревьев и кустарника используют кусторезы
Д-174-В, установленные на тракторе С-100. (рис. 20).
Подрезку производят двумя горизонтальными ножами /, закрепленными
на передней раме под углом друг к другу 60°. Ножи с рамой могут быть
подняты или опущены лебедкой. Для срезки кустарника диаметром до 3 см
ножи устанавливаются на поверхности почвы, а более толстый срезают на
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
79
высоте около 2—3 см от поверхности. Кусторез подрезает деревья, двигаясь
на первой передаче. Кусторез может срезать деревья диаметром до 20 сл,
подрезая их с двух сторон. Деревья диаметром более 7—10 см целесообраз-
нее срезать одной стороной кустореза, что, однако, уменьшает ширину захвата.
Ножи кустореза затачивают 1—2 раза в смену переносным наждачным,
кругом. Обслуживает кусторез тракторист и от одного до четырех рабочих
очищают кусторез и смежный проход от упавших деревьев. Во время под-
резки деревьев рабочие во избежание несчастных случаев не должны подхо-
дить к кусторезу.
Направление заездов кустореза выбирают, учитывая уклон поверхности
земли и направления наклона кустарника и деревьев. При ровной поверхно-
сти наиболее удобно производить срезку
вкруговую, т. е., начиная с края площа-
ди, объезжать ее по внешней части. Если
поверхность имеет уклон, целесообразнее
производить срезку продольными заезда-
ми в направлении наименьшего уклона.
Производительность кустореза изме-
няется от 0,8 до 3,5 га в смену в зави-
симости от диаметра и густоты леса.
Подсчитывают производительность по
ширине подрезываемой полосы и сред- Рис» 20. Подрезка деревьев ку-
ней скорости движения машины, учиты- сторезом Д-174-Б
вая необходимость совершать повторные
заезды. Коэффициент использования рабочего времени на 5—12% меньше,
чем у бульдозеров (см. главу VI).
Поваленные деревья убирают корчевателем или бульдозером.
Корчёвку пней производят взрыванием, корчевателем или бульдозером.
Трудоемкость работ по корчёвке во многом зависит от плотности почвы, от
расположения корней пня и от его размеров. Корни ели распространяются
Рис. 21. Корчёвка пней корчевателем
по поверхности, у сосны и лиственницы имеют более глубокое, но все же по-
верхностное расположение корней, у лиственных деревьев корневая система
уходит глубоко в почву, что осложняет корчёвку. Корчёвка пней из сухих
глинистых почв наиболее затруднительна. С повышением влажности почвы
корчёвка облегчается и наиболее легко производится при рыхлых торфяных
почвах. Пни старой рубки, проводившейся 2—3 года назад, извлекать легче,
чем свежей.
Взрывают пни обычно аммонитом. Заряд располагают в скважине под
серединой пня на глубине от поверхности земли, равной 1—1,5 диаметра пня.
Скважину проходят ломом, подрубая корни. Вес заряда устанавливают из
расчета 10—20 г на каждый сантиметр диаметра пня и уточняют пробными
взрывами.
За смену взрывник подрывает от 90 до 50 пней диаметром 15—75 см.
Подорванные пни убирают бульдозером.
Для машинной корчевки пней применяют тракторные корче-
ватели (рис. 21), основные данные которых приводятся
в табл. 8.
во
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 8. Тракторные корчеватели
Показатели Уборщик с корчева- телем и рыхлите- лем Корчева- тель-соби- ратель Корчева- тель Корчева- тель-дре- вовал
Марка машины РУБ-150 М-6 Д-210-Г Д-526
Трактор ДТ-54 и 55 ДТ-55 С-100 Т-140
Число зубьев;
корчевателя 5 4—6 4—8 4—10
рыхлителя 3 — — —
Расстояние между зубьями, мм . . . 290 420 460 —
Наибольшая высота подъема зубьев 1000 1050
над землей, мм — —
Ширина захвата, мм'.
корчевателя 1400 1280/2300 1474/2349 1500/3100
рыхлителя 550 — — —
Глубина рыхления, мм 500 200 400 500
Вес, т 1,25 — 1,84 —
Заводы изготовляют корчеватели с дополнительными при-
способлениями; так, уборщик с корчевателем РУБ-150 с помо-
щью захвата погружает выкорчеванные пни в самосвалы; на
корчевателе Д-210-ВГ вместо крайних зубьев устанавливают
специальные корнерезные ножи, что облегчает корчевку пней;
корчеватель-древовал имеет передний шест для валки деревьев,
которым упирается в ствол на высоте 3 м.
Корчёвку производят, двигаясь на первой передаче с несколько углуб-
ленными в почву зубьями, которыми стремятся вывернуть пень, толкая его
вперед и приподнимая корневище зубьями посредством лебедки. Большие
пни корчуют с нескольких подходов. Корчеватель также убирает и выкорче-
ванные пни, перемещая их к месту свалки.
Небольшие пни из легких $очв корчуют бульдозерами.
2. ВСКРЫША ТОРФОВ
При добыче песков скреперами или бульдозерами вскрыш-
ные работы производят в зависимости от условий бульдозерами,
колесными скреперами и экскаваторами. Вскрышные работы
экскаваторами описаны во втором разделе. Ниже рассматрива-
ется технология только бульдозерных и скреперных вскрышных
работ.
Скреперные вскрышные работы.
Вскрышу торфов колесными, скреперами производят, совер-
шая следующие один за другим заезды; при этом могут быть
применены различные способы выемки пород, укладки торфов
в отвалы и системы вскрышных работ, что обусловливает тех-
нологию вскрышных работ.
При выборе технологии вскрышных работ следует стремить-
ся к наиболее производительному использованию вскрышных
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
81
машин, при котором обеспечивались бы 'наименьшие затраты на
кубометр вскрышных торфов.
Выемка пород колесным скрепером осуществля-
ется следующим образом. Ковш с приподнятой заслонкой при
движении трактора на первой передаче опускают на забой,
и нож подрезает стружку толщиной 5—30 см. Подрезанная
стружка вследствие движения скрепера вталкивается в ковш
(рис. 22). Вначале стружка перемещается по днищу ковша 1
к его задней стенке. Затем после заполнения днища стружка
Рис. 22. Схема заполнения ковша колесного скрепера
выжимается в верхнюю ^асть ковша 2. Вследствие этого сопро-
тивление перемещению стружки увеличивается, стружка начи-
нает разрушаться и перемещение ее в ковш прекращается. Это
содействует образованию вала породы, отчего увеличивается
сопротивление стружки сжатию, и она вновь начинает протал-
киваться внутрь ковша [10]. В сыпучей породе из-за малого со-
противления стружки продольному сжатию снижается возмож-
ность проталкивания стружки внутрь ковша, почему при выем-
ке сыпучих пород затрудняется заполнение задней части ковша.
В породах повышенной крепости значительные усилия затрачи-
вают на подрезку стружки, что уменьшает возможность исполь-
зования мощности машины на проталкивание стружки внутрь
ковша. Закрывающая заслонка отсекает часть пород вала, кото-
рый образуется впереди ковша. Этим увеличивают коэффициент
наполнения ковша, поэтому до поднятия ковша надлежит сна-
чала закрыть заслонку. Протяженность пути загрузки ковша
изменяется от 15 до 50 м.
Когда ковш заполняется недостаточно, для увеличения за-
хвата породы при закрывании заслонки иногда укрепляют боко-
вые щитки 3 (рис. 22).
Лучше всего ковш заполняется на породах средней крепости,
когда не требуется больших усилий на подрезку стружки, а от-
деленный слой обладает достаточной сопротивляемостью про-
дольному сжатию, что облегчает проталкивание ее внутрь ков-
nia. Заполнение ковша скрепера зависит от толщины и формы
стружки, наклона забоя и объема породы, захватываемой за-
слонкой из вала, перемещающегося впереди ковша.
Выемка пород колесными скреперами производится следую-
щими основными способами: 1) смежными горизонтальными
6 С. М. Шорохов
82
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
стружками; 2) гребенчатыми стружками; 3) с рыхлением; 4) с
толкачом; 5) наклонными стружками.
При выемке пород смежными горизонтальными стружками
отработку площадки начинает с поверхности горизонтальными
слоями, располагая заходки 1, 2, 3 рядом (рис. 23, а), пока не
будет отработан (верхний слой. После этого переходят к выемке
нижеследующих слоев. Ширина заходки (полосы) соответствует
Рис. 23. Способы выемки пород колесным скрепером
ширине ковша К, толщина стружки d от 5 до 20 см в зависимо-
сти от крепости породы и мощности машины. Для лучшего за-
полнения ковша целесообразно подрезать более толстую струж-
ку, но не следует перегружать трактор и допускать пробуксовку
гусениц. При этом способе выемки возможно производить раз-
дельную (послойную) выемку пород в забое. Однако время на
заполнение ковша требуется несколько большее, чем при других
способах, а коэффициент наполнения несколько меньше. Поэто-
му выемку смежными горизонтальными стружками применяют
для выемки пород II и несыпучих пород I категории, залегающих
прослойками малой толщины, или пластами мощностью до 1—
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
83
1,5 м, или же когда необходима раздельная — послойная выем-
ка пород. Этот способ широко распространен также на мерзлых
россыпях для выемки пород летом по мере их оттаивания, при
этом породы должны оттаять на глубину не менее 5 см. Ско-
рость оттаивания мерзлых пород за сутки зависит не только от
погоды, но и от того, удаляется ли ежесуточно верхний талый
слой.
В табл. 9 приведены данные по глубине оттаивания на двух
опытных площадках [11]. За год до начала наблюдений на пло-
щадках удалили растительный слой, а весной очистили от
снега. Породы были представлены песчано-галечными речника-
ми с незначительной примесью глины. На одной площадке еже-
дневно удаляли талый слой, а на второй производили только
замеры глубины оттаявшего слоя.
Таблица 9. Глубина оттаивания мерзлых пород (опытные данные)
Время оттаивания При ежесуточном удалении талого слоя
Средняя глу- бина оттаива- ния, см Глубина оттаивания, см
наибольшая наименьшая
за день за ночь за сут- ки за день за ночь за сут- ки за день за ночь за сут- ки
Май (с 16 мая) 6,4 0,5 6,9 7,0 2,5 9,5 2,5 0,0 2,5
Июнь 10,8 4,1 14,9 16,0 8,0 24,0 7,0 2,0 9,0
Июль 11,9 5,1 17,0 16,0 8,0 24,0 5,5 0,0 5,5
Август 9,2 1,4 10,6 17,5 5,0 22,5 5,0 0,2 5,2
Сентябрь • . . 3,4 0,05 3,5 7,5 0,0 7,5 0,7 0.0 0,7
В среднем за лето .... 8,3 2,2 10,5 12,8 1 1 17,5 4,2 0,4 4,6
Продолжение табл. 9
Время оттаивания Без удале- ния талого слоя Температура, град
воздуха воды в ключе воды в разрезе
Общая глубина оттаивания на ко- нец месяца, м Среднесуточная глубина оттаива- ния, см средняя за весь период средне- суточная средняя за весь период среднесу- точная средняя за весь период среднесу- точная
ббльшая к сз а X <и ббльшая меньшая ббльшая меньшая
Май (с 16 мая) . . . Июнь Июль Август Сентябрь 0,31 0,67 0,88 1,03 2,8 1,2 0,68 0,48 8,4 19,9 16,6 14,7 11,8 30,2 21,0 4,4 9,6 6,8 3,2 10,5 13,8 13,9 5 19 18 1 1 ОО СП ЬО 7,2 16,0 19,4 24,2 14,0 25,0 26,0 5,0 10,0 15,0
В среднем за лето — 1,0 — — — 1 — ==- — — —
6*
84
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Как видно, скорость оттаивания уменьшается по мере увели-
чения над мерзлотой талого слоя. В табл. 10 приведены глубины
оттаивания мерзлоты в том же районе, но по отдельным дням.
Снежный покров задерживал весной на том же прииске на-
чало оттаивания пород на 20—40 суток, а при наледях — и на
большее время. Для ускорения и увеличения глубины оттаива-
ния мерзлоты снежный покров следует удалять бульдозерами до
начала его таяния.
Верхний растительно-илистый покров и льдистость (обвод-
ненность) пород также значительно замедляют оттаивание рос-
сыпи. Например, на одном прииске за лето россыпь оттаивала
обычно на глубину 1,35 м, а после удаления растительного по-
крова и осушения площади на второе лето глубина оттаивания
достигла 3—3,5 м. Для полной загрузки машин необходимо, что-
бы объем мерзлых пород, оттаиваемый на площади забоя за
сутки, был более их производительности. Скрепер и бульдозер
увязают в оттаявшем растительном или неустойчивом илистом
торфах. Поэтому необходимо производить вскрышу на всей
площади по мере оттаивания торфов, чтобы машина перемеща-
лась по твердому мерзлому основанию. Необходимые размеры
площади забоя по мерзлым породам устанавливают исходя из
глубины суточного оттаивания пород. На россыпях со значи-
тельной мощностью неустойчивых торфов заранее проходят осу-
шающие канавы на всю их мощность. К выемке торфов при-
ступают на следующее лето после осушения всей площади.
Время на заполнение, протяженность пути загрузки и коэф-
фициенты наполнения ковша при выемке пород смежными гори-
зонтальными стружками приведены в табл. 11.
На некоторых предприятиях для увеличения заполнения ков-
ша производят выемку «клевками» или «волнами», для чего
ковши заглубляют и поднимают от 3 до 6 раз. Это повышает
заполнение ковша на 8—10%, однако увеличивается износ кана-
тов, удлиняется время заполнения ковша на 0,4—0,6 мин и,
самое главное, поверхность забоя делается волнистой, что за-
трудняег перемещение скрепера на повышенных скоростях.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
85
Таблица 11. Данные по заполнению ковша для колесных скреперов
с ковшом емкостью 6—10 м3 при выемке пород смежными горизонтальными
стружками
Категория пород Продолжительность заполнения ковша, мин Длина пути за- полнения, м Коэффициент на- полнения 7jH
1 (сыпучие) 0,9—1,1 18—25 0,65—0,7
I (несколько связные) 0,8—1,0 16—22 0,7—0,75
II 0,8—1,2 20—30 0,6—0,85
III 1,0—1,5 30—40 0,5—0,6
При выемке гребенчатыми стружками (рис. 23, б) между
отдельными заходками оставляют целики шириной 1—1,5 м.
Вследствие этого забой принимает гребенчатое очертание и
стружка, подрезаемая ковшом, в своей средней части вдвое
толще, чем по краям, что облегчает заполнение ковша. Благода-
ря этому увеличивается на 10—15% коэффициент заполнения
ковша, а время загрузки сокращается на 10—20% по сравнению
с предыдущим способом. Для удобного передвижения трактора
ширина гребня должна быть меньше ширины просвета между
гусеницами трактора. Этот способ применяют для выемки пород
II и реже III категории; в последнее время он получил широкое
распространение.
При выемке с рыхлением (рис. 23, в) породы предварительно
разрыхляются корчевателем или рыхлителем. Породы рыхлят
на глубину 10—30 см при движении машины на первой ско-
рости.
Рыхлитель Магаданского завода установлен на прицепляе-
мой к трактору четырехколесной тележке (рис. 23, г), рабочая
глубина рыхления 12—15 см, а ширина разрыхляемой полосы
1,5 м. В зависимости от необходимой степени рыхления пород
допускают установку от одного до пяти зубьев, которые жест-
ко укреплены в раме. Очистка зубьев от корней и валунов за-
труднена. Вес рыхлителя 4,2 т, он может быть нагружен допол-
нительным балластом.
Корчеватели весьма подвижны в работе, а зубья их легко
очищаются от корней и валунов. В ближайшее время будут изго-
товляться навесные рыхлители, устанавливаемые сзади тракто-
ра: рыхлитель Д-515 навешивается на трактор С-100, имеет три
зуба, ширина захвата 1,5 м, глубина рыхления до 0,5 м\ рыхли-
тель Д-527 навешивается на трактор Т-140, число зубьев пять,
Ширина захвата 2 м, глубина рыхления до 0,5 м.
При рыхлении стремятся не переизмельчать породу, а огра-
ничиваться прохождением борозд, облегчающих подрезку струж-
ки. Производительность рыхлителя определяется принятой глу-
биной и щириной рыхления, а также рабочей скоростью, кото-
рую принимают равной 90% первой скорости трактора. Толщину
86
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
разрыхленного слоя в зависимости от категории разрабатываемых
пород принимают равной 60—90% глубины погружения зубьев,
при этом нижний предел относится к более крепким породам.
В крепких породах целесообразно уменьшать число зубьев и
увеличивать вес рыхлителя с помощью балласта. Так как про-
изводительность рыхлителей велика, их обычно используют не
более одной смены в сутки или даже одну-две смены в неделю.
Выемку с рыхлением обычно применяют для пород IV—V
категорий, а иногда и III. Если породы не переизмельчены, рых-
ление облегчает заполнение ковша и увеличивает коэффициент
наполнения до размеров, соответствующих породам II катего-
рии (см. табл. 11).
Выемка пород с толкачом (рис. 23, г) основана на том, что
дополнительный трактор во время заполнения ковша подталки-
вает скрепер. Впереди трактора-толкача устанавливают таран,
которым он упирается в буфер, укрепленный на задней раме
скрепера. Иногда для этой цели используют бульдозер с подня-
тым лемехом. При этом во избежание порчи баллонов удлиняют
буфер скрепера или же укрепляют на нем старый баллон. При-
менение толкача позволяет подрезать более толстую стружку и
тем самым на 10—20% увеличить коэффициент наполнения ков-
ша и сократить время загрузки. Выемку с толкачом применяют
при породах III—IV категорий. Один толкач может обслужить
от трех до пяти скреперов. При этом способе простои скрепера
увеличиваются на 1—5%, так как неизбежны потери времени на
ожидание толкача, поэтому организация процесса выемки не-
сколько усложняется.
При выемке наклонными стружками ковш заполняется на
уклоне во время спуска скрепера в разрез (рис. 23, д). Уклон
забоя составляет 0,08—0,2. Тяговое усилие трактора на таких
уклонах увеличивается, а это позволяет подрезать более тол-
стую стружку, что содействует увеличению коэффициента запол-
нения ковша. Кроме того, увеличивается вал пород, образую-
щийся впереди ковша, а следовательно, и объем породы, захва-
тываемый заслонкой, что также повышает коэффициент запол-
нения. Уклон забоя выбирают на основании наблюдений. Не
следует применять крутые уклоны для выемки невязких пород,
так как в этом случае ухудшается заполнение задней части ков-
ша. Поскольку поверхность забоя наклонна, породы отдельных
прослойков при выемке смешиваются. Выемка пород может про-
изводиться смежными или гребенчатыми стружками. При дан-
ном способе время и путь загрузки ковша сокращаются, а за-
полнение ковша увеличивается (если породы не сыпучие) на
10—15% по сравнению с выемкой горизонтальными стружками.
Выемка наклонными стружками широко применяется на россы-
пях, сложенных из пород II и III категорий, при мощности отра-
батываемого уступа не менее 1,2—1,5 м.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
S7
На производстве способ выемки выбирают посредством на-
блюдений за наиболее подходящими для местных условий спо-
собами. Во время наблюдений устанавливают влияние местных
условий на процесс заполнения ковша, что дает возможность
выбрать наивыгоднейшие способы выемки для отдельных пло-
щадей россыпи.
Весной выемку пород скреперами начинают после оттайки мерзлоты на
глубину не менее 5 см\ для ускорения оттайки прибегают к рыхлению. Осенью
во время заморозков следует разрыхлять мерзлую корку; для уменьшения
объема работ по рыхлению целесообразно сосредоточивать работу несколь-
ких машин в одном забое, чтобы беспрерывно производить выемку пород и
этим предотвращать промерзание пород в забое. На взорванных мерзлых
кусковатых или валунчатых породах скреперы работают плохо.
Образование отва-
лов. Торфа, доставленные в
отвал, высыпают слоем 10 —
30 см в зависимости от высоты
подъема ковша. Разгрузку по-
роды из ковша и отсыпку ее
можно производить на верх от-
вала или на его откос.
На поверхности отвала
(рис. 24, а) породу укладыва-
ют горизонтальными слоями.
Наклон днища в этом случае не
превышает 65°, что замедляет
опорожнение ковша и требует
повышенного расхода мощ-
ности на опрокидывание дни-
ща. Для разгрузки ковша
с вязкими породами такой наклон недостаточен и приходится
днище встряхивать. Поэтому на рыхлой -поверхности нужно сни-
жать скорость скрепера, переключая трактор на вторую, а иног-
да и на первую передачу. Протяженность пути разгрузки состав-
ляет 5—25. ж, а продолжительность ее в зависимости от вязкости
пород изменяется от 0,3 до 0,5 мин. Данный способ отсыпки це-
лесообразно применять во время первоначального образования
отвала, когда необходимо быстро нарастить его высоту, или же
в случаях, когда отвал используют под перемычку.
При разгрузке пород на откосе отвала (рис. 24, б) скрепер
движется под уклон в 14—25°. Это позволяет производить раз-
грузку ковша без снижения скорости скрепера. Кроме того, уве-
личивается угол наклона днища ковша до 90°. Разгрузка при
этом ускоряется и занимает всего 0,15—0,3 мин. Поэтому дан-
ный способ отсыпки получил наибольшее распространение.
Разгрузка вязких глинистых пород из ковша затруднена, по-
скольку во время заполнения в задней части ковша породы
88
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
настолько плотно прижимаются к стенкам, что не вываливаются
во время подъема днища. Вследствие этого снижается исполь-
зование емкости ковша и увеличиваются простои машины на его
очистку.
При выборе расположения отвалов на бортах разреза или
в выработанном пространстве руководствуются тем, чтобы
вскрышные машины использовались наиболее целесообразно и
развивали наибольшую производительность, а также чтобы
вскрышные и добычные работы взаимно не мешали друг другу
и обеспечивался нормальный запас подготовленных для выем-
ки песков.
На нешироких россыпях, чтобы не осложнять добычные ра-
боты, отвалы торфов в большинстве случаев размещают на бор-
тах разреза. На широких россыпях и при наличии двух пластов
целесообразно использовать под отвалы выработанное простран-
ство.
Во избежание оползней борта разреза отвалы следует распо-
лагать за пределами зоны обрушения, т. е. не ближе 1—6 м от
границы, определяемой углом естественного откоса пород.
На плохо разведанных россыпях граница подсчета запасов
устанавливается весьма приближенно; в первые годы освоения
россыпей в удаленных районах устанавливают повышенное бор-
товое содержание. В этих условиях может возникнуть необ-
ходимость расширить в последующие годы разработку россыпи
за пределы границы подсчета запасов. Отвалы в таких случаях
размещают на значительно большем расстоянии от борта разре-
за — в 15—20 м.
На основании изложенного расстояние между основаниями
откосов борта разреза и отвала (рис. 25) должно удовлетворять
следующим уравнениям:
P = lgF + c’ . (21}
р = 14- с— т,
где р—расстояние от основания борта разреза до основания
отвала, м\
Т — мощность торфов, м\
Р— угол естественного откоса борта разреза, град\
с— площадь запасного участка, м\
I — длина выезда,
т — протяженность выезда в пределах разреза, м.
В случае передвижения машин вдоль борта площадку с под-
держивают достаточной для их проезда ширины, при этом выезд
располагают так, чтобы вершина его не заходила на запасную
площадку. Угол подъема выезда на поверхность отвала должен
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
89-
быть таким же, как и угол подъема выезда из разреза. Отвал
после достижения расчетной высоты обычно наращивают и в
сторону борта разреза, вследствие чего он приобретает трапеце-
идальную форму сечения (рис. 25, а).
При равномерном наращивании отвала вдоль борта разреза
вслед за передвижением забоя по торфам площадь поперечного
сечения отвала должна быть больше общей площади попереч-
ного сечения по торфам на величину коэффициента разрыхле-
ния. Эта общая площадь складывается из площади поперечного
сечения слоя торфов и дополнительной площади для размеще-
ния торфов от разноса бортов и проведения выработок вскры-
тия. При ровной поверхности бортов разреза, близкой к горизон-
тальной, а также при правильной трапецеидальной форме отва-
ла и угле откоса у =45° (рис. 25, а) основные размеры отвала
определяют уравнениями:
h = + if — 0,5Щ;
d = Д + h + 1^,
(22>
где h— высота отвала, м\
I — предельный подъем выезда, м\
Д — длина скрепера с трактором, м;
f — поперечное сечение отвала, л2;
d — ширина основания отвала, м.
90
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Площадь поперечного сечения отвала при размещении тор-
фов на одном борту разреза определяют уравнением
/ = Р [т(В + 2е) + T2ctg0B + ^|, (23)
где р— коэффициент разрыхления торфов в отвале;
Т— мощность торфов, м\
В—ширина россыпи, м;
е= 0,5—1,5 — запасная площадка, л;
|3В—угол временного откоса борта разреза, град;
Wp—объем выработок вскрытия по одному борту раз-
реза, л3;
L—длина россыпи, на протяжении которой объем вырабо-
ток вскрытия равен Wp, м.
При расположении отвалов на обоих бортах разреза для
определения сечения одного отвала необходимо первый и второй
члены уравнения (23) разделить на два.
В тех случаях, когда скрепер выезжает на поверхность по
сплошным выездам, сечение отвалов приближается к треуголь-
нику (рис. 25, б). Основные размеры таких отвалов при разме-
щении на горизонтальной поверхности определяются по уравне-
ниям:
Г 1 + I
J , /1 . (24)
При волнистой поверхности бортов разреза основные разме-
ры отвала устанавливают графически, вычерчивая его сечение
на поперечных профилях.
Системы вскрышных работ. Система вскрышных
работ определяет порядок ведения вскрышных выработок и за-
ходов. Этот порядок взаимно связан расположением забоя по
вскрыше и отвалов торфов, а также направлением перемещения
их и предопределяет направление скреперного заезда и направ-
ление пути движения скрепера. В зависимости от расположения
заезда за один замкнутый заезд из забоев к месту разгрузки
могут быть доставлены один или два ковша, а путь заезда мо-
жет иметь очертания кольца, петли или восьмерки. В основу
классификации систем наиболее удобно положить число ковшей,
доставляемых скрепером за один заезд. Исходя из этого си-
стемы скреперной вскрыши подразделяют на одинарные (одно-
сторонние) и сдвоенные (двусторонние).
Следует выдерживать такой порядок, при котором на достав-
ку одного ковша затрачивалось бы наименьшее время. Необхо-
димо также стремиться иметь на отрезке грузового хода маши-
ны ограниченное число поворотов, а для равномерного износа
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
91
канатов» блоков и ходовой части нужно предусматривать изме-
нения направления машины в заезде.
В одинарных системах (рис. 26, а, б и в) за полный заезд
(цикл, оборот) ковш один раз наполняется и разгружается. При
таком порядке могут быть применены любые способы выемки
пород и образования отвала. Такой порядок ведения заезда
обеспечивает наиболее простую технологию работ. Машины
в этом случае движутся как по часовой, так и против часовой
стрелки, причем форма заезда в зависимости от расположения
забоя и отвалов может иметь очертания кольца, петли или
Рис. 26. Системы скреперной вскрыши
восьмерки. Наиболее распространена одинарно-кольцевая си-
стема. Одинарно-петлевая система применяется в особых слу-
чаях, когда расположение отвалов и выездов не позволяет упро-
стить движение машины. Движение по восьмерке обеспечивает
непрерывную смену направлений поворота машин. Длина заезда
в одинарной системе изменяется в значительных пределах. Наи-
меньшую длину путь движения скрепера будет иметь во время
выемки пород вдоль борта разреза, на котором расположены
выезды и отвалы. Заезды наибольшей длины будут во время вы-
емки пород у противоположного борта разреза, когда выезды
располагают по одному борту, а при двустороннем вскрытии
и расположении отвалов при выемке пород — в средней части
россыпи. При применении данной системы на россыпях неболь-
шой ширины увеличивается относительное время, затрачиваемое
на холостые пробеги и повороты машины. Поэтому одинарные
системы вскрышных работ целесообразно применять для
92
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
разработки россыпей шириной более 60 м. Эти системы распро-
странены как при одностороннем, так и при двустороннем спо-
собе вскрытия россыпи.
Расчетная длина заезда при определении производитель-
ности машин принимается равной средней «величине между наи-
большей и наименьшей длиной заезда, если мощность торфов
постоянна.
Рис. 27. Схема скреперного заезда при одинарно-кольцевой
системе вскрыши и одностороннем вскрытии
Длина заезда зависит не только от системы вскрышных ра-
бот, но и от способов вскрытия, выемки пород, ширины отвалов
и ширины россыпи.
Длина самого короткого заезда для одинарно-кольцевой сис-
темы (рис. 27, а и б) соответствует длине кривой 1—2—3—4t
а самого длинного — кривой 1—5—6—7—S.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
93
Средняя (теоретическая) длина заезда для одинарно-кольце-
вой системы в общем виде определяется уравнением
£с = /м + /б + 2р + 2ВС + d, (25)
где ZM —путь скрепера по падению россыпи 1—4 при самом
коротком заезде, м\
1б — путь скрепера по падению россыпи 7—8 при самом
длинном заезде, м;
р — расстояние от основания разреза до основания отвала, м\
Вс — средняя протяженность пути перемещения скрепера по-
перек россыпи в пределах разреза, м;
d — ширина отвала, м.
Рис. 28. Расстояние от центра тяжести сечения слоя
торфов до выезда
Среднее расстояние перемещения скрепера в пределах раз-
реза поперек россыпи зависит от способа вскрытия, ширины
россыпи и изменения мощности торфов. Из схемы (рис. 28) этот
отрезок равен
Вс = х + е. (26)
где х — расстояние от центра тяжести площади сече-
ния 1—2—3—4 по торфам (рис. 28, а) до
основания борта разреза, где расположен
выезд, м;
е = 0,5—1,5 — запасная площадка на вскрышном уступе, я.
Величина х может быть выражена в функции ширины рос-
сыпи
х=ДВ, (27)
где А — коэффициент центра тяжести площади сечения торфов.
94
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В зависимости от изменения мощности торфов (рис. 27 и 28)
для одинарно-кольцевой системы и при одностороннем вскрытии
величина Д может изменяться в пределах от 0,4 до 0,8. При по-
стоянной мощности торфов Д = 0,5.
При двустороннем вскрытии коэффициент Д будет в 2 раза
меньше (рис. 28, б), чем при одностороннем.
Общая протяженность пути перемещения скрепера в преде-
лах разреза по падению россыпи /м и /б (см. рис. 27, а) при са-
мом коротком и самом длинном заездах зависит от способов
вскрытия и выемки пород. Уравнения для определения этой
суммы приведены в табл. 12.
Таблица 12. Уравнения для определения пути движения скрепера
по падению россыпи в пределах разреза
Способ вскрытия Способ выемки Уравнение для определения суммы отрезков ZM и Zg
Сплошными выездами Наклонными слоями (рис. 27, в) Все способы с горизон- тальными слоями (рис. 27, г) 27 4Д + у- ‘з 4Д
Отдельными выездами Наклонными слоями (рис. 27, а) Все способы с горизон- тальными слоями (рис. 27, б) 27 4Д + Г+7- (з 2L
Примечание. L — расстояние между отдельными выездами, м\ i3 — уклон
забоя; Т — мощность уступа торфов, м.
При сдвоенной (двусторонней челночной) системе (см.
рис. 26, а, б, е) за один заезд-оборот скрепера ковш дважды
наполняется и разгружается. В этом случае выезды и отвалы
необходимо располагать по обоим бортам разреза. Заезд может
иметь очертания кольца, восьмерки или петли. При двусторон-
ней системе сокращается число поворотов на один доставляемый
ковш (см. рис. 26), а длина заездов и производительность скре-
перов мало изменяются. При разработке нешироких россыпей
сокращается относительная протяженность холостых пробегов
машин. Особенно заметны преимущества данной системы, когда
выезды сплошные. Чаще всего двустороннюю систему приме-
няют для вскрыши торфов на нешироких россыпях при мощ-
ности торфов до 1,5—3 м.
Средняя (теоретическая) длина заезда для сдвоенно-кольце-
вой системы при вскрытии сплошными выездами определяется
по уравнению
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
95
Lc = 2lp -f“ 4р -J* 2В 4" 2d 4~ 2# 4“ 4Д, (28)
где /р — длина пути разгрузки ковша, м.
Среднюю длину заезда необходимо устанавливать для
отдельных площадей россыпи с выдержанной шириной и на-
клоном поверхности по бортам разреза.
Производительность скреперов в большой мере зависит от
состояния пути, поэтому необходимо следить за ним, выравни-
вать его поверхность и отводить дождевые и подземные воды.
Путь выравнивают бульдозером или скрепером. Скрепер переме-
щают на малых скоростях с поднятыми заслонкой и задней стен-
кой. Нож устанавливают на небольшой высоте над поверхностью
дороги и им срезают бугры и засыпают выбоины.
Бульдозерные вскрышные работы
Технология данного вида работ определяется способом вы-
емки, укладки отвалов и системой вскрышных работ. При выбо-
ре этой технологии руководствуются теми же положениями, как
и при скреперных работах.
Выемка пород бульдозером. Во время выемки по-
род бульдозером стружка вначале опрокидывается вперед и
постепенно скапливается впереди лемеха. По мере продвижения
бульдозера объем породы впереди отвала увеличивается за счет
подрезаемой стружки. Объем породы, которую в состоянии пе-
реместить бульдозер, зависит не только от размеров отвала, угла
естественного откоса пород, наклона поверхности и способа
выемки, но и от наличия свободной мощности двигателя помимо
затрачиваемой на подрезку вынимаемого слоя.
В случаях, когда на перемещение вала породы используется
небольшая часть мощности двигателя, например при выемке
переувлажненных пород или пород малого объемного веса (для
увеличения объема перемещаемого вала) к бортам лемеха целе-
сообразно приваривать щитки 1 (см. рис. 5), а сверху—козы-
рек 2. Щитки не следует устанавливать при перемещении тяже-
лых пород, поскольку двигатель и гусеничная цепь при этом
перегружаются и трактор быстро изнашивается.
Выемку пород бульдозером можно производить следующими
основными способами (рис. 29): 1) смежными горизонтальными
стружками; 2) бороздами; 3) с подгребкой; 4) с рыхлением;
5) наклонными стружками; 6) спаренными машинами.
При выемке смежными горизонтальными стружками
(рис. 29, а) набирают вал, подрезая породы слоями одинаковой
толщины, в порядке 1—at 1—б, 1—в, 2. Забою стремятся придать
ровную поверхность с небольшим уклоном в сторону осушающей
канавы. Обычно выемку начинают от границы наиболее удален-
ной части забоя. Потери пород вследствие отхода ее в обе сто-
роны отвала возрастают с увеличением расстояния доставки,
<96
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
поэтому данный способ выемки целесообразно применять при
малых расстояниях доставки до 20—30 м или в случаях, когда
мерзлые породы оттаивают медленно. Для уменьшения потерь
пород во время перемещения стремятся подбирать отвалом один
боковой валик, оставшийся от предыдущей заходки. Несмотря на
это, общий объем вала, перемещаемого бульдозером, постепенно
уменьшается, а соответственно снижается коэффициент доставки.
Коэффициент доставки определяют по следующему уравнению:
с=1—ф/, (29)
где ф—коэффициент потерь (для песчаных пород, ф = 0,006 -н
0,01; для глинистых ф = 0,004-ь 0,006);
I — расстояние перемещения, м.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
97
При выемке бороздами (рис. 29, б) бульдозер последователь-
но подрезает породу слоями по одной и той же заходке 1—7,
пока не образуется борозда глубиной от 0,2 до 1,7 м. Между
бороздами оставляют целик 2 шириной по поверхности 0,7—4 м.
Во избежание попадания гальки под катки гусениц при выемке
крупных речников не следует прокладывать борозду глубиной
более 0,5 м. На мерзлых россыпях глубину борозды устанавли-
вают в зависимости от скорости оттайки. При перемещении по
борозде потери породы малы, поэтому доставляемый бульдозе-
ром вал всегда имеет больший объем, чем при выемке смеж-
ными горизонтальными стружками. Коэффициент доставки для
бороздового способа при глубине борозды более 0,5 м прини-
мают равным £=0,95-4- 1,0. Когда глубина борозды меньше
0,3—0,5 л, коэффициент доставки подсчитывают по уравнению
(29), при этом коэффициент потерь принимают равным
ф =0,001-4—0,002. После выемки пород в бороздах до необходи-
мых отметок бульдозер переходит на отработку междубороздо-
вого целика, породу которого сталкивает лемехом в борозду, и не-
сколькими подгребками набирает вал нужного объема, а затем
перемещает его по борозде. Выемку слоев в каждой заходке на-
чинают со стороны, обеспечивающей более полное использова-
ние борозды для перемещения пород, т. е. с ближнего к отвалу
конца, а после образования борозды—и с дальнего конца, со-
блюдая ровность забоя в борозде и уклон для стока вод. Выем-
ка бороздами является одним из наиболее распространенных
способов, поскольку на средних и больших расстояниях переме-
щения в породах до III категории включительно он обеспечивает
высокую производительность машин.
Выемка с подгребкой (рис. 29, в) заключается в том, что
вначале бульдозером подгребают породу в вал, отъезжая 2—3
раза назад, пока вал не достигнет нужного объема, а затем по
борозде или между валками перемещает его. Объем вала по-
роды при двукратной подгребке у бульдозера Д-271 достигает
2—3 At3, увеличиваясь от удлинения вала в направлении дви-
жения. Продолжительность заезда при этом увеличивается на
0,6 мин. Выемку с подгребкой применяют при медленной оттай-
ке мерзлых торфов, а также при перемещении на расстоянии
свыше 100 м при значительных потерях пород. В последнем слу-
чае не имеет смысла перемещать оставшийся малый объем вала
сразу до нужного места доставки, и на половине или на двух
третях пути бульдозер оставляет вал, вторично подгребает породу
и только после этого производит перемещение вала к месту до-
ставки. Иногда сдвоенный вал перемещает другой буль-
дозер.
При выемке пород с рыхлением поверхность забоя предва-
рительно разрыхляют (рис. 29, г) корчевателями или прицеп-
ными рыхлителями. Этот способ целесообразно применять в
7 С. М. Шорохов
98
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
породах IV—V категорий. Как показывает практика, при рыхле-
нии пород IV категории объем породы, перемещаемый бульдо-
зером, увеличивается с 0,7 до 1,8 ;и3, а при рыхлении V катего-
рии— с 0,4 до 1,5 л3. При выемке более крепких пород следует
применять взрывные работы. С увеличением кусковатости взор-
ванных пород производительность бульдозера снижается (см.
примечание к табл. 5).
Выемка наклонными слоями (рис. 29, д) производится буль-
дозером при перемещении вала под уклон 0,1—0,25. При этом
породу перемещают обычно по борозде, благодаря чему объем
вала значительно увеличивается. Данный способ возможно при-
менять в случаях, когда место доставки находится ниже забоя,
например при вскрыше с размещением торфов в выработанном
пространстве. Влияние уклона на производительность бульдозера
при выемке наклонными слоями устанавливают по уравне-
нию (5). У некоторых бульдозеров передние катки гусеничного
хода перегреваются во время выемки пород под уклон, в таких
случаях уклон забоя уменьшают до 0,1.
Выемка пород спаренными бульдозерами (рис. 29, е) произ-
водится обычно двумя-тремя, а при больших расстояниях че-
тырьмя совместно работающими машинами. Бульдозеры вы-
страивают так, чтобы отвалы их находились на одной линии,
а зазоры между отвалами были не более 15—20 см. Во время
движения они должны все время выдерживать эти интервалы.
При совместном движении бульдозеров образуется общий большой
вал, размер которого по продольной оси достигает 2—4 ж, в то вре-
мя как при одиночно работающем бульдозере он не превышает
1,6—1,8 м. Кроме того, увеличивается используемая площадь бо-
ковых частей отвала для образования вала породы и умень-
шаются потери пород. Вследствие этого объем породы, прихо-
дящийся на один бульдозер у места разгрузки, увеличивается
на 20—60%. Спаренно работающие бульдозеры обычно переме-
щают породу по борозде. Продолжительность заезда при спа-
ренной работе возрастает на 5—15%, поскольку для создания
большого вала необходимо производить подгребку породы. Про-
изводительность спаренно работающих бульдозеров при переме-
щении ими легких и переувлажненных пород на расстояние
70—200 м по сравнению с одиночно работающими машинами
увеличивается на 10—30%. На тяжелых породах с коэффициен-
том крепости 0,5—0,7 во избежание большей перегрузки машин
спаренную работу бульдозеров применять нецелесообразно.
Чтобы лемехи спаренно работающих бульдозеров не сцепля-
лись, на их боковых поверхностях приваривают направляющие
- полосы.
Бульдозеры более подвижны, чем скреперы, они могут про-
изводительно работать на выемке очень маломощного слоя
с подгребкой пород, поэтому бульдозеры особенно удобно при-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
99
менять для выемки мерзлых песков ранней весной, когда мер-
злые породы медленно оттаивают.
При работе бульдозеров зимой на взорванных породах про-
изводительность их снижается, увеличиваются затраты на ре-
монт машин, а взрывные работы обходятся дорого. Поэтому
применение бульдозеров для зимней вскрыши сокращается.
Образование отвалов. Во время разгрузки лемех
бульдозера приподнимают, при этом порода несколько отбра-
сывается вперед и при движении машины распределяется ров-
ным слоем. После этого переключают его на задний ход и пере-
мещают бульдозер обратно в разрез. Для увеличения порожня-
ковой скорости некоторые машинисты стремятся отсыпать
отвалы торфов с наибольшим подъемом в пределах 0,18—0,23.
Рис. 30. Способы отсыпки бульдозерных отвалов
Бульдозерные отвалы, так же как и скреперные, размещают
на бортах разреза. При разработке широких россыпей отвалы
целесообразно располагать в выработанном пространстве. Сече-
ние бульдозерных отвалов близко к треугольнику. Откос отвала,
обращенный в сторону разреза, имеет уклон, соответствующий,
расчетному уклону выезда.
Отвалы могут образовываться бульдозером с укладкой тор-
фов горизонтальными или наклонными слоями. Укладку гори-
зонтальными слоями (рис. 30, а) в основном применяют при
влажных илистых торфах, которые не выдерживают веса буль-
дозера. В этом случае торфа начинают укладывать с наиболее
удаленной от разреза части отвала. При таком отвалообразова-
нии среднее расстояние перемещения в пределах отвала опреде-
ляется расположением центра тяжести площади сечения 1—2—3
(рис. 30, а}.
7*
100
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Между средним расстоянием перемещения пород и шириной
отвала имеется следующая зависимость:
dc = &od, (30)
где dc — среднее расстояние перемещения в пределах отвала,
До — коэффициент среднего расстояния перемещения;
d — ширина основания отвала, м.
При расположении отвала на горизонтальной поверхности
До = 0,61—0,65. Наименьшие значения До наблюдаются при
/=0,2—0,25, а наибольшие при / = 0,08—0,1. При расположении
отвала на наклонной поверхности До = 0,62—0,64.
Если торфа устойчивы, их размещают в отвал горизонталь-
ными слоями толщиной около 1 ж, при этом отсыпку слоя про-
изводят попеременно в различных направлениях с тем, чтобы
машина перемещалась по уже выровненной поверхности.
При укладке торфов наклонными слоями (рис. 30,6) отсыпку
отвала ведут сразу на предельном подъеме. Эго позволяет
сократить среднее расстояние перемещения бульдозера в преде-
лах отвала и содействует увеличению скорости порожнякового
хода бульдозера.
Среднее расстояние перемещения ограничивается точкой 4,
расположение которой определяется равенством площадей
1—4—5 и 2—3—5—4. Для этих условий коэффициент среднего
расстояния перемещения равен
tg7
Угол заднего откоса бульдозерного отвала у можно прини-
мать равным 45°.
Укладка наклонными слоями применима при устойчивых
отвалах, которые могут выдерживать вес машины. Размеры
отвалов торфов вычисляют по уравнению (24) или графически.
Системы вскрышных работ. Порядок ведения
вскрышных выработок в основном предопределяется расположе-
нием бульдозерных заездов. За замкнутый заезд бульдозер до-
ставляет обычно один вал породы. Исходя из этого системы буль-
дозерной вскрыши подразделяются только по первому признаку,
т. е. на параллельные, веерные и угловые.
Предпочтение отдают такому расположению заезда, при ко-
тором на доставку вала породы затрачивается наименьшее вре-
мя; для этого перемещают бульдозер по кратчайшим расстоя-
ниям и соблюдают прямолинейность заездов с тем, чтобы обес-
печить наибольшую производительность бульдозера.
При параллельной системе (рис. 31, а) заезды производятся
параллельно поперечной или продольной оси разреза. Эту систе-
му применяют при вскрытии горизонта торфов сплошными выез-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
101
дами или же при вскрытии без выработок. Выемка пород произ-
водится в последовательности 1—5. От места разгрузки в забой
бульдозер перемещают задним ходом, поэтому за замкнутый
заезд (оборот) он доставляет один вал породы. Такой порядок
ведения заезда соответствует одинарно-параллельной системе,
при которой технология работ наиболее проста, ходовая часть
изнашивается меньше и у машин с большой задней скоростью
при небольших расстояниях перемещения достигается высокая
производительность. Поэтому данная система получила широ-
кое распространение.
Рис. 31. Системы бульдозерной вскрыши
При малых скоростях заднего хода бульдозера и при боль-
ших расстояниях перемещения применяют видоизмененную
параллельную систему вскрышных работ. В этом случае у места
разгрузки бульдозер разворачивают на 180° и на обратном ходу
бульдозер набирает породу и перемещает ее на противополож-
ный борт разреза. За один оборот бульдозера (замкнутый заезд)
к месту разгрузки доставляют в этом случае два вала породы.
Такие двусторонние — челночные системы при разработке россы-
пей бульдозерами применяют редко.
При вскрытии горизонта торфов отдельными выездами или
канавами (рис. 31, б) торфа необходимо подавать к основанию
этих выработок. В таких случаях применяют веерную систему
вскрыши (рис. 31, б, верх). Расстояние перемещения торфов
к выездам ил-и к канаве при веерных заездах будет наимень-
102
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
шим, что содействует повышению производительности машин.
Порядок выемки торфов в заезде такой же, как и при веерной
системе на добычных работах.
Системы вскрышных работ с угловыми заездами применяют
при вскрытии горизонта торфов канавами, когда торфа сложены
илистыми породами и содержат большое количество льда. Заезд
бульдозера разделяют на две части, которые располагают при-
мерно под прямым углом друг к другу (рис. 31, б, низ). Сначала
бульдозер проходит от выданной канавы разрезную борозду
поперек россыпи глубиной до 0,8 м. Выданные канавы и разрез-
ные борозды проходят на расстоянии 60—80 м друг от друга.
Бороздам придают уклон для стока воды от таяния льда. Выем-
ку торфов производят заездами, перпендикулярными борозде,
в которую и перемещают торфа. По борозде бульдозер может
перемещать под уклон 10—12 ж3 торфов, вследствие чего произ-
водительность машин резко возрастает. По мере выемки торфов
поперечная борозда углубляется.
Для одинарно-параллельной системы расстояния доставки
торфов от забоя до отвала и холостого хода машины в забой
равны. Эти расстояния в основном зависят от способа вскрытия,
системы вскрышных работ, ширины россыпи и ширины отвалов,
располагаемых по бортам разреза. Ширина россыпи и другие
величины, отделяющие расстояние доставки, изменяются во
время отработки россыпи, поэтому производительность бульдо-
зера подсчитывают для определенной площади на среднее рас-
стояние доставки.
Так как при работе бульдозерами расстояния доставки пород
и порожнякового хода обычно равны, то производительность
удобнее вычислять не по полной длине замкнутого заезда, а по
длине грузового хода.
Среднее расстояние перемещения бульдозера /с при доставке
торфов от забоя до отвала при параллельной системе (рис. 32)
определяется уравнением
/с == Вс 4“ р -f- 0,5/з, (32)
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
103
где Вс — среднее расстояние перемещения бульдозера в пре-
делах разреза, ж;
р — расстояние от основания откоса борта разреза до
основания отвала, м\
dc — среднее расстояние перемещения бульдозеров в пре-
делах отвала, ж;
/3 — путь заполнения отвала, м.
Среднее расстояние перемещения бульдозера в пределах раз-
реза зависит от способа вскрытия и изменения мощности торфов
по ширине россыпи. Так же как у скреперов, оно может быть
выражено уравнением (26). Коэффициент центра тяжести пло-
щади сечения торфов Д для бульдозеров определяется по урав-
нению (27), и он изменяется в тех же пределах.
Пример. Определить сменную и годовую производительность бульдозера
Д-271 по вскрышным работам. Исходные данные: ширина россыпи В = 100 м\
мощность торфов Т—1,5 м\ категория торфов II; вскрытие двусторонними
внешними сплошными выездами; способ выемки бороздовый со средней глу-
биной борозды m = 0,3 ж; поверхность россыпи горизонтальная; продолжи-
тельность вскрышных работ 4 месяца.
1. Дополнительный объем работ по устройству сплошного выезда на 1 м
длины одного борта россыпи по уравнению (17)
Wp = 0,5 + ctg 60°) 1,5s = 4,97 м3.
Принимается: подъем выезда i = 0,2, временный угол откоса борта раз-
реза 3 в = 60°.
2. Площадь поперечного сечения отвала на одном борту по уравнению (23)
f = у-[1,5(100+ 1,5 • 1) + 1,5s ctg60°+ 4,97]= 87 jws.
Коэффициент разрыхления р =1,1, ширина площадки е = 1 м.
3. Высота треугольного отвала по уравнению (24)
4. Ширина основания отвала по уравнению (24)
сг = 5’4(б1 + 1)~32’2 м-
5. Способ отсыпки отвала принимается наклонными слоями под откос.
Тогда среднее расстояние перемещения бульдозера в пределах отвала по
уравнению (31)
0,7
= 1 4-02 32,2 ~ 19 м'
Задний угол откоса отвала у = 45°.
6. Среднее расстояние перемещения бульдозера в пределах разреза по
уравнениям (26) и (27)
Вс = 0,5 • 100 + 1,0 = 51 м.
104
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Коэффициент центра тяжести Д = 0,5.
7. Расстояние от основания борта разреза до основания отвала по урав-
нениям (18) и (21)
1,5
Р = 0^+Ь5 — 0 = 9 м.
Ширина запасной площади с= 1,5 м; т — 0.
8. Среднее расстояние доставки по уравнению (32)
1с = 51 + 9 + 19 + 0,5 • 6 = 82 л.
Расстояние заполнения отвала /3 = 6 м.
9. Скорость грузового хода принимается равной 0,9 первой скорости
трактора:
0,9 • 2250
Гг= 60 — 33
10. Скорость порожнякового хода принимается равной 0,9 четвертой ско-
рости заднего хода:
0,9 • 8750
уп= бо = iso м-
11. Средняя продолжительность заезда по уравнению (9)
82 82
t = “И 120 0,2 0,2 3,5 мин.
Простои на переключение хода t\ = /г = 0,2 мин.
12. Число заездов в смену по уравнению (10)
кт 60 • 7 • 0,75 _
N =----25-----= 90 заездов.
Коэффициент использования рабочего времени при трехсменной работе
Пн = 0,75.
13. Длина гребня вала вдоль отвала бульдозера по уравнению (2)
Угол откоса вала 7 = 50°; высота вала принимается равной высоте
лемеха Л = в= 1,1 м.
14. Теоретический обьем вала по уравнению (4)
/1,1—0,3 \ /1,1— 0,3 \ 1,1— 0,3
Е = 1,7 • 0,5 • 1,1 + + 1.7 + 0,5) (—3— + 0,3) = 2
Длина верхней площадки вала I принимается равной 0,5 м.
15. Коэффициент заполнения отвала по уравнению (5)
’Ih = ^2 « °>67-
Коэффициент доставки для бороздового способа выемки С =1,0.
1g 7,70,2 = 0,2 1g 7,7 = 0,2 • 0,886 = 0,177;
х= 1,5.
16. Объем вала породы, измеренный в целике, доставляемый к месту раз-
грузки, по уравнению (1)
2
q = —о,67= 1,12 м3.
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
105
17. Сменная производительность
QCM = 1,12 • 90= 100 л3.
18. Суточная производительность
QcyT = ЮО • 3 = 300 м*.
19. Годовая производительность бульдозера при четырехмесячном сезоне
работ
0ГОД = 300 • 4 • 25 = 30 000 ж3.
3. ПРЕДОХРАНЕНИЕ РОССЫПЕЙ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ
Поверхность россыпи и пласта можно предохранить от про-
мерзания зимой затоплением их поздней осенью водой для обра-
зования предохранительного слоя льда и снегозадержанием. Эги
работы рассмотрены в разделе четвертом.
Россыпи, имеющие многолетнюю мерзлоту, от промерзания
зимой обычно не предохраняют, а стремятся лучше осушить по-
роды и скорее весной убрать снег, поскольку хорошо осушенные
породы быстро оттаивают.
Учет затрат и техническая отчетность по работам осушения,
вскрытия и подготовки производятся различно. Чаще всего эти
работы относят к горноподготовительным, финансирование ко-
торых производится из оборотных средств предприятия за счет
статей расхода будущих лет. На отдельных приисках, где
вскрышные работы достигают значительных объемов, их учи-
тывают отдельно.
Глава V. ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
К добычным работам относят: очистные и вспомогательные
работы, транспортировку песков.к промывному прибору, про-
мывку песков, укладку хвостов в отвалы. На Дальнем Востоке
этот вид работ рассматривается как единый комплекс — «предел
переработки».
Очистные работы состоят из очистной (сплошной) выемки
песков и доставки их к транспортирующим устройствам, а вспо-
могательные— из работ по уборке валунов, зачистке плотика
и осушению пласта.
При добыче песков скреперами и бульдозерами нарезные
работы отсутствуют. Поэтому технология очистных работ в ос-
новном предопределяется способом выемки песков и системой
разработки. ’
1. ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ
Большое внимание на очистных работах необходимо уделять
осушению песков при разработке мерзлых россыпей. Это объяс-
106
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
няется тем, что осушить пески до их оттайки невозможно, а при
естественном способе их оттаивания работы по осушению* пласта
возможно проводить во время выемки песков с небольшим опе-
режением.
Выемка песков. Колесными скреперами и бульдозерами выем-
ка песков производится теми же способами, что и выемка тор-
фов. Поскольку пески обычно состоят из более крупнозернистых
пород повышенной крепости — речников, имеют небольшую мощ-
ность и залегают на скальном плотике, выемку их колесными
скреперами производят гребенчатыми стружками, а в приплоти-
ковой части — с предварительным рыхлением. Выемку песков
бульдозерами чаще всего производят бороздовым способом, а
для зачистки плотика применяют подгребку с рыхлением. Боль-
шое внимание следует уделять поддержанию ровной поверхности
забоя, чтобы обеспечить сток воды в канаву и наибольшую ско-
рость движения машин.
Для осушения песков на мерзлых россыпях после вскрышных
работ проводят .по пласту по наиболее низким отметкам плотика
водосборную канаву (рис. 4 и 34). Канаву проходят по пласту
песков на полную глубину талого слоя, а в мерзлых песках —
послойно по мере оттайки. Канаву углубляют в плотик на
0,3—0,5 м.
В мерзлых песках, когда проходка канавы на полную глу-
бину затруднена, ее углубляют постепенно во время очистных
работ с таким расчетом, чтобы дно канавы было ниже поверх-
ности забоя не менее чем на 0,5 м.
Системы разработки. Порядок ведения скреперных заездов при
добыче песков тот же, что на вскрышных работах. Поэтому
здесь применяются такие же системы разработок, как и при
вскрышных работах. Наиболее распространены одинарные си-
стемы разработки с движением по кольцу и восьмерке. Двусто-
ронние системы разработки в изложенном выше виде применяют
редко, что объясняется сложностью и дороговизной устройства
перегрузочных бункеров по обоим бортам разреза. Поэтому дву-
сторонняя система разработки на добыче песков несколько ви-
доизменяется, а именно: во время кольцевого заезда при движе-
нии скрепера от приемного бункера (рис. 33) производят выемку
торфов и доставку их в отвал на борт разреза, противополож-
ный месту установки пескового бункера, или в выработанное
пространство. При обратном движении скрепер забирает пески
и доставляет их в бункер. Эта система, по существу, относится
к смешанным, поскольку за заезд доставляется один ковш песков
и один ковш торфов. На узких и средней ширины россыпях при
таком порядке ведения заходки увеличивается использование
машин на добычном горизонте без устройства бункеров на двух
бортах разреза. Левый скрепер (рис. 33) производит вскрышу
торфов по одинарно-кольцевой системе.
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
107
От ban ПромыЬная установка
Рис. 33. Двусторонняя смешанная система скреперных
разработок
108-
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Для добычи песков применяют веерную и угловую системы
бульдозерных разработок (рис. 34), параллельную систему на
очистных работах не используют.
При веерной системе разработки бульдозерные заезды на-
правляются по вееру (рис. 34, а). Центром веера является бун-
кер. Для поддержания постоянной производительности бульдо-
зера радиус веера по восстанию принимается несколько больше
половины длины блока [9], поскольку выемка песков с этих пло-
щадей производится под уклон в порядке 1—5. Необходимое
Рис. 34. Системы бульдозерных разработок
превышение величины радиуса по восстанию над радиусом по
падению можно установить, пользуясь уравнениями (5) и (9),
в которых учитывается влияние уклона и расстояние доставки
на производительность машины.
Для лучшего стока дождевых и подземных вод в водосбор-
ную канаву выемку песков начинают с наиболее удаленных от
бункера площадей, при этом работы ведут так, чтобы поддер-
живался постоянный уклон поверхности забоя от бункера к ка-
наве. Это ускоряет осушение песков, что способствует повыше-
нию производительности бульдозера, а также улучшает условия
работы пескового ленточного конвейера, подающего пески на
промывной прибор. При веерной системе (даже в случае отра-
ботки площади правильной прямоугольной формы) расстояние,
на которое-перемещаются пески, и длина бульдозерного заезда
все время меняются. Среднее расстояние /с перемещения буль-
дозера из забоя к бункеру определяется уравнением
/с = Вс. -f- 0,5Z3,
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
109
где Вс — среднее расстояние перемещения песков в пределах
разреза м\
13 — протяженность пути заполнения отвала, м.
Среднее расстояние перемещения песков в пределах разреза
устанавливают графически, принимая его равным средневзве-
шенному расстоянию от центра тяжести каждой двадцатимет-
ровой кольцевой площади пласта песков (рис. 94, а) до центра
бункера. При прямоугольной форме отрабатываемой площади
и при постоянной мощности пласта это расстояние определяют
по уравнению.
Вс = 0,5|/в* + /Д, (34)
где Вп— размер площади по ширине россыпи, м;
Ln — размер площади по продольной оси россыпи выше или
ниже бункера, м.
Веерная система наиболее распространена при бульдозерной
добыче песков.
Угловая система разработки (рис. 34, б) отличается тем, что
заезд бульдозера, которым пески доставляются к бункеру, раз-
деляется на две части. Основную часть заезда производят по
борозде, расположенной по вееру в направлении бункера. С бо-
ковых площадей пески подают в борозду вспомогательными за-
ездами, направленными под углом к борозде — основной части
заезда. Эту систему применяют при значительных расстояниях
доставки для сокращения времени на образование новых борозд
или когда отрабатываемая площадь имеет неправильные очер-
тания.
Скрепер и бульдозер подают пески в бункер, который в боль-
шинстве случаев располагается в разрезе. Бункер обслуживает
один рабочий — бункеровщик, который убирает крупные валуны,
ведет учет заездов каждой машины и обслуживает питатель
и бункер.
Вместительность бункера небольшая, поэтому при остановке
промывного прибора бульдозеры можно использовать на под-
гребке (окучивании) песков к бункеру из наиболее удаленных
точек, на углубке разрезной осушающей канавы, на вспомога-
тельных или вскрышных работах.
Обычно в каждый бункер пески подаются одним-двумя буль-
дозерами (в зависимости от производительности промывного
прибора) или же бульдозером и скрепером. На прииске с боль-
шой стационарной промывной установкой, на подаче песков
в один бункер работают шесть-десять бульдозеров.
но
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
2. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
При добыче песков стремятся достигнуть наибольшей произ-
водительности добычных машин и наиболее полной выемки пес-
ков. На некоторых россыпях плотик имеет неровности, поэтому
во время сплошной очистной выемки в углублениях могут быть
оставлены пески. Плотик также может быть трещиноватым и ме-
таллоносным, поэтому после очистной выемки песков необхо-
димо производить опробование и зачистку плотика. После за-
чистки его вновь опробуют и составляют акт на полную отра-
ботку определенной площади россыпи.
До зачистки плотика из низин отводят скопившуюся воду.
Глубину зачистки плотика устанавливают для каждой россыпи
на основании опробования. Если плотик сложен из трещинова-
тых сланцев, глубина задирки его достигает 0,5 .м, причем верх-
нюю, наиболее разрушенную часть обычно забирают во время
очистной выемки песков. Задирку целесообразно производить до
тех пор, пока ценность металла в трещиноватом плотике оку-
пает затраты на ее проведение. При крепком плотике перед задир-
кой следует предварительно взрыхлить его‘ рыхлителем, в про-
тивном случае бульдозеры могут быстро выйти из строя.
Для лучшего использования машин необходимо вблизи
разреза иметь кроме передвижной заправочной цистерны пункт
профилактического осмотра, оборудованный моечным устройст-
вом со стоком воды и смотровой ямой и мастерскую.
3. ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
Промывные приборы (установки) на скреперно-бульдозер-
ных разработках в зависимости от удельного веса полезного
ископаемого и его крупности оборудуются шлюзами, отсадоч-
ными машинами или винтовыми сепараторами. Промывные
установки подразделяют на передвижные, переносные и стацио-
нарные.
Передвижные промывные установки — металлические, кон-
струкция их допускает быструю разборку на узлы, что обеспе-
чивает легкую перевозку на новое место, причем для их
установки не требуется возводить фундамент. Перестановку их
производят за 2—4 суток, а затраты составляют 0,2—1,5 тыс.
руб. Переставлять их приходится через 1—3 месяца.
Переносные приборы устанавливают на деревянных фунда-
ментах и располагают в облегченных летних помещениях; со-
стоят они из бочки и шлюзов. При переносе на новое место
расходуется 20—30 ж3 леса, и переноска обходится в 4—6 тыс.
руб. Такие приборы переносят на новые места через 1—3 года.
Стационарные промывные установки имеют сложную обога-
тительную аппаратуру. Их применяют для промывки песков
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
111
с полезным ископаемым малого удельного веса и используют
на одном месте в течение 2—5 лет.
В настоящее время на золотоносных россыпях наиболее рас-
пространены передвижные металлические промывные установки,
основные данные которых приведены в табл. 13.
Таблица 13. Данные по металлическим передвижным промывным
установкам (приборам)
Показатели Тип
МПД-5 ’| МПД-6 | МПД-4м
Проектная производительность за час чистой работы, м3/ч 40 20 40
Производительность среднесуточная, м3/ч 400—800 — 350—700
Песковый конвейер: ширина ленты, мм 750 Нет 700
длина рамы, м 78,5 Нет До 100 м
Бочка с глухим ставом (скруббер): диаметр, м . длина (глухого + решетчатого ставов), м 1,3 1,3 1,4
2,94-2,0 2,1+1,55 2,6+3,0
Улавливающая площадь основных шлю: зов, м2 17,7 19,6 19,0
С амородкоуловитель: площадь, м2 8,2 3,6
место расположения В хвосте — В хвосте
Землесос: диаметр напорного патрубка, мм . Нет 100 100
мощность электродвигателя, кет . Нет 22 22
Галечный отвалообразователь: ширина ленты, мм 0,65 0,60 0,60
длина рамы, м 35 35 35
Производительность насоса для подачи свежей воды, л/сек .... .... 100 50 120
Установленная мощность электродвига- телей, кет 120 82 43—122
В том числе: питателя у бункера 10 10,8
насоса в котловане 10 10 10
пескового транспортера 20 — 20—28
бочки (скруббера) 14 14 14
землесоса — 22 0—22
отвалообразователя 10 10 10
насоса 46 26 32—60
Конструктивный вес, т 37,3 21,1 37,5
На рис. 35 показан промывной прибор МПД-4м. Бункер
имеет колосники, расположенные с зазором 30—40 см. Каретча-
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
113
тый питатель 1 подает пески на ленту конвейера 3 (см.
рис. 17, б). На стенке бункера установлен электровибратор 2,
с помощью которого уничтожают своды в песках и сокращают
общую высоту бункера до 2 м. Пески подаются в лоток 4, по
которому они направляются в бочку 5 с длинным глухим верх-
ним ставом (скруббер) и решетчатыми листами с отверстиями
15 мм. Шлюзы 6 состоят из двух колод шириной 0,72 мм и дли-
ной 13,2 м. Основная часть промывной установки и шлюзы рас-
положены на салазках, что упрощает сборку и передвижку.
Высота нижнего конца шлюза над поверхностью составляет
1,35 м, мелкозернистые хвосты обычно перекачивают землесосом
из сборного бункера в отвалы. В конце бочки укреплен решет-
чатый став 7 длиной 0,6 м с отверстиями 50x50 мм. Под этим
ставом расположен шлюз 8 шириной 0,52 м и длиной 8 м для
улавливания самородков. На грохоте 9 с отверстиями 10—15 мм
галька обезвоживается и направляется на транспортер 10, ко-
торый подает ее на отвалообразователь звеньевого типа 11.
Галька из бочки направляется по лотку в приемную воронку от-
валообразователя. Пуск и остановка электровибратора, питателя,
бочки и отвалообразователя производятся со щита управления 17*
Верхний конец каждого звена отвалообразователя опирается
колесами 12 на однорельсовый путь, уложенный на отвале 13.
Верхнее звено удерживается оттяжкой 14. Нижний конец пер-
вого звена имеет опорно-поворотное устройство 15, поэтому
отвалообразователь можно поворачивать в горизонтальной
плоскости на 120°. В зависимости от окатанности и крупности
гальки угол наклона отвалообразователя равен 14—17°. Первое
звено отвалообразователя снабжается двумя оттяжками 16, Ко-
торые ограничивают его поворот. После заполнения про-
странства под верхним звеном на отсыпанном отвале уклады-
вают новый рельсовый путь и верхнее звено устанавливают на
колеса и подвешивают к нему новое верхнее звено. В зависи-
мости от объема гальки, укладываемой в отвал, звеньевой отва-
лообразователь состоит из четырех-шести звеньев. МПД-4м
обычно устанавливается на поверхности около разреза и зна-
чительно реже в самом разрезе. При расположении установки
в разрезе хвосты со шлюзов необходимо убирать землесосом.
Части землесоса быстро изнашиваются, отчего производитель-
ность и развиваемый напор уменьшаются. Через 1 —1,5 месяца
работы основные части необходимо наваривать. Для беспере-
бойной работы промывной установки следует иметь запасный
землесос со сменными частями. Во избежание закупорки труб
не следует перекачивать хвосты на предельную высоту подъема
землесосом с сильно износившимся колесом. Для сокращения
простоев, связанных с наращиванием подъемного става труб,
применяют трубы с раструбом, которые можно устанавливать
во время работы землесоса. При отсутствии таких труб на отва-
8 С. М. Шорохов
114
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
лах применяют бульдозер, который освобождает место для раз-
мещения хвостов и образует заградительные валы, препятству-
ющие движению потока хвостов в сторону промывной установки
и других сооружений.
При уборке хвостов землесосом возрастают расходы на
электроэнергию и ремонт и увеличиваются простои установки.
Поэтому промывную установку целесообразно располагать на
возвышенности, например на старых отвалах, на борту старых
разрезов или на берегу речки, с таким расчетом, чтобы хвосты
ее шлюзов самотеком направлялись в имеющиеся вблизи
низины.
Для извлечения оловянного камня и мелкого золота вместо
шлюзов 6 (рис. 35) применяют отсадочные машины.
Промывной прибор ППМ-1 является усовершенствованным
прибором МПД-5. По внешнему виду и схеме промывки он бли-
зок к МПД-4м. К основным его особенностям по сравнению
с МПД-4м относится более высокое расположение шлюзов
(нижняя их кромка возвышается над поверхностью на 1,72 м),
что облегчает размещение мелкозернистых хвостов самотеком,
а также лучшая приспособленность отдельных узлов к перевоз-
ке без разборки и к установке на волнистой поверхности. ППМ-1
может быть установлен на поверхности россыпи у борта разреза
или на отвалах, в выработанном пространстве. Обслуживает его
то же число рабочих, что и МПД-4м.
Для улавливания самородков размером больше 40—50 мм
на МПД-4м и ППМ-1 устанавливают электронные самородко-
уловители. Эти приборы хорошо улавливают мелкое золото
и могут быть установлены на большой высоте относительно
плотика, т. е. применены для разработки более глубоких рос-
сыпей.
Промывной прибор МПД-6 отличается от предыдущих тем,
что бункер 1 (рис. 36) для приема песков соединен с бочкой 2
и имеет малую общую высоту. Бочка с длинным глухим верхним
ставом снабжена решетчатыми листами с отверстиями до 25 мм.
Землесос 4 перекачивает размытые пески из бункера по трубо-
проводу 5 в шлюзы 6, расположенные в 10—20 м на борту раз-
реза или отвалах. Пески перекачивают и водоструйными насо-
сами. Галька отсыпается в отвалы звеньевым отвалообразова-
телем 3 и размещается в выработанном пространстве или на
поверхности. Расположение бункера около бочки позволяет об-
мывать валуны на колосниках и при этом отсутствует
надобность в бункеровщике. Наиболее удобно использовать
МПД-6 для промывки песков из отвалов, которые рас-
положены на поверхности, а также в том случае, когда
вода из котлована может быть отведена самотеком. Опора
звеньевого отвалообразователя располагается низко, поэтому он
может разместить в отвалы значительно меньший объем гальки,
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
115
чем другие промывные установки. Небольшой вес и малая высо-
та МПД-6 облегчают передвижку установки.
В последнее время пески начали промывать в обычных коло-
дах-шлюзах, аналогичных по устройству с применяемым на гид-
равлических разработках. Шлюз устанавливают на поверхности
у борта разреза так, чтобы обеспечить самотечное перемещение
хв-остов в отвал. Пески из котлована подают на шлюз водо-
струйным насосом, при этом предварительно их размывают
в котловане напорной струей. Такие установки проще в обслу-
живании, но плохо улавливают мелкое золото. Их целесообраз-
но применять в случаях, когда пески не содержат мелкого
золота, а высота подъема не превышает 12 м, т. е. для разра-
ботки россыпей не более средней глубины.
8*
116
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При недостаточной емкости отвалов их разваловывают буль-
дозерами, однако это значительно удорожает стоимость добыч-
ных работ. Во избежание этого прибор стремятся размещать на
насыпи или естественном возвышении, обеспечивая отсыпку
галечных отвалов в разных направлениях, а мелкозернистые
хвосты стараются перемещать самотеком.
При выборе места расположения промывного прибора сле-
дует учитывать объем хвостов, подлежащих размещению
в отвалы, расположение приемного бункера для песков, а также
условия подвода воды для промывки.
Для увязки работы промывной установки и добычных машин
составляют почасовой график работы, разработанный на основа-
нии хронометражных наблюдений. Почасовой график обеспечи-
вает равномерную загрузку установок, чем содействует увеличе-
нию их производительности и повышению извлечения металла.
Воду для промывки подают от насосной установки, состоя-
щей из одного насоса 6НК или 8НК производительностью 100—
120 л/сек и напором около 20—30 м. Насос устанавливают
под легким дощатым навесом на деревянном ряже на берегу
речки или водоподводящей канаве, по возможности ближе
к промывному прибору, примерно в 20—60 м. Для запуска на-
соса со щита управления на всасывающей трубе выше насоса
устанавливают металлическую бойку емкостью 250—500 л.
Насос в этом случае всегда будет залит водой.
Промывную установку обслуживают бункеровщик, оператор
и слесарь. Кроме того, между сменами на сп о лоске заняты еще
промывальщик и рабочий по шлихам. В электрической схеме
установки предусмотрела электро- и гидроблокировка. При по-
нижении напора в водопроводе и при неполадках в бочке или на
отвалообразователе подача песков прекращается.
В настоящее время построены промывные установки с авто-
матическим регулированием подачи песков и воды. Обслуживает
такой промывной прибор один оператор.
На приисках Колымы каждая металлическая промывная
установка за лето переносилась в среднем около 1,7 раза, при-
чем чаще всего переносились МПД-6.
Объем песков, промываемых с одной стоянки, для МПД-4
и МПД-5 составляет 18—50 тыс. ж3, а для МПД-6 только
4—10 тыс. м3.
Перестановка МПД-4, включая работы по очистке, разборке,
погрузке, перевозке по ровной дороге на расстояние до 5 км,
обходится по нормам [12] в 1,2 тыс. руб. На эти работы при
составе бригады в 6—7 человек предусматривается около
1100 чел-ч., в том числе: на разборку 300, перевозку 100 и сборку
700 чел-ч. Перевозка МПД-5 обходится на 20% дороже,
а МПД-6 на 34% дешевле.
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
117
4. ОТВАЛЫ
Объем песков, который может быть промыт на одной стоянке
промывной установки, ограничивается емкостью галечного отва-
ла и отвала мелкозернистых хвостов. В галечные отвалы в за-
висимости от типа промывной установки направляется галька
размером более 15—50 мм , выход которой для большинства
Рис. 87. Схема отвала хвостов
россыпей составляет 30—60% общего объема песков. Объем
галечных отвалов W подсчитывается по уравнению
(35)
где ц = 0,3—0,6 — коэффициент каменистости, равный отноше-
нию объема гальки диаметром более отвер-
стий решетчатых листов бочки к объему
песков;
р = 1,45—1,55 — коэффициент разрыхления;
Гп — объем промываемых песков в целике, м3.
Мелкозернистые хвосты — эфеля укладывают в отвалы само-
теком с помощью потока отработанной воды. Наиболее тонко-
зернистые глинистые частицы при этом частично выносятся из
отвалов, а породы укладываются в отвал весьма плотно. Поэто-
му коэффициент разрыхления в отвалах составляет рм = 1,05—
1,15. Количество выносимых пород зависит от содержания в них
118
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
глины и от условий размещения хвостов в отвал. Так, при сбросе
хвостов в речку со значительным расходом воды количество
уносимой породы достигает третьей части первоначального
объема. Необходимый объем отвала для размещения мелкозер-
нистых хвостов определяется следующим уравнением:
Г=рм(1-|х-|хв)Гп, (36)
где Цв = 0,05—0,3 — коэффициент выноса пород из отвалов хво-
стов, равный отношению объема выноси-
мых пород к первоначальному объему
песков.
Коэффициент выноса устанавливают опытным путем, для
определения его замеряют объем отвалов предыдущих лет
и определяют объем песков, которые были промыты на промыв-
ном приборе.
Отвал гальки, отсыпаемый четырехзвенным отвалообразо-
вателем, состоит из четырех отдельных конусно-кольцевых отва-
лов (рис. 37, а). Размеры первого отвала 1—2—3 можно опре-
делить по уравнениям:
W = 0,35A2ctgy (h ctg7 +
A = Tsinc + X —e; , (37)
/? = T cos c
где h — высота первого отвала, м;
Т — длина рамы первого звена отвалообразо-
вателя, м]
Ж — высота установки горизонтальной оси рамы
отвалообразователя над поверхностью, м]
е'—расстояние между осью рамы и вершиной
отвала, ж;
у= 36—42 — угол откоса галечных отвалов, град]
Р—угол поворота отвалообразователя в горизон-
тальной плоскости, град\
С— угол наклона ленты, град]
R—радиус отсыпки гальки, м.
Для последующих кольцевых отвалов объем определяют по
уравнению (37), подставляя высоту и радиус отсыпки соответ-
ствующего отвала. Высоту и радиус отсыпки второго отвала
подсчитывают по следующим уравнениям:
й2 = A1 + T2sin^; । (38
Т2 cos с. J
Уравнение (37) выражает объем отвала, ограничиваемого
площадью 4—6—7. Для подсчета объема второго кольцевого
отвала необходимо из объема отвала 4—6—7 вычесть объем,
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
119
ограничиваемый площадью 3—4—5. Объем последней части под-
считывают по уравнению (37), подставляя соответствующие вы-
соты и радиус отсыпки; для второго кольцевого отвала их опре-
деляют из схемы Д 3—4—5 -следующими уравнениями:
Л1п = Л1 + Л2 —T2cosctg7; |
Я1п = ₽i + 0,5(T2cos<; + A1ctgT —A2ctg?). J
Для третьего и четвертого кольцевых отвалов объем под-
считывают таким же образом.
При четырехзвенном отвалообразователе и повороте рамы на
120° общий объем отвала при горизонтальной поверхности со-
ставляет 19 600 м3. Этот объем гальки в основном определяет
запасы песков, которые могут быть отработаны с одной установ-
ки промывного прибора.
Отвалы, размещаемые хвостовой колодой шлюзов, состоят
из мелкозернистых пород, которые оседают из потока отработан-
ной воды. Поэтому углы откоса этих отвалов в сторону движения
потока 7м небольшие и колеблются в пределах 5—12°. Для пре-
дупреждения движения потока в сторону промывной установки
приходится производить обвалование, поэтому углы откоса
отвала при этом направлении более крутые (20—30°). Об-
валование производится бульдозером, который сооружает не-
высокие насыпи, направляющие поток хвостов в нужном направ-
лении.
В плане отвал обычно имеет вид веера с центральным углом
от 100 до 160° (рис. 37, б). Объем хвостов, которые могут быть
размещены в отвал самотеком на горизонтальной поверхности,
приближенно может быть определен по уравнению (40), при вы-
воде которого принято, что отвал состоит из конусов /—2—3—4
и пирамид 1—2—5:
IF = 0,33/i3ctgTM(^^ + sin-|-ctgI1)> (40)
где h — высота расположения хвостовых колод над поверх-
ностью, м\
Тм — угол откоса мелкозернистых отвалов хвостов, град-,
р— угол укладки хвостов в отвал, град-,
—• угол откоса отвала в сторону промывного прибора, град.
Для пород средней каменистости при <у1=25°, ум=6° и
Р = 120° объем отвала определяется следующим упрощенным
уравнением:
Г^40Л3. (41)
Большое влияние на выбор расположения промывной уста-
новки оказывает размещение бункеров, при котором обеспечи-
валось бы наилучшее использование добычных машин. Это бо-
лее подробно рассмотрено в главе III.
120
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Промывную установку желательно размещать таким обра-
зом, чтобы в течение лета ее не переносить. Для этого
необходимо обеспечить достаточную емкость отвалов, что до-
стигается расположением промывной установки на возвышаю-
щихся старых отвалах или на специальных насыпях. Высоту
насыпи определяют в зависимости от объема песков, подлежащих
промывке на одной стоянке промывной установки. Отвалы целе-
сообразно также отсыпать в низину или в выработанное прост-
ранство старого разреза. Поверхность в месте размещения
мелкозернистых хвостов должна иметь уклон в обратную сто-
рону от разреза или необходимо оградить разрез от стока в
него отработанной воды. Водоснабжение промывного прибора
должно быть надежным и не требовать больших затрат на его
устройство.
Для обоснования места расположения промывного прибора
сопоставляют два-три варианта.
Глава VI. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА
1. РЕЖИМ РАБОТЫ И ОБЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
При скреперном и бульдозерном способах прииски работают
на непрерывной неделе, чаще всего в три семичасовые смены.
Обеденные перерывы обычно используют для заправки ма-
шин, проведения крепежного ремонта и сполоска промывной
установки. Каждая машина работает в летние месяцы 25—
29 дней.
Весной работы начинаются с удаления снежного покрова на
площадях вскрышного и добычного уступов, которые подлежат
первоочередной отработке. К вскрыше торфов бульдозерами
приступают после оттаивания пород на 3 см, а скреперами на
5—6 см. К добыче песков приступают с началом усиленного
таяния снега и появлением воды в речке. При этом первые 1 —
2 недели вскрыша и промывка песков производятся только
днем. Осенью с наступлением ночных заморозков промывка
осложняется, так как приборы не отеплены. На северо-востоке
Сибири к вскрышным работам приступают между 3 мая и 1 ию-
ня, а к добыче песков между 10 мая и 5 июня.
Промывку в этих районах прекращают между 20 сентября
и 10 октября, когда днем устанавливается отрицательная тем-
пература. Пески можно промывать и при небольших дневных
заморозках, при этом необходимо обогревать узлы промывного
прибора, а для сполоска нагревать воду.
Промывная установка работает 28—30 дней в месяц, а в
течение года от 95 дней в наиболее северных районах до 150
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
121
дней в средней полосе Сибири. Продолжительность вскрышных
работ на 15—40 дней больше.
Использование рабочего времени зависит от организации
обслуживания и ремонта машин. Крепежный осмотр и чистка
трактора занимают 1—2 ч после каждой смены. Кроме того,
каждую неделю трактор останавливают для текущего ремонта
продолжительностью от 0,5 до 1 суток, а через две недели — на
1—2 суток. Зимой после первого года работы трактор проходит
средний ремонт, каждую последующую зиму — капитальный.
При круглосуточной работе крепежные осмотры, заправка
горючим и мелкие предупредительные ремонты производятся в
рабочее время. Если работы ведутся в две смены, то предусмо-
тренные ремонты проводят в третью, нерабочую смену. На ис-
пользование рабочего времени влияют условия разгрузки пород.
При разгрузке песков в бункер неизбежны простои, связанные
с обслуживанием промывной установки. Когда породы достав-
ляют в от;вал, этих простоев не бывает.
В табл. 14 приводятся данные по использованию бульдозеров
и скреперов за рабочую смену б.ез учета простоев на еженедель-
ные текущие ремонты. Поэтому коэффициент их использования
за месяц меньше указанного на 5—7%.
Таблица 14. Коэффициенты использования времени за рабочую смену
для бульдозеров и скреперов (среднегодовые)
Условия работы бульдозеров и скреперов Круглосуточная работа Работа в две смены
Вскрышные работы Добыча песков с разгрузкой в бункер про- мывной установки 0,75—0,80 0,7—0,75 0,8—0,9
Производительность бульдозера Д-271 за летние месяцы со-
ставляет 9—15 тыс. ж3. Годовая (сезонная) производительность
его на вскрыше обычно находится в пределах 35—45 тыс. ж3, а
при добыче песков, поскольку условия перемещения более бла-
гоприятны, на 10—12% выше. Наибольшая годовая производи-
тельность бульдозера была достигнута при прииске «Бодром»,
где один бульдозер произвел вскрышные работы 82,7 тыс. ж3, раз-
валовку экскаваторных отвалов 30,3 тыс. м3 и добычу песков
0,9 тыс. м3, а всего 114 тыс. м3. При этом среднечасовая произ-
водительность его составила 56,8 м3, средний объем перемеща-
емого вала 1,4 м3, а коэффициент использования календарного
времени за сезон 0,7.
Производительность колесного скрепера Д-222а за летние
месяцы составляет 5—16 тыс. м3. Годовая (сезонная) произво-
122
СКРЕПЕРНО-БУЛЬДОЗЕРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
дительность скрепера находится обычно в пределах 38—
72 тыс. ж2 3. Наибольшая годовая производительность была до-
стигнута на вскрышных работах прииска «Гастелло,» где скре-
пер произвел .вскрышу в объеме 84 тыс. м3 при 130,5 рабочего
дня и коэффициенте использования времени 0,83.
На производительность бульдозеров и скреперов большое
влияние оказывает расстояние перемещения пород, поэтому пра-
вильнее годовую производительность их сопоставлять по объему
работ, выраженному в кубометро-километрах или тонна-кило-
метрах.
Среднемесячная производительность передвижных промыв-
ных установок в летнее время составляет: МПД-5 от 10 до
1-7 тыс. ж3; МПД-4 от 9 до 15 тыс. ж3; МПД-6 от 6—9 тыс. м3.
Годовая производительность этих приборов находится в преде-
лах 20—70 тыс. м3.
Цеховая себестоимость вскрыши торфов бульдозерами из-
меняется в пределах 20—45 коп. за 1 м3. Большое влияние на
себестоимость оказывает не только расстояние транспортировки,
но и затраты на профилактический осмотр, текущий и зимний
ремонты.
Цеховая себестоимость добычи 1 м3 песков бульдозерами и
промывки мерзлых золотоносных песков составляет 0,8—1,4 руб,
а оловоносных песков 1,5—2,5 руб.
Цеховая себестоимость вскрыши торфов скреперами состав-
ляет 20—35 коп. за 1 м3.
Производительность труда рабочего на бульдозерно-скрепер-
ных вскрышных работах составляет 60—120 м31чел-смену. На
горноподготовительных работах по проходке канав производи-
тельность ниже примерно в 1,5 раза. При бульдозерной добыче
песков с промывкой производительность труда рабочего изменя-
ется от 20 до 35 м3 в смену.
2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Скреперно-бульдозерный способ разработки наиболее рас-
пространен в Колыме и в Якутии, где россыпи охвачены много-
летней мерзлотой. В этих районах в наибольшей мере исполь-
зуют важнейшие особенности данного способа — послойную
выемку мерзлых пород по мере их естественного оттаивания,
поскольку в этом случае не нужны дополнительные затраты на
рыхление пород. Поэтому в отличие от других способов разра-
ботки себестоимость скреперно-бульдозерной добычи на мерз-
лых россыпях отличается в очень малой степени от себестоимости
добычи на талых россыпях.
Наиболее целесообразно данный способ применять для раз-
работки ключевых, террасовых россыпей и маловодных отдель-
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
123
ных площадей долинных россыпей с ограниченными запасами
при глубине россыпи не более 7—12 м.
Легкость переброски оборудования позволяет применять
скреперный и бульдозерный способ для разработки площадей
с запасами на 0,5—1 год работы, если вблизи имеются другие
площади, на которых может быть в дальнейшем использовано
оборудование в течение нормального срока погашения.
В действительности бульдозерами в сочетании с экскавато-
рами были отработаны большие многолетнемерзлые долинные
россыпи в Северо-Восточной Сибири. Это объясняется в основ-
ном тем, что данный способ требует небольших капиталовложе-
ний на приобретение оборудования. Не требуется также строить
электростанции большой мощности.
В зависимости от размеров россыпи в разрезе находится в
работе от одной до трех промывных установок, и годовая про-
изводительность разреза по пескам в основном составляет 35—
150 тыс. м\ а по горной массе 100—700 тыс. ;и3.
На талых россыпях бульдозеры и скреперы в основном при-
меняют на вскрышных работах. Успешно применять скреперы
можно в том случае, когда торфа сложены из устойчивых пород
.и в течение теплого периода года выдерживают вес скрепера.
Скреперно-бульдозерный способ используют для полной раз-
работки талых россыпей, т. е. для вскрышных и добычных работ,
только на сухих и маловодных месторождениях при глубине за-
легания пласта до 4—8 м и при малых запасах—порядка 500—
1000 тыс. м3.
Раздел второй.
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ
РАЗРАБОТКИ
Глава I. ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
Выемка и перемещение песков и торфов производится экска-
ваторами и транспортным оборудованием, изготовляемым для
открытых работ. Пески промывают в особых стационарных про-
мывных установках или передвижных мойках, перемещающихся
вслед за экскаватором. Тип экскаватора, транспортного обору-
дования и промывной установки оказывает большое влияние на
технологию разработки россыпи. Поэтому в зависимости от ти-
па используемого оборудования различают разновидности экс-
каваторного способа разработки, которые отличаются друг от
друга как технологией, так и производительностью труда и се-
бестоимостью добычи.
На россыпных месторождениях в основном используют од-
ноковшовые экскаваторы. Роторные, многоковшовые и башен-
ные экскаваторы распространены мало.
При применении одноковшовых экскаваторов различают три
разновидности разработки: экскаваторно-транспортную с при-
менением стационарных промывных установок; с бестранспорт-
ными вскрышными и транспортными добычными работами; бес-
транспортную с применением передвижных моек.
При экскаваторно-транспортном способе перемещение песков
от забоя на промывку, а торфов в отвалы производят авто-
самосвалами, ленточными конвейерами или тракторными те-
лежками (рис. 38, а). При этом используют экскаваторы с не-
большим радиусом разгрузки; имеются большие возможности вы-
бора места для размещения отвалов торфов и можно применить
любое обогатительное оборудование — как простое, так и слож-
ное, приспособленное для извлечения наиболее мелкозернистых
минералов небольшого удельного веса. Однако при этой раз-
новидности разработки себестоимость добычных и вскрышных
работ относительно высока, поскольку перевозка песков и тор-
фо,в на россыпях обычно обходится дорого. Поэтому на россыпях
экскаваторный транспортный способ имеет ограниченное приме-
нение.
На рис. 38, б изображен способ разработки экскаваторами
с бестранспортными вскрышными и транспортными добычными
работами. Вскрышные работы производят экскаваторами с боль-
шими радиусами разгрузки с непосредственной отсыпкой в от-
валы, поэтому на вскрышных работах отсутствует дорого-
стоящая перевозка торфов. На добыче используют экска-
ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
125
ваторы с небольшими радиусами разгрузки, которые грузят пески
в транспортные средства, доставляющие их к промывным уста-
новкам стационарного типа. Из разреза вывозят только пески,
Рис. 38. Способы разработки россыпей экскаваторами:
1 — насос; 2 — отвал гальки; 3 — промывной прибор; 4 — отвал торфов; 5 — кана-
ва; 6 — плотик; 7 — пески; 8 — торф; 9 — мойка
объем которых значительно меньше объема торфов. Таким обра-
зом, данному способу свойственны преимущества как экскава-
торной бестранспортной, так и транспортной разновидности раз-
работки.
При экскаваторном бестранспортном способе разработ-
ки применяют плавучие (рис. 38, в) или -сухопутные мойки.
126
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Экскаватор подает пески непосредственно в бункер мойки, а тор-
фа отсыпает в отвалы, на борта разреза или в выработанное
пространство. По мере передвижения экскаватора мойка передви-
гается вслед за ним. Поэтому перевозка песков и торфов отсут-
ствует, что упрощает технологию разработки россыпи и значи-
тельно снижает себестоимость добычных работ.
Плавучую мойку спускают в разрез, затопленный водой,
а экскаватором, расположенным на борту разреза, производят
выемку песков из-под воды. При применении сухопутных моек
разрез осушают, мойку и экскаватор устанавливают рядом на
плотике или на борту разреза, а воду для промывки подают по
переносному водопроводу. Этот способ применяют в случаях,
когда стоимость передвижных моек невелика, а передвижка их
не вызывает больших простоев в работе и не требует больших
затрат рабочей силы.
При экскаваторных способах разработки требуются относи-
тельно небольшие удельные капиталовложения на приобретение
оборудования. При применении небольших и средних экскавато-
ров можно обойтись без постройки крупных электростанций,
используя на экскаваторах и промывных установках дизели.
Переброска всего оборудования на новые россыпи обходится
недорого. Все это имеет существенное значение при разработке
небольших россыпей и освоении россыпей в новых районах.
Экскаваторами наиболее целесообразно разрабатывать сухие
россыпи -средней и небольшой мощности.
1. ОБОРУДОВАНИЕ
Широкое распространение на россыпях одноковшовых экска-
ваторов объясняется их подвижностью и наличием сменного чер-
пающего оборудования, позволяющего использовать их на поро-
дах различной крепости и при расположении забоя как выше,
так и ниже рабочей площадки, а также для различных условий
разгрузки.
Экскаватор типа механическая лопата (лопатный экскаватор)
в основном приспособлен для выемки пород «выше рабочей пло-
щадки.
Термин «лопатный экскаватор» более короткий, удобный в употреблении
и логичный, но распространен в меньшей степени. Машины для выемки пород
на открытых работах принято именовать экскаватором. Термины для обозна-
чения различных типов экскаваторов, отличающихся устройством черпающего
аппарата, образуют путем добавления прилагательного, характеризующего
его особенность, например многоковшовый экскаватор, роторный экскаватор,
грейферный экскаватор и др. Экскаватор, имеющий ковш с рукоятью, логич-
но именовать «лопатный экскаватор». Термин «механическая лопата» более
соответствует ручной лопате с бензиновым или пневматическим двигателем,
применяемой для механизации выемки и отбойки пород.
ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
127
Ковш присоединен к стреле с помощью рукояти и имеет боль-
шое подъемное и напорное усилия, благодаря чему экскаватор
хорошо работает в крепких породах. Им удобно грузить породу
в транспортные сосуды, так как облегчена точная установка ков-
ша над местом разгрузки. Он имеет небольшую стрелу и разви-
вает наибольшую удельную производительность. По этим причи-
нам лопатный экскаватор в основном используют для добычи
песков. Однако в ряде случаев применение его усложняет горные
работы, так как им сложно производить раздельную выемку про-
пластков в одном забое и его необходимо располагать только на
дне разреза.
Для вскрыши торфов используют также мощные вскрышные
лопатные экскаваторы с многогусеничным ходом. Эти экскавато-
ры имеют большее удельное давление на почву и для разворота
требуют много места и времени, поэтому на россыпях их приме-
няют только в случаях, когда кровля пласта песков представлена
плотными породами, в торфах имеются крепкие прослойки IV
категории, россыпь имеет значительные размеры и достаточно
мощный пласт песков и мощные торфа, вследствие чего нет
необходимости совершать частые передвижки и развороты
экскаватора.
Драглайн (канатный экскаватор) в основном приспособлен
для выемки пород ниже рабочей площадки.
Термин «канатный экскаватор» более понятный и четкий, поскольку смы-
словое значение его характеризует важнейшую особенность землеройной
машины.
Ковш подвешен на канатах и не может развивать большое
напорное усилие, поэтому экскаватор имеет длинную стрелу,
производительно работает лишь в породах мягких и средней
крепости, а разгрузка пород из качающегося на канатах ковша
в откаточные сосуды затруднена. Конструкция ковша позволяет
производить раздельную выемку пород в одном забое, что явля-
ется важным преимуществом. Этот тип экскаватора в основном
применяют для вскрыши торфов с непосредственной отсыпкой
их в отвалы; на добычных работах его используют обычно при
погрузке песков в бункера больших размеров. Большая часть
торфов относится ко II и III категориям, поэтому для их выем-
ки можно применять канатные экскаваторы с ковшом любой
емкости. Для выемки пород выше III категории необходимы
утяжеленные ковши емкостью 4—6 ж3. Зачерпывание пород V
категории затруднено, поэтому такие породы целесообразно
предварительно рыхлить с помощью взрывов или скальным
экскаватором. На взорванной породе драглайн может работать
при размере кусков меньше одной трети ширины ковша и при
объемном весе породы ниже 2,5. Крупные шагающие экскава-
торы имеют малое удельное давление на почву, разворот ма-
шины производится легко, и для этого не нужна большая
Таблица 15. Основные технические данные драглайнов
Показатели Модель
Э-257 Э-352 ТЭ-2М Э-651 Э-10011 Э-801 Э-1252; 1251 Э-2002; 2001 Э-2005 эш- 4/40м эш- 6/60 эш- 15/90 эш- 25/100
Емкость ковша, м3 . . . 0,25 0,25 0,38 0,65 0,75; 1,0 0;75 1,0 1; 1,5 2 4,0 6; 8 15 25
Длина стрелы, м . . . . При наклоне стрелы, 7,5 10,5 12,0 13,0 15; 12,5 14,0 15,0 25; 20 25 44 60 90 100
град радиус разгруз 30 30 25 30 30 30 30 30 30 25 30 30 30
ки, м высота разгрузки, 7,3 10,0 13,5 12,5 14,4; 12,2 13,5 14,6 23,8; 19,4 23,8 43,5 57,0 83,0 95,0
м радиус черпания 2,6 4,15 4,2 5,3 5,2; 4,2 4,9 5,5 10,8; 8,0 10,8 14,5 24,0 42,0 40,0
наибольший, м . 8,0 11,0 14,0 14,0 16; 14 15,0 16,0 27,0; 22,0 27 47,0 63,0 — 105,0
Ширина ковша, м . . . Теоретическая скорость черпания, число ковшей за час чистой работы: при угле поворота 0,65 1,1 1,26 1,26 1,32
в 90° при угле поворо- 210 210 — — 170 — 144 116 130 85 70 — —
та в 180° ... Удельное давление экс- каватора на почву/ — — — — — — 126 100 — 74 62
кг1см2 0,55 0,19 0,18 0,66 0,86 0,74 0,87 1,1 1,35 0,4 0,73 —. 1,0
Вес, т Мощность двигателей: 9,72 11,5 24,0 21,4 .31 30 40 76 89 174 550 — 2500
дизеля, л. с . . . электродвигателей, кепи. 37 37 — 80 100 93 120 250 — — — — —
основных .... общая установоч- — — 40 — — — 85 140 160 309 715 — 3200
ная '— — 40 — — 85 140 600 1000 2 400 — 17 500
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Шорохов
Таблица 16. Основные технические данные экскаваторов типа механическая лопата
Показатели Обратнолопатные Универсальные Скальные Вскрышные
Э-257 Э-352 тэ- 2м Э-651 Э-10011 Э-801 Э-1252; 1251 Э-2002; 2001 Э-2005 ЭКГ-4 ЭКГ-8 ЭВ Г-4 ЭВ Г-6 ЭВГ-15
Емкость ковша, м3 0,25 0,35 0,4 0,65 1,0 0,8 1,25 2,0 3, 2,25 4* 6* 4* 6* 15
Длина стрелы, м 4,9 4,9 5,5 5,5 5,5 5,5 6,8 8,6 8,6 10,5 12,0 20,5 30,0 36,0
При наклоне стрелы, град , . радиус разгрузки при наибольшем подъеме 45 45 45 45 45 45 45 45 45 45 50 55 45 45
ковша, м наибольшая высота раз 6,6 6,7 8,1 8,1 7,4 6,5 8,2 10,2 10,2 12,5 14,8 18,4 30,5 36,5
грузки, м радиус черпания ’наи- 4,6 4,6 5,3 5,3 5,1 5,0 5,1 6,0 6,0 6,3 8,4 16,0 22,0 26,0
больший, м Наибольшая глубина черпа- 7,8 9,0 — 9,2 9,0 8,6 9,9 11,5 11,5 — 17,2 22,7 35,0 40,0
ния, м 5,0 5,0 5,6 5,6 1,8 — —. 2,2 —.. —. 3,44 . 3,8
Ширина ковша, м Теоретическая скорость черпа- ния при повороте на 90°, число ковшей за час чистой 0,82 — 1,31 1,31 1,39 — — — — — — —
работы Удельное давление экскаватора 220 — — — 210 — 200 — 180 160 — — — 82
на почву, кг/см2 0,55 0,19 0,18 0,66 0,86 0,74 0,87 1,1 1,35 2,1 2,5 2,4 1,92 2,6
Вес, т Мощность двигателей: 9,72 11,5 24,0 21,4 31,0 30 40 76 89 180 340 360 656 1 150
дизеля, л. с электродвигателей, кет: 37 37 — 80 100 93 120 250 — — — — — —
основных — — 40 — — — 85 140 160 250 520 520 520 1 450
общая установочная . . — — 40 — — — 85 140 600 950 2200 2200 2600 5600
* Для легких пород завод поставляет ковши емкостью 5 и 8 л«8.
ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
130
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
площадка. Все это способствует распространению их при разра-
ботке россыпей.
Для проходки неглубоких канав и для выемки песков из
глубоких западений во время зачистки плотика применяют экска-
ватор типа обратная механическая лопата.
Размеры и тип экскаваторов, используемых на вскрышных и
добычных работах, во многом зависят от разновидности способа
разработки и условий работы (обратнолопатный экскаватор).
На проходке канав, зачистке плотика и других вспомога-
тельных работах применяют небольшие экскаваторы с ковшом
емкостью 0,2—0,75 л:2 3.
Основные данные одноковшовых экскаваторов, применяемых
на россыпях, приведены в табл. 15 и 16.
Радиус и высоту разгрузки экскаватора для различных углов
наклона стрелы удобно определять по уравнениям:
Rx = R + A (cos х —- cos a)n
Вх — В + A (sinx— sin a), J
где R и В — соответственно радиус и высота разгрузки при угле
наклона стрелы а, м\
Rx и Вх —соответственно радиус и .высота разгрузки при иско-
мом угле наклона стрелы х, м;
А — длина стрелы, м.
При экскаваторной вскрыше для перевозки торфов чаще все-
го применяют 5—10-тонные самосвалы и тракторные самораз-
гружающиеся тележки. Самосвалы большей грузоподъемности
на россыпях используют редко из-за плохих дорожных условий.
На добычных работах пески перемещают самосвалами и ленточ-
ными конвейерами с шириной ленты 600—900 мм. Погрузка пес-
ков на них производится с помощью бункера питателя, установ-
ленного сбоку ленты или над ней; в пер.вом случае бункер снаб-
жается боковым погрузочным конвейером и имеет гусеничный
ход.
Гидравлический транспорт пород от экскаваторного забоя
находится в стадии промышленных испытаний, и пока не соз-
даны надежные передвижные смесительные установки.
2. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЭКСКАВАТОРОВ
Производительность экскаваторов зависит не только от кон-
структивных размеров и мощности двигателя, но и от условий
работы, крепости пород и технологии всего процесса разработки
россыпи. Эти условия определяют среднюю величину заполнения
ковша породой и число ковшей, которые экскаватор может вы-
дать за смену.
ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
131
Одноковшовый экскаватор выдает за смену 400—1200 ковшей.
Заводы, изготовляющие экскаваторы, обычно указывают число
ковшей, выдаваемых за час или за минуту чистой работы в за-
висимости от угла поворота на разгрузку и от высоты или глуби*
ны забоя, причем эти данные приводятся для наибольших ско-
ростей движения механизмов, которые могут быть достигнуты
при выемке наиболее легких пород и при наиболее благоприят-
ных условиях разгрузки. С повышением крепости пород замед-
ляется заполнение ковша, а с увеличением их вязкости — его
опорожнивание, поэтому при выемке пород повышенной крепости
и вязкости производительность экскаватора снижается. При
погрузке пород в откаточные сосуды малой емкости затрачи-
вается дополнительное время на установку ковша, особенно ес-
ли место разгрузки расположено выше рабочей площадки экс-
каватора и плохо видно машинисту. На снижение числа черпа-
ний влияет также и конструкция подвеса ковша. При подвешива-
нии ковша к стреле только на канатах приходится тратить боль-
ше времени на установку ковша над местом разгрузки, чем у
экскаваторов, имеющих рукоять для крепления и направления
ковша. По всем этим причинам данные заводов о числе черпа-
ний являются теоретическими (см. табл. 15); обычно они сооб-
щаются для углов поворота на 90 и 180°.
Влияние крепости пород и условий разгрузки на число чер-
паний ^учитывается поправочными коэффициентами, которые
устанавливаются на основании наблюдений. Число ковшей W
за час чистой работы при принятом угле поворота (действитель-
ная скорость черпания) определяется уравнением
N = тМсЛт, (43)
где т)ч—коэффициент черпания, учитывающий влияние крепости
и вязкости пород на скорость черпания;
т|0 — коэффициент обслуживания, учитывающий влияние
условий разгрузки;
NT — теоретическое число ковшей за час чистой работы,
для принятого угла поворота и глубины забоя.
При подсчетах производительности часто пользуются продол-
жительностью оборота ковша (циклом черпания). Однако
у одноковшового экскаватора продолжительность оборота ковша
меняется в широких пределах при отработке даже одного и то-
го же забоя, поскольку угол поворота при каждом черпании
изменяется. Число же черпаний за час чистой работы в каждом
забое изменяется незначительно, поэтому его и следует прини-
мать ,в основу расчета производительности экскаватора.
Коэффициенты черпания и обслуживания для экскаваторов
с емкостью ковша до 3 м3 приведены в табл. 17.
У экскаваторов с ковшом большей емкости коэффициенты
черпания выше на 5—1О°/о>
9*
132
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Таблица 17. Коэффициент черпания и обслуживания
Данные Мехлопата Драглайн
Породы Коэффициент черпания
Песок, легкие супеси без корней и валунов . . . Неплотный речник с галькой, глинистые породы средней плотности Песчано-глинистые породы средней плотности с галькой и некоторым количеством валунов . . Хорошо взорванные скальные породы, куски меньше одной трети ширины ковша Довольно плотные и вязкие глинистые породы . Плотные глинистые породы Плотные песчано-глинистые породы с галькой и валунами, удовлетворительно взорванные скаль- ные породы Плохо взорванные скальные породы, плотные сцементированные пески, глинистые сланцы, ис- ключительно тяжелые валунистые глины . . . 1,0 0,9—0,7 0,75—0,6 0,7—0,6 0,7—0,6 0,6—0,5 0,6—0,5 0,5—0,35 1,0 0,95-0,8 0,8—0,7 0,7—0,6 —-ч
Особенности разгрузки Коэффициент обслуживания
Погрузка в отвал Погрузка в вагоны, установленные на . рабочей площадке экскаватора, при емкости вагона большей четырехкратной емкости ковша .... При расположении вагона той же емкости на верху уступа, когда машинисту плохо видно или не видно место разгрузки 1,0 1,0—0,95 0,8—0,7 1,0 0,8—0,7
(44)
Производительность за час чистой работы Q в породах, изме-
ренных в плотном теле, по общему уравнению производитель-
ности погрузочной машины равна
п EN
Q = —
где Е — емкость кцвша, л3;
N — действительное число'черпаний (скорость черпания) за
час чистой работы;
р — коэффициент разрыхления;
т|н — коэффициент цаполнения.
Коэффициенты наполнения и разрыхления принимаются сред-
ние для всех пропластков пород забоя. Коэффициенты наполне-
ния приведены в табл. 18.
Число часов чистой работы экскаватора за сутки взаимосвя-
зано с коэффициентом использования рабочего времени:
Т = псТс7]и, (45)
где пс — число рабочих смен за сутки;
Тс—продолжительность рабочей смены;
т)и~ коэффициент использования рабочего времени.
ОПИСАНИЕ СПОСОБОВ
133
Таблица 18. Коэффициенты наполнения ковша
Породы Мехлопата Драглайн
Легкие влажные пески, легкие суглинки .... Речник неплотный, песчано-глинистые породы с 1,1—1,0 1,05—0,9
галькой 1,0—0,8 0,9—0,75
Песок и илистые породы при выемке из воды . . Речник легкий, песчано-глинистые породы при — 0,6-0,3
выемке из воды Глинистые легкие и суглинистые породы средней плотности и вязкости, несколько сцементиро- — 0,8—0,7
ванные песчанистые породы 1,0—0,75 0,8—0,7
Хорошо взорванные скальные породы 0,9—0,8 0,75—0,6
Довольно плотные и вязкие глинистые породы . Песчано-глинистые породы средней плотности с 0,8—0,6 0,7—0,5
галькой и некоторым количеством валунов . . Плотные глинистые породы, плотные песчано-гли- 0,8—0,6 0,7—0,4
нистые породы с галькой и валунами 0,75—0,6 0,5-0,3
Удовлетворительно взорванные скальные породы . Плохо взорванные скальные породы, плотно сце- ментированные пески, глинистые сланцы, ис- 0,75—0,6 —
ключительно тяжелые валунные глины .... 0,6—0,4 —
Использование рабочего времени экскаватора в основном
зависит от технологии разработки и от организации обслужива-
ния и ремонта. На электрических экскаваторах простои, связан-
ные со смазкой механизмов, осмотром и текущим ремонтом,
невелики и на приисках с налаженным производством достаточ-
но постоянны. Поэтому основные простои экскаватора связаны
с его передвижками и с ожиданием порожняка или с простоями,
вызванными неподготовленностью приемных устройств — бунке-
ров и обогатительных установок.
Наибольшие простои на передвижку имеют место на вскрыш-
ных работах при выемке мерзлых торфов слоями по мере их от-
таивания. В этих условиях мощность отрабатываемого слоя сос-
тавляет 0,5—1,5 м, поэтому экскаватор должен часто передви-
гаться. На вскрышных работах с отсыпкой торфов в отвалы со-
вершенно отсутствуют простои, связанные с транспортировкой.
Зато при транспортировке добытых пород самосвалами и другим
транспортным оборудованием эти простои могут быть значитель-
ными. Основное внимание на экскаваторных транспортных раз-
работках необходимо уделять увязке работы экскаватора и транс-
порта. Простои экскаватора могут быть вызваны и другими при-
чинами, например неподготовленностью забоя.
Время чистой работы и коэффициент использования рабо-
чего времени должны на каждом прииске устанавливаться на
основании наблюдений и анализа причин простоев. В табл. 19
приведены пределы изменения коэффициентов использования
рабочего времени.
134
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Для достижения наиболее высокого коэффициента исполь-
зования рабочего времени необходима четкая организация гор-
ных работ, а также соответствие между производительностью
экскаватора, транспортного оборудования и обогатительной уста-
Таблица 19. Коэффициенты
использования времени за смену для
электрических экскаваторов
Условия работы Коэффициент
Отсыпка пород в отвалы С погрузкой в бункер 0,85—0,65 0,80—0,60
передвижной мойки . С погрузкой в откаточ-
0,75—0,45
ные сосуды
новк-и. Большое значение в
борьбе за повышение исполь-
зования рабочего времени име-
ет использование опыта рабо-
ты передовых предприятий.
Условия работы экскавато-
ров зимой более тяжелые. Мо-
розы и снег затрудняют рабо-
ту, уменьшается наполнение
ковша, снижается скорость
черпания, увеличиваются про-
стои на передвижки, взрывные
работы и очистку ковша. Все это приводит к снижению коэффи-
циентов наполнения и черпания.
Так, в зимнее время на россыпях Колымы даже при хорошей
организации взрывных работ производительность экскаваторов
по сравнению с летним периодом снижается на 20—50% [12].
Нормы выработки для колымских россыпей приведены
в табл. 20.
Таблица 20. Нормы выработки экскаваторов для вскрышных работ на
мерзлых россыпях с отгрузкой торфов в отвал за семичасовую смену
(в целике), м3
Размеры экскавато- ра Категория пород У гол поворота стрелы при высоте забоя более 1 л<, град
До 135 Более 135
1 м3 со стрелой 16 м 2 м3 со стрелой 20 м I—II III IV Мерзлые взорванные Зимой взорванные I—II III IV Мерзлые взорванные Зимой взорванные 543 460 351 303 275 1220 923 665 717 528 501 423 327 288 261 1065 800 563 663 489
Поправочные коэффициенты к табл. 20:
1) при толщине талого слоя 0,5—1,0 м переводный коэффициент к = 0,76—0,78;
2) при толщине талого слоя менее 0,5 м переводный коэффициент « = 0,58—0,62;
3) на проходке канав переводный коэффициент к = 0,85;
4) при разработке обводненных площадей переводный коэффициент к = 0,85.
ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
135
Глава II. ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При разработке россыпей одноковшовыми экскаваторами с
применением транспорта для перемещения торфов и песков наи-
более распространены экскаваторы типа механической лопаты.
Драглайны применяют для добычи песков только при послойной
выемке или при выемке ниже рабочей площади.
Рис. 39. Экскаваторные транспортные разработки с независимым
вскрытием двух горизонтов траншеями
Для вскрыши торфов обычно применяют экскаваторы с ков-
шом емкостью 1—4 ж3, а на добыче песков—0,5—4 ж3. Однако
и для добычи песков не следует применять машины с ковшом
менее 0,75 м3.
При выборе типа экскаватора необходимо учитывать располо-
жение откаточного горизонта. Для производительной работы
экскаваторов типа механической лопаты (рис. 39) плотик должен
быть ровным и устойчивым, обеспечивать удобное перемещение
как экскаватора, так и средств транспорта; такими же устойчи-
выми должны быть породы основания уступа торфов.
На рис. 40 показана разработка россыпи экскаваторами типа
механической лопаты и драглайном. Совместное использование
экскаваторов для верхнего и нижнего черпания сокращает чис-
ло откаточных горизонтов; кроме того, это может оказаться
целесообразным при неровном плотике со значительными запа-
дениями, зачистить которые экскаватором с верхним черпанием
136
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
невозможно. При применении для отработки нижней толщи пес-
ков экскаватора с нижним черпанием можно производить пос-
лойную выемку. Кроме того, облегчается зачистка западений
и упрощаются работы по осушению.
1. ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ
Поверхностные воды отводят с россыпи по руслоотводной
и нагорной канавам, подземные воды, поступающие в разрез, —
по водосточной капитальной канаве или же откачивают насосами
(см. раздел первый). При разработке обводненных месторожде-
ний для осушения приходится проводить осушающие скважины
за пределами границы разреза [6] или подземные осушающие вы-
работки с откачкой воды из них насосами.
Для выдачи песков из разреза устанавливают выезды по
траншеям или вдоль борта разреза. Если россыпь расположена
на возвышенности, а промывная установка находится ниже, то
проводят съезды, т. е. спуски, по которым пески перемещают под
уклон. Съезды прокладывают в борту разреза или по специаль-
ным насыпям. Таким образом, к работам по вскрытию относятся:
проходка траншей, устройство выездов, сооружение насыпей
и съездов, а также проходка котлованов для размещения экска-
ваторов, транспортного оборудования.
При экскаваторном транспортном способе месторождение
разрабатывают несколькими отдельными уступами — горизон-
тами, при этом вскрывающие выработки проводят к каждому
горизонту. В зависимости от глубины россыпи и принятой высоты
уступов одновременно работает от одного до четырех уступов.
Чтобы сократить затраты на вскрытие месторождения
и устройство путей, целесообразно, чтобы число уступов было
меньшим. Однако при выборе расположения откаточных и рабо-
чих горизонтов, а следовательно, и высоты уступов необходимо
учитывать расположение прослойков пород, выемку которых це-
лесообразно производить раздельно, например прослойков тор-
фов или пропластков песков с различным содержанием, а также
и допускаемую высоту уступа по условиям выемки пород и раз-
мерам экскаватора. При наличии торфов россыпи разрабатыва-
ют преимущественно в два и реже в три уступа с независимым их
вскрытием и отработкой. При этом в верхний уступ включают
только торфа, а в нижний — преимущественно пески.
Таким образом, при экскаваторно-транспортных разработках
обычно применяют независимый способ вскрытия горизонтов рос-
сыпи, разновидности которого отличаются числом и расположе-
нием пройденных траншей, бортовых выездов и съездов, а также
расположением откаточных горизонтов. Выработки вскрытия —
выезды располагают так, чтобы затраты на транспортировку и
вскрытие горизонтов песков и торфов были наименьшими. Этот
ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
137
способ разработки на россыпях распространен мало. Поэтому
классификации разновидностей вскрытия при его применении на
россыпях нет. При экскаваторно-транспортной разработке руд-
ных и угольных месторождений способы вскрытия различают по
расположению выездов в траншее или на борту разреза, а также
по очертаниям выезда —прямой, спиральный, тупиковый, петле-
образный — и по числу траншей и выездов.
На россыпях в разрезе работают обычно два-три экскаватора
и на каждом горизонте транспортную связь поддерживают по
одному-двум выездам.
Работы по вскрытию начинают с проходки траншеи к кровле
пласта песков и к плотику (см. рис. 39), а затем и котлована для
установки на отрабатываемых горизонтах экскаваторов, транс-
портного оборудования и насосной установки. Иногда от
котлована проводят водосточную канаву, по которой во-
да отводится из разреза самотеком. Выезды для а,втосамо-
свалов проходят с подъемом 0,8—0,12, а для тракто-
ров— 0,1—0,15. Обычно выезды делают двухпутными; если
в теплое время года выпадет много осадков, выезды устраивают
в виде лежневой дороги из бревен. По мере перемещения забоя
пробег автосамосвалов увеличивается. Новые выезды ближе
к забою устраивают, когда выявится возможность сократить
пробег машин, перенести их движение на поверхность и умень-
шить протяженность дорог в разрезе.
При небольшой мощности пласта песков, когда экскаватором
типа механической лопаты можно грузить пески в откаточные
сосуды, установленные на кровле пласта, можно ограничиться
устройством .выезда с основания верхнего уступа, по которому
вывозятся как торфа, так и пески. Такая схема вскрытия целесо-
образна, когда плотик недостаточно ровен и требуются повышен-
ные затраты на устройство на нем .откаточного пути. Предель-
ная высота нижнего уступа должна быть увязана с высотой раз-
грузки экскаватора.
Разработка россыпи при вскрытии двумя независимыми го-
ризонтами показана на рис. 40. Верхний горизонт расположен
на крцвле пласта, а второй—на средней части пласта песков.
К каждому горизонту проводят траншейные выезды, а затем по
мере перемещения забоев устраивают бортовые выезды. Такой
способ вскрытия позволяет разрабатывать россыпи глубиной до
18—25 м при проведении выработок вскрытия только к двум
горизонтам при трех рабочих уступах.
Первоначальную траншею проводят к месту с самой низкой
отметкой плотика с тем, чтобы вести разработку россыпи по вос-
станию, обеспечивая лучшее осушение забоев и рабочих горизон-
тов. При выборе местоположения траншеи также стремятся
к тому, чтобы она имела наименьшую глубину и объемы работ.
138
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Проходка траншей производится боковым или лобовым забо-
ем. Технология работ по проходке зависит от типа применяемого
экскаватора. На рис. 41, а и б показана проходка траншеи экска-
ватором типа механической лопаты боковым забоем. Откаточные
сосуды располагают сбоку забоя и выше рабочей площадки экс-
каватора на уступе, высота которого должна быть увязана
Рис. 40. Разновидности экскаваторных транспортных
разработок
с высотой разгрузки экскаватора и откаточного сосуда. Угол
поворота экскаватора для разгрузки небольшой, и возможно
осуществить поточную подачу порожняка, что способствует уве-
личению производительности экскаватора. Кроме того, можно
применить для выдачи пород любой вид транспорта. При про-
ходке траншеи боковым забоем увеличивается число экскаватор-
ных заходок и ширина траншеи. Чтобы избежать этого, траншеи
следует проходить экскаватором с удлиненной стрелой. Так, на-
пример, экскаватором ЭВГ-4 можно пройти траншею глубиной
до 8 м одной заходкой. Производительность экскаватора от
ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
139
замены стрелы несколько снижается, поскольку устанавливают
меньший ковш, а разгрузка ковша замедляется, так как маши-
нисту плохо видно место разгрузки. Несмотря на это, проходка
траншеи упрощается и ускоряется.
На рис. 41, в и а показана проходка траншеи экскаватором
лобовым забоем, на полную глубину траншеи, что значительно
а Ъ
Рис. 41. Проходка траншей экскаватором типа механической
лопаты
упрощает технологию проходки. Самосвалы к экскаватору пода-
ют сзади, это осложняет и замедляет подачу порожняка и увели-
чивает угол поворота экскаватора при разгрузке. Наиболее удоб-
но отвозить породы автосамосвалами, так'как в этом случае не
нужно проводить трудоемкие работы по наращиванию путей. При
проходке траншей шириной менее 1,5 радиуса черпания экскава-
тор располагают ближе к одному из бортов траншеи, а у проти-
воположного борта устанавливают самосвал (рис. 41, в), так
чтобы между кузовом экскаватора, самосвала и бортом траншеи
во время поворотов имелся достаточный зазор. В траншеях
шириной до 1,9 радиуса черпания экскаватор располагают по оси
выработки и автосамосвалы подают по обоим бортам траншей.
Для уменьшения угла поворота экскаватора (рис. 41, а) при по-
грузке нужно зачерпывать ковшом породу в той половине забоя,
около которой установлен самосвал (положение 1—3). Авто-
самосвалы следует устанавливать возможно ближе к забою
с соблюдением безопасных зазоро(в.
140
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Проведение траншеи лобовым забоем особенно целесообраз-
но в породах повышенной крепости, когда необходимо приме-
нять буровзрывные работы.
2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ
Технология вскрышных работ с применением экскаваторов
и транспорта определяется принятыми способом выемки и си-
стемой вскрышных работ. Вскрышные работы должны опере-
жать добычные. Особенно важно выдерживать достаточное
опережение при переменной мощности вскрышного и добычного
уступов, поскольку при снижении мощности пласта песков до-
бычный уступ быстро перемещается и может подойти слишком
близко к вскрышному. Для того чтобы работать с меньшим
опережением, стремятся вскрышные и очистные выработки вести
в одном и том же направлении и применять на обоих уступах
одинаковые системы вскрышных работ и системы разработки.
Обычно подготовительные вскрышные работы проводят
с опережением добычных на 4—10 месяцев, причем, если добыча
производится в течение всего года, то к осени опережение должно
быть наибольшим.
Во избежание потерь песков при вскрыше над пластом остав-
ляют предохранительный слой торфов, толщина которого в зави-
симости от волнистости кровли пласта колеблется от 0,2 до 0,7 ж.
Зачищают предохранительный слой бульдозерами, которые пере-
мещают торфа к вскрышному экскаватору. Тщательность зачист-
ки проверяется опробованием.
На экскаваторно-транспортных разработках промывка песков,
и отвальное хозяйство не связаны непосредственно с технологией
добычи песков в разрезе. Необходима только взаимная увязка
производительности. Поэтому к добычным работам промывку
не относят. В добычные включают только очистные и вспомога-
тельные работы, проводимые непосредственно в разрезе.
Технология очистных работ в основном определяется спосо-
бом выемки песков и системой разработки.
Работа одноковшового экскаватора по выемке песков слага-
ется из зачерпывания ковшом породы, поворота экскаватора
к месту разгрузки, разгрузки ковша в откаточные сосуды и по-
дачи ковша обратно в забой. Эти осно.вные операции образуют
единый процесс черпания, в течение которого завершается пол-
ный оборот ковша. Необходимо стремиться к тому, чтобы за смену
экскаватор подал как можно большее число наиболее полно
загруженных ковшей.
Экскаватор и самосвал располагают так, чтобы угол между
ними был наименьшим. Откаточные сосуды целесообразно распо-
лагать на рабочей площадке экскаватора (рис. 40 и 42), посколь-
ку при этом ускоряется установка ковша над самосвалом. Шири-
ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
14]
на забоя изменяется от 0,5 до 1,4 радиуса черпания экскаватора.
При увеличении ширины забоя сокращается число передвижек
экскаватора, но увеличивается средний угол его поворота
и усложняются работы по уборке вала песков, образующегося
у места погрузки. Поэтому при отвозке песков в автосамосвалах,
когда затраты на устройство дорог в разрезе малы, ширину за-
ходки принимают не более
радиуса черпания экскава-
тора. Выемку песков в за-
бое начинают в половине,
ближайшей к самосвалу.
Этим упрощают управление,
поскольку поворот экскава-
тора из дальней половины
забоя в этом случае произ-
водят с менее отодвинутым
ковшом, а после отработки
первой части забоя само-
свалы можно располагать
несколько ближе к экскава-
тору, благодаря чему сокра-
тится угол поворота.
В первой половине забоя
выемку начинают от наруж-
ной кромки забоя (положе-
ние 1—3). В каждой поло-
вине забоя пески вынимают
Рис. 42. Выемка пород экскаватором
типа механической лопаты
смежными полосами, что увеличивает число плоскостей обнаже-
ния и облегчает подрезку стружки. Из оставшегося у места по-
грузки вала порода забирается в том случае, если необходимо
досыпать в самосвал неполный ковш.
Экскаватором типа механической лопаты производят выемку
песков в забое слоями с переменным углом наклона. Вследствие
этого послойная выемка песков в одном забое затрудняется.
Раздельная выемка может быть произведена без тщательного
выделения прослойков только для верхней части забоя, произво-
дительность экскаватора при этом снижается.
Во время выемки песков повышенной крепости в забоях
малой высоты не удается сразу заполнить ковш. Если ковш за-
полнился недостаточно, целесообразно произвести повторное
зачерпывание породы и уже затеям подать ковш на разгрузку.
По этим причинам производительность экскаватора в забоях
малой высоты снижается. Чтобы облегчить зачерпывание песков,
нужно уменьшить угол наклона стрелы. Высоту забоя не следу-
ет принимать менее 1,5 уТ, м. Наиболее производительная рабо-
та экскаватора в забоях, высота которых равна наибольшей
высоте разгрузки (см. табл. 15).
142
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
В забоях значительной высоты, пески которых вязкие, можно
заполнять ковш, зачерпывая породу только на части высоты за-
боя, что ведет к сокращению времени оборота ковша. При этом
сначала стремятся отработать верхнюю часть забоя, а затем
нижнюю. Зачерпывание сыпучих песков производят с основания
уступа.
В устойчивых песках при большой высоте уступа в верхней
части забоя образуется козырек, который создает опасность за-
вала экскаватора. В таких случаях нужно козырек обрушить,
не допуская крупных обвалов. Обрушение козырька связано с
простоями экскаватора и дополнительными затратами средств
и труда. Поэтому при песках выше II—III категории по услови-
ям черпания желательно, чтобы высота забоя была на 0,7—2 м
меньше высоты черпания. Работа в высоких забоях иногда бы-
вает вызвана расположением откаточных путей. В таких случа-
ях необходим особый надзор за состоянием верхней части забоя.
В забоях с малоустойчивыми сыпучими или мелковзорван-
ными скальными породами, у которых угол естественного откоса
меньше 45°, а также в условиях, когда невозможны большие
оползни и обвалы, допускают высоту уступа больше высоты
черпания.
После проведения выработок вскрытия к разрабатываемому
уступу песков и создания транспортной связи с поверхностью
приступают к проходке нарезной (разрезной) траншеи, после
чего экскаватор переводят на очистную выемку.
Для производительной работы экскаватора ич транспорта
очистную выемку необходимо производить в заходке достаточной
протяженности, чтобы длина заходки (фронт работы) каждого
экскаватора составляла 100—350 м. Большую длину заходки
выдерживают для более крупных экскаваторов, когда применя-
ют взрывные работы или используют транспортное оборудова-
ние, требующее много времени на перестановку к следующей
заходке.
Системы разработок в основном различают по направлению
перемещения очистной выработки — заходки. Исходя из этого
различают следующие основные системы разработки: попереч-
ную, продольную, веерную. Подчиненным признаком является
число забоев, расположенных в заходке, в которых последова-
тельно работает экскаватор.
При поперечной системе разработки (см. рис. 47, а) на каж-
дом уступе нарезную (разрезную) траншею проходят поперек
россыпи и заходки перемещаются параллельно траншее. При
этой системе ширина заходки постоянна, а россыпь отрабаты-
вается сразу по всей ширине, что упрощает технологию разра-
ботки при транспорте пород в автосамосвалах. Объем вскрыш-
ных работ на протяжении всего времени разработки россыпи
более постоянен. Кроме того, при поперечном направлении за-
ЭКСКАВАТОРНО-ТРАНСПОРТНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
143
ходок облегчается отработка площадей с промышленным со-
держанием, обнаруживаемых во время разработки плохо раз-
веданных россыпей за границей подсчета запасов. Поперечная
система разработки наиболее распространена на средних и ши-
роких россыпях при транспортировке пород автотранспортом.
При продольной системе разработки разрезную траншею про-
ходят вдоль продольной оси россыпи (см. рис. 47, б); в этом
же направлении перемещаются экскаваторные заходки. При
этой системе увеличивается протяженность разрезной траншеи.
Применяется она при разработке узких хорошо разведанных
россыпей шириной до 60—100 ж, а также в условиях, когда в
продольном направлении можно пройти траншею наименьшей
глубины.
При веерной системе (см. рис. 47, в) экскаваторная заходка
перемещается по радиусу, центром которого является основа-
ние траншеи первоначального выезда. Вследствие этого ширина
заходки увеличивается к наружному борту разреза. На площади,
примыкающей к внешнему борту разреза, экскаватором произво-
дят заходки чаще. Разрезную траншею от первоначального вы-
езда проходят в направлении наименьшей мощности торфов. Для
облегчения стока подземных вод от забоев траншея должна про-
водиться к месту с низшей отметкой плотика. Веерную систему
целесообразно применять при значительной глубине россыпи,
когда устройство дополнительных выездов обходится дорого.
Особенно выгодна она при выдаче песков из разреза ленточны-
ми транспортерами или железнодорожным транспортом, посколь-
ку в этом случае сокращаются простои, связанные с переносом
путей и транспортного оборудования.
В экскаваторной заходке могут быть один или два смежно
расположенных забоя; при двух забоях их отрабатывают экска-
ватором последовательно. Такую систему разработки применя-
ют для небольших экскаваторов при транспортировке пород в
самосвалах. На экскаваторно-транспортных разработках в ос-
новном применяют системы с одинарным забоем, когда заходку
отрабатывают по всей ширине в один забой.
Систему разработки выбирают, сопоставляя отдельные ва-
рианты. Преимущество отдается той системе, при которой обес-
печивается наиболее полная отработка определенных площадей
россыпи, а экскаватору и транспорту созданы наиболее благо-
приятные условия работы.
К вспомогательным работам при добыче песков относят ра-
боты по зачистке плотика. После экскаваторной выемки песков
оставшиеся на плотике гребни зачищают бульдозером. При
неровном плотике бульдозерную зачистку производят после
предварительного рыхления. Тщательность зачистки плотика и
выемки песков проверяют опробованием плотика и бортов раз-
реза.
144
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА
При разработке россыпей экскаваторно-транспортным спосо-
бом работы производят в две или три смены. Д,ве смены обычно
применяют при сроке существования разреза до 1 года, когда
работы относятся к разряду временных, а также при использо-
вании третьей смены для ремонтных работ. На разрезах с на-
лаженным производством добычу песков производят в три сме-
ны, а вскрышу торфов — в две или три.
Производительность экскаваторных разрезов зависит от
числа работающих экскаваторов и от емкости ковша и обычно
составляет 1—3 тыс. ж3 горной массы в сутки. На наиболее
крупных разработках оловоносных россыпей суточная произво-
дительность прииска по горной массе достигала 10 тыс. ;и3.
Годовая производительность экскаватора на 1 л*3 емкости
ковша при сезонной работе составляет 100—150 тыс. ж3.
Работы ведутся преимущественно в теплое время года. Толь-
ко при большой потребности в полезном ископаемом применяли
круглогодовую добычу песков, устраивая отепленные промыв-
ные установки с обогревом песковых бункеров. Вскрышу тор-
фов обычно производят в теплое время года, когда она обходит-
ся дешевле.
Наиболее целесообразно разрабатывать экскаваторно-тран-
спортным способом талые, безводные или маловодные ключевые,
увальные, террасовые и верховые россыпи, сложенные из доста-
точно устойчивых пород, которые выдерживают вес экскаватора
и откаточных сосудов.
Запасы россыпей должны обеспечить использование основ-
ного оборудования в районе .в течение 7—15 лет. Одноковшовые
экскаваторы небольших и средних размеров и самосвалы можно
легко перебрасывать, поэтому при наличии в районе несколь-
ких россыпей, для разработки которых не требуется сооружения
поселка, мастерских и электростанций, допустимы меньшие сро-
ки существования отдельных разрезов — в 1—2 года.
Этот способ при использовании дизельных экскаваторов и
самосвалов применяют для разработки небольших россыпей.
При этом может оказаться выгодным построить одну промывную
установку, которая будет промывать пески, поступающие с раз-
личных разрезов.
Обычно глубина разрабатываемых россыпей не превышает
10 ж, однако в случае необходимости экскаваторы могут приме-
няться для разработки месторождений большой глубины.
Экскаваторно-транспортным способом можно разрабатывать
россыпи с любым уклоном плотика, сложенные из крепких и ва-
лунистых пород, даже с применением взрывных работ. Однако
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ 145
содержание металла должно быть более высокое, чтобы окупить
дополнительные затраты.
Стоимость выемки и промывки песков при этом способе вы-
сока и без затрат на вскрышные работы составляет 1—2 руб.
за 1 ж3. Это объясняется дополнительными расходами на пере-
возку песков и уборку хвостов, которые обычно превышают за-
траты на непосредственную выемку песков.
Глава III. ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
С БЕСТРАНСПОРТНОЙ ВСКРЫШЕЙ И ТРАНСПОРТНОЙ
ДОБЫЧЕЙ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
При экскаваторном способе разработки с бестранспортной
вскрышей и транспортной добычей вскрышу торфов производят
с непосредственным размещением в отвалы, которые распола-
гают в выработанном пространстве или на борту разреза, а
добытые экскаватором пески грузят в автосамосвалы или дру-
гое транспортное оборудование и доставляют на промывку.
Для бестранспортных вскрышных работ используют драг-
лайны с большими стрелами длиной 25—60 м и ковшом емко-
стью 1—10 м3, а на особенно мощных месторождениях—и бо-
лее крупные экскаваторы. На угольных и рудных разрезах при-
меняют шагающие экскаваторы с емкостью ковша до 25 м3 и
стрелой до 100 jh, а также используют большие вскрышные эк-
скаваторы типа механической лопаты с ковшом 6—35 At3.
Для добычи песков на талых россыпях, как. и при экскава-
торно-транспортном способе, следует применять легкие экскава-
торы с небольшими стрелами, но с наибольшей производитель-
ностью на единицу емкости ковша.
Пески выдают из разреза автосамосвалами или ленточными
транспортерами. При выборе транспортного оборудования не-
обходимо руководствоваться соображениями, изложенными в
предыдущей главе.
При разработке талых россыпей объем вскрышных работ в
3—10 раз превышает объем добычи, поэтому необходимо прини-
мать особые меры к удешевлению вскрышных работ.
Наиболее дешево вскрыша обходится тогда, когда экскава-
тором укладывают торфа непосредственно в выработанное про-
странство и на площади у бортов разреза. При такой техноло-
гии вскрышных работ ограничиваются запасы песков, подготов-
ленные к добыче. Однако предприятия идут на сокращение
подготовленных запасов, так как в этом случае вскрышные
работы обходятся значительно дешевле, чем при транспортных
способах.
Вследствие незначительного опережения вскрышных забоев
над добычными в этом способе разработок порядок перемеще-
10 С. М. Шорохов
146
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
ния экскаваторных вскрышных и добычных заходок выдержи-
вается один и тот же с одним и тем же направлением переме-
щения вскрышных и добычных заходок.
1. ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ
Россыпь осушают.способами, описанными в первом разделе.
Вскрытие производят двумя способами: без выработок (рис.
43) и независимым вскрытием двух горизонтов (рис. 44). Для
каждого из этих способов применяют различное число экскава-
торов с различным расположением рабочих площадок и откаточ-
ных горизонтов.
При вскрытии без выработок все вскрышное и добычное обо-
рудование располагают около борта разреза на поверхности,
В этом случае применяют экскаваторы, которые могут произво-
дить выемку пород ниже рабочей площадки и раздельную выем-
ку торфов и песков в одном забое. Наиболее подходящим
является драглайн, который в одном забое сначала производит
выемку торфов (с опережением в 4—8 ж), а затем песков. Торфа
с первой заходки размещают на борту разреза, а с последую-
щих— в выработанном пространстве. Экскаватор грузит пески
в самосвалы, тракторные тележки или на ленточные конвейеры.
Отсутствие выработок вскрытия, а также применение бестранс-
портных вскрышных работ значительно упрощает технологию
разработок. Данный способ применяют на россыпях, поверхность
которых ровная и сложена из устойчивых пород. Особенно це-
лесообразно применять его для разработки россыпей глубиной
до 10—12 м при небольшой производительности разреза.
При независимом вскрытии двух горизонтов россыпи распо-
ложение рабочих площадок и откаточного горизонта (рис. 44)
зависит от типа применяемых экскаваторов и залегания песков.
Экскаватор-драглайн обычно устанавливают на поверхности
россыпи и выработок вскрытия для верхнего горизонта не про-
водят. Если поверхность недостаточно ровная или стрела экска-
ватора коротка для размещения торфов в выработанном про-
странстве, экскаватор целесообразно установить на промежу-
точном горизонте (рис. 45), чтобы он производил с одной уста-
новки выемку торфов ниже и выше рабочей площадки. Первую
заходку экскаватор проходит, находясь на поверхности, а в
последующих заходках его переводят на промежуточный го-
оизонт.
При повышенной крепости торфов для вскрыши применяют
вскрышные экскаваторы типа механической лопаты. Чтобы уста-
новить экскаватор на рабочем горизонте, проходят съезд и кот-
лован для образования первоначального разреза.
Для вскрытия горизонта песков проходят траншейные и бор-
товые выезды. При выборе расположения выездов нужно учи-
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
147
тывать особенности применяемой системы разработки. Незави-
симое вскрытие с отдельной отработкой двух уступов позволяет
создавать большее опережение вскрышных работ, чем при
Рис. 43. Разработка россыпи при вскрытии без выработок:
/ — насос; 2 — бункер; 3 — промывной прибор; 4 — водосточная
канава
вскрытии без выработок. Однако это опережение ограничивается
объемом песков в одной экскаваторной заходке, т. е. зависит
от ширины и длины заходки.
Для добычи песков применяются преимущественно экскава-
торы типа механической лопаты. Драглайны используют в
10*
148
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
особых случаях, указанных в главе II. Откаточный горизонт для
перемещения песков располагают, руководствуясь теми же сооб-
ражениями, что и при экскаваторных транспортных разра-
ботках.
Рис. 44. Разработка россыпи при независимом вскрытии
двух горизонтов
Независимый способ вскрытия в основном применяют на раз-
резах с суточной производительностью более 2 тыс. м3 горной
массы при глубине россыпи от 4 до 20 ж. Крепость пород и ва-
лунистость могут быть любыми. При повышенной крепости
прослойков применяют взрывные работы, что ведет к резкому
повышению себестоимости выемки пород, и приходится увели-
чивать бортовое содержание металла.
2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Поверхность россыпи очищают от леса, кустарника и пней
с опережегшем по отношению вскрышных работ в 3—10 ме-
сяцев.
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
149
Бестранспортная вскрыша торфов может быть произведена
непосредственно вскрышным экскаватором или с применением
дополнительного экскаватора. Поэтому необходимо различать,
два основных способа экскаваторной бестранспортной вскрыши:
с укладкой торфов в отвалы вскоышным экскаватором (рис. 45}
Рис. 45. Вскрыша с укладкой торфов в отвалы вскрышным
экскаватором
и с дополнительным экскаватором на отвале (рис. 47). Кроме
того, имеется особый экскаваторный способ вскрыши с отвало-
образователем, который по технологии работ занимает проме-
жуточное положение между экскаваторным бестранспортным
и транспортным способами вскрыши. Процесс укладки тор-
фов в отвалы' и основные размеры отвалов при этохМ способе
тождественны экскаваторной бестранспортной вскрыше.
Технология вскрышных работ определяется способами вы-
емки торфов, отсыпки отвала и системой вскрышных работ.
Вскрышные работы с укладкой торфов в отвалы
вскрышным экскаватором
При этом способе необходимы одноковшовые экскаваторы
с большим радиусом разгрузки, достаточным для отсыпки тор-
фов в отвалы, расположенные »в выработанном пространстве.
Технология вскрышных работ при этом способе наиболее проста
и вскрыша обходится дешево. Однако для такого способа необ-
ходимо применять дорогостоящие тяжелые экскаваторы. Так.
для вскрыши торфов мощностью 12—20 м нужны драглайны
весом в 200—540 т со стрелами 40—60 м.
Для наиболее полного использования радиуса разгрузки
экскаватор выгодно располагать возможно ближе к бровке от-
коса, не допуская, однако, сползания его под откос. Между бли-
жайшей к откосу гусеницей и границей неустойчивой части
рабочей площадки должна выдерживаться площадка безопас-
ности с (рис. 45). Ширина этой площадки зависит от высоты
уступа, веса экскаватора и устойчивости пород (в среднем
с = 1—4 м). Отвалы, образуемые экскаватором, имеют гребни,
159
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
расположенные один от другого на расстоянии ширины экска-
ваторной заходки, а угол их откоса соответствует углу естест-
венного откоса торфов. При равномерном проведении вскрышных
работ по всей длине заходки площадь поперечного сечения отва-
ла равна площади забоя, умноженной на коэффициент разрых-
ления. Торфа в отвале занимают площадь 1—2—3—4 = рЬТ
(рис. 45). Определим высоту отвалов. Для этого через точку 5
проведем линию, параллельную основанию отвала, которая де-
лит отрезок 1—4 пополам. Треугольники 1—5—6 и 4—5—7 рав-
ны, что предопределяет равенство площадей трапеции 1—2—
3—4 = пл. 2—3—7—6. Поэтому отрезок 8—9 является средней
высотой отвала
hc~ (8 + 9) = рТ.
Равнобедренные треугольники 1—5—6 и 4—5—7 равны.
Тогда:
- . ОХ (5-6) (6-7) 6.
(5^5) = -^-= —— = т,
(/4_5) = |tgT.
Согласно рис. 45 полная высота отвала определяется урав-
нением
ft=(S4-9) + (/4-S) = pT + 4tg7, м,
где р— коэффициент разрыхления торфов;
Т — мощность торфов, м;
b — ширина заходки, м;
7 — угол откоса отвалов, град.
Для наиболее полной выемки песков и производительного
использования вскрышного и добычного экскаватора необходи-
мо выполнить следующие условия при отсыпке торфов в выра-
ботанном пространстве. При разработке водоносных россыпей и
при перемещении самосвалов по дну разреза отвалы торфов
не должны засыпать водосточную канаву и откаточный путь,
проложенный вдоль основания пласта песков. Если откаточный
путь проходит по кровле песков и месторождение маловодно, то
основание отвала можно располагать ближе к пласту, но все
же не засыпать основание откоса пласта песков. На сухих рос-
сыпях, если пески по внешним признакам резко отличаются о г
торфов и сложены из устойчивых пород с углом откоса 60—70°,
то допустима засыпка откоса пласта песков торфами на полови-
ну или даже на полную мощность пласта (рис. 46). Для выпол-
нения этих условий следует торфа отсыпать на достаточном
расстоянии от места расположения экскаватора. Расстояние
отсыпки торфов определяется радиусом и высотой разгрузки
экскаватора.
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
151
В зависимости от типа вскрышного экскаватора его устанав-
ливают на поверхности россыпи, на промежуточном горизонте
торфов или же на кровле пласта.
При установке на промежуточном горизонте радиус разгруз-
ки экскаватора R должен быть равен сумме следующих величин
(см. рис. 45):
R = у + С 4- (1314) + d2 + (11 -н10) + d, + (2 --9).
Рис. 46. Отвал торфов с засыпкой пласта
Из треугольников 13—14—15; 10—11—12 и 1—2—9 имеем:
(7^//) = ^;
(13 + 14) = ^,^,
(2 - ।
{ ‘ ' tg7 tg7 "* 4’
где Г—ширина гусеничного хода или опорной плиты экска-
ватора, м;
с — площадка безопасности, м;
Р'— угол естественного откоса песковлри продолжительном
стоянии уступа, град;
Р" — угол естественного откоса торфов при продолжитель-
ном стоянии уступа, град;
d\ — ширина площадки на дне разреза, м;
d2 — ширина площадки на кровле пласта, м;
Тэ — высота расположения рабочей площадки над кровлей
пласта, м;
Р — мощность пласта песков, м;
Рэ
— коэффициент расположения рабочей площадки экска-
ватора.
Ширина площадки d2 на кровле пласта песков изменяется в
пределах 0,5ч-4 ж, причем наибольшая ширина должна быть в
том случае, когда по пласту проложены откаточные пути.
152
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Ширина площадки d\ на дне разреза для прокладки откаточ-
ных путей достигает 5 м, В случаях, когда допускается засыпка
пласта песков (рис. 46), ширина площадки в уравнении приоб-
ретает отрицательный знак. Она зависит от степени засыпки
пласта и определяется следующим упрощенным уравнением:
-"'- -''Ы? j' <46>
где — коэффициент засыпки пласта;
h' — высота засыпки пласта, м\
— угол естественного откоса пласта песков при непро-
должительном сроке существования, град.
Изменение углов у и р'" мало влияет на радиус разгрузки. За-
сыпка пласта производится при плотных песках, поэтому при
непродолжительном стоянии откоса и небольшой мощности пла-
ста можно принимать 0"' = 70°, а у = 40°. Для этих условий от-
рицательная ширина площадки определяется уравнением
— dL = — l,6QP. (47)
Подставляем предыдущие выражения в уравнение радиуса
разгрузки:
«=-1Й- + |+т^+т^±^+^ + ^+4- Л
Для песчано-глинистых торфов, содержащих гальку или ва-
луны, при достаточной осушенности пород вследствие отработки
лежащего ниже пласта песков углы 0" и 0' близки к 40—45°.
Для упрощения уравнения (48) эти углы заменяют одним сред-
ним углом естественного откоса р.
Расчет вскрышных работ можно вести двумя способами:
определить по уравнению (48) радиус разгрузки и по нему подо-
брать экскаватор или, наоборот, задаваясь экскаватором, опре-
делять предельную мощность торфов. В последнем случае для
расчетов необходимо решить уравнение (48) относительно мощ-
ности торфов.
После введения перечисленных выше упрощений расчетные
уравнения радиуса разгрузки и предельной мощности торфов
примут следующий вид:
R = рТ ctg у + (ДТ + Р) ctg р + 0,256 ± di +
+ ^2 4" 0,5Г + с;
т== /? — Р ctg р — 0,256 т — б/2 — 0,5Г — с
~~ pctg? + ActgP
В уравнении радиуса разгрузки при засыпке пласта величи-
на di принимается с отрицательным знаком, а в уравнении пре-
дельной мощности торфов — с положительным.
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ Ш
По рис. 45 высота разгрузки экскаватора определяется сле-
дующим уравнением:
B = h + e — ДТ — Р,
где В — высота разгрузки экскаватора над рабочей пло-
щадкой, jh;
е = 0,5—1,2 м— запасная высота разгрузки, зависящая от дли-
ны стрелы экскаватора.
Подставляем в это уравнение значение высоты отвала и
приводим его к следующему виду:
В = (р — Д) Т + 0,256 tg у + е — Р;
Т__В + Р —0,25b tgi — е
р-Д
(50>
Уравнения (49) и (50) универсальны, поскольку пригодны-
для определения R и В любого типа экскаватора в различных
условиях работы, что является основным их преимуществом.
Так, для расчета рабочих размеров драглайна при его уста-
новке на поверхности необходимо принимать Д = 1, а для расче-
та размеров экскаватора типа механической лопаты, установ-
ленного на кровле.пласта Д = 0.
В зависимости от типа экскаватора и условий вскрышных ра-
бот решающее влияние на выбор типа экскаватора оказывает
радиус или высота разгрузки. Обычно для экскаваторов типа
механической лопаты этой ограничивающей величиной является
высота разгрузки, а для драглайнов — радиус разгрузки.
Уравнения (49) и (50) справедливы при равномерной выем-
ке и разгрузке торфов в отвалы, для чего экскаватор должен
непрерывно перемещаться по заходке. В действительности во
время черпания экскаватор стоит, а после отработки забоя пе-
редвигается сразу на 2—15 м в зависимости от размера ковша,
стрелы и условий работы. Вследствие этого отвалы размещают-
ся несколько ближе радиуса разгрузки, т. е. его не используют
в полной мере, а гребень отвала приобретает волнистые очерта-
ния. Действительный радиус разгрузки отвала зависит от шага
передвижки (ухода) экскаватора и радиуса его разгрузки и его
определяют по следующему уравнению:
/?д = /? COS Ср.
Угол ср определяется выражением
S
sln?=^r>
as— шаг передвижки экскаватора.
Поправочный коэффициент к радиусу разгрузки экскаватора
обычно равен cos ср = 0,99 —0,996, т. е. близок к единице и в про-
изводственных расчетах не учитывается. Вследствие волнистости
154
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
гребня отвала наибольшая высота его больше средней высоты,
которая была принята при выводе уравнения (48) на величину
h' = k-^tgy,.
где g = 0,3—0,9 — коэффициент снижения высоты (изменяется
в зависимости от опытности машиниста).
По этим причинам и радиус разгрузки должен быть больше
на R' = 5 р чем по уравнению (48).
Системы вскрышных работ. К главнейшим особенностям си-
стемы вскрышных работ в рассматриваемом способе относится
порядок ведения вскрышных выработок, предопределяющий на-
правление перемещения экскаваторных заходок и порядок пере-
мещения торфов в конечные отвалы. По первому признаку си-
стемы вскрышных работ подразделяют на следующие: с попереч-
ными, продольными, веерными, выпуклыми и спиральными
заходками. По второму признаку подразделяют только у экска-
ваторов-драглайнов с прямой укладкой торфов и с перевалкой
торфов.
Выше уже отмечалась взаимозависимость систем вскрышных
работ и систем разработки (при рассматриваемом экскаватор-
ном способе) в отношении порядка перемещения заходок. По-
этому при выборе системы вскрышных работ необходимо учи-
тывать влияние их на добычные работы. Принятая система
вскрышных работ должна обеспечить: наиболее полное исполь-
зование рабочего времени вскрышных и добычных машин с
таким расчетом, чтобы простои из-за перехода машин и пере-
движки транспортного оборудования были наименьшими; наи-
большее использование радиуса разгрузки вскрышных экскава-
торов; наиболее полную отработку всей промышленной площади
с наименьшими потерями; равномерную загрузку вскрышного
и добычного экскаваторов.
При вскрыше с поперечной или продольной заходками экска-
ваторные заходки прямолинейны и их располагают поперек или
вдоль основного направления падения россыпи (рис. 47, а и б).
После выемки торфов в заходке по всей ее длине экскаватор
переводят к противоположному борту разреза для выемки тор-
фов в следующей заходке. Ширина заходки постоянна. Первую
заходку проходят наибольшей ширины, которая возможна по
условиям размещения торфов на борту разреза [см. уравнение
(66)]. Ширину последующих заходок принимают в пределах
*0,2—0,45 радиуса разгрузки экскаватора. При выборе ширины
заходки необходимо учитывать следующее: с увеличением ши-
рины заходки сокращается время простоев на передвижки экска-
ватора; одновременно уменьшается использование радиуса раз-
грузки, что вытекает из уравнения (49); ширину заходки по
вскрыше необходимо увязывать с условиями выемки песков
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
155
экскаватором. При выборе направления заходки стремятся со-
кратить время на передвижки и холостые переходы экскаватора,
а также добиться его более равномерной загрузки, для чего
среднее соотношение торфов к пескам по всей длине заходки
Рис. 47. Системы экскаваторной вскрыши и разработки
должно быть более постоянным. Прямолинейность и постоянст-
во ширины заходки упрощают общую технологию работ, что от-
носится к главным преимуществам данной системы. Основными
недостатками являются: неполное использование радиуса раз-
грузки вскрышного экскаватора, частые холостые переходы экс-
каваторов; ухудшаются условия работы ленточных транспорте-
ров или железнодорожного транспорта. По этим причинам по-
перечные и продольные системы вскрышных работ в основном
применяются при наличии избыточной длины в стрелах и в ра-
бочих размерах вскрышных машин, а также в случаях, когда
156
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
по условиям работы добычного экскаватора такой порядок яв-
ляется более выгодным.
Веерная система вскрышных работ (рис. 47, в) тождествен-
на описанной в главе II. Непостоянство ширины экскаваторных
заходок затрудняет вскрышные работы с отсыпкой торфов в вы-
работанное пространство. Поэтому при бестранспортной экска-
ваторной вскрыше веерная система применяется только в слу-
чаях, когда пески из разреза выдают ленточными конвейерами.
При системах вскрышных работ с выпуклой заходкой (рис.
47, г) экскаваторные заходки криволинейны, поэтому площадь
отсыпки отвала 3—4—5—6 больше площади выемки 1—2—3—4,
поскольку радиус кривой центра тяжести пород отвала больше
радиуса кривой центра тяжести пород заходки. Торфа с боко-
вых площадей 2—3—7—8 размещают на бортах разреза. Вслед-
ствие этого высота отвала при выпуклой заходке уменьшается
по сравнению с прямолинейной и экскаватор с определенным
радиусом разгрузки может размещать в выработанное простран-
ство торфа из уступов большей высоты. Увеличение высоты
вскрышного уступа зависит от радиуса кривизны заходки. Так,
при радиусе кривизны заходки в 200, 400, 600 и 800 м допускае-
мая мощность вскрыши по сравнению с прямолинейной заход-
кой увеличивается соответственно на 30, 17, 9 и 6% [19]. Систе-
му с выпуклой заходкой применяют при разработке широ-
ких россыпей с неравномерной мощностью торфов, размещение
которых в отвалы при прямолинейной заходке затрудни-
тельно.
При вогнутой заходке условия укладки торфов в отвалы
ухудшаются, поэтому такую систему применяют в тех случаях,
когда этим обеспечивается большая волнота выемки песков или
облегчается транспортировка песков.
При системе вскрышных работ со спиральной заходкой (рис*
47/ д) экскаватор начинает отрабатывать заходку снаружи раз-
рабатываемой площади, постепенно перемещаясь по спирали
•внутрь. При отработке наружной части заходки он сваливает
торфа на борт разреза. В дальнейшем торфа размещают в вы-
работанное пространство. При таком порядке ведения заходки
отсутствуют простои из-за холостых переходов вскрышного и
добычного экскаваторов, поскольку оба экскаватора непрерыв-
но перемещаются один за другим. Кроме того, на многих уча-
стках экскаватор работает с выпуклой заходкой, используя пре-
имущества, присущие этому порядку ведения заходки.
Систему вскрышных работ со спиральной заходкой в основ-
ном применяют для разработки широких малообводненных рос-
сыпей с небольшим уклоном плотика. Эта система позволяет
создавать наибольшие опережения вскрышных работ, что обес-
печивает более равномерную загрузку машин при изменении
коэффициента вскрыши. При применении спиральной системы
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ 157
вскрышных работ на добычном уступе также придется исполь-
зовать спиральную систему разработки.
При системах с прямой укладкой торфов экскаватор разме-
щает торфа сразу в конечный отвал, расположенный в вырабо-
танном пространстве (см. рис. 45). При этом экскаватор уста-
навливают так, чтобы плоскость вскрышного забоя была пер-
пендикулярна направлению перемещения экскаватора, это
позволяет размещать экскаватор на незатронутых выемкой
Рис. 48. Системы вскрыши с перевалкой торфов
породах, чем облегчается передвижка машины. Однако при та-
ком порядке отвалообразования ухудшается использование ра-
диуса разгрузки экскаватора, вследствие чего среднее расстоя-
ние перемещения торфов из забоя в отвалы невелико и обычно
не превышает радиуса разгрузки экскаватора.
Системы вскрышных работ с прямой укладкой торфов целе-
сообразно применять при относительно небольшой и средней
мощности торфов; на россыпных месторождениях они получили
наибольшее распространение.
При системах вскрышных работ с перевалкой торфов приме-
няют только шагающие экскаваторы, которые устанавливают
на временном отвале 1—2—4—5—6 между забоем и конечным
отвалом (рис. 48). Выемку торфов производят в верхнем и ниж-
нем забоях, причем высота верхнего забоя Т\ не должна превы-
шать допустимых значений [см. уравнение (55)]. Торфа из верх-
него забоя частично отсыпают во временный отвал, по которому
передвигается экскаватор. Из нижнего забоя торфа отсыпают
непосредственно в конечный отвал. Кроме того, экскаватор про-
изводит перевалку торфов из временного в конечный отвал. При
таком порядке ведения вскрышных работ лучше используются
радиус и высота разгрузки вскрышного экскаватора, благодаря
чему он может осуществлять бестранспортную вскрышу на ме-
сторождениях с большей мощностью торфов. При данной системе
158
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
необходима частичная перевалка торфов, кроме того, она
применима лишь при устойчивых отвалах, породы которых сво-
бодно выдерживают вес экскаватора. Эта система применяется
на вскрышных работах угольных разрезов, но ее можно исполь-
зовать для разработки мощных сухих или маловодных россыпей.
Согласно схеме (рис. 48) и уравнениям (50) и (55), предель-
ная мощность вынимаемых торфов в зависимости от высоты
разгрузки применяемого вскрышного экскаватора определяется
уравнением
= В (!--£) + />-0,256 tg7-e (5 J)
На предельную мощность вынимаемых торфов в зависимо-
сти от радиуса разгрузки влияет расположение оси экскаватора
относительно площадки по дну разреза. Так, ось экскаватора
может проходить в средней части площадки на расстоянии d от
основания отвала (рис. 48) или же проходит через ее края. На
дне разреза должно быть достаточно места для разворота авто-
самосвалов. Пространство, на котором они разворачиваются,
слагается из ширины экскаваторной заходки b и ширины пло-
щадки di. Для принятой ширины площадки расстояние от оси
экскаватора до точки 7 должно быть меньше радиуса разгрузки.
На основании этих соображений выбирают ширину площадки
di, а затем и величину d.
Предельная мощность вынимаемых торфов в зависимости от
радиуса разгрузки согласно схеме рис. 48 и уравнению высоты
отвала равна
(52)
Уравнения (51) и (52) определяют предельную мощность
вскрыши. В зависимости от шага передвижки экскаватора ее
следует принимать несколько меньше подсчитанной величины.
Объем перевалки определяют графически, подсчитывая сечение
площади 1—2—3—4—5—6.
Способы выемки. Выемку пород драглайнами производят го-
ризонтальными или наклонными стружками с расположением
экскаватора в голове забоя сбоку или по диагонали.
На рис. 49, а изображена выемка наклонными стружками.
При этом способе во время подтяжки ковш свободно лежит на
забое, благодаря чему заполнение его породой происходит бы-
стрее и выемку начинают с наиболее удаленной от экскаватора
площади. Стружки подрезают со все время возрастающими уг-
лами наклона. С увеличением угла наклона стружки, а следова-
тельно, и забоя уменьшается усилие внедрения зубьев ковша
б породу, снижается заполнение ковша и устойчивость откоса
забоя. По этим причинам угол откоса забоя стремятся не увели-
чивать более 40°, а в неустойчивых породах и при высоте уступа
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
159
более 12 м уменьшают до 35°. При выемке пород в забоях боль-
шой глубины ковш можно заполнить на половине забоя, что по-
зволяет сократить время на его подтяжку и этим увеличить про-
изводительность экскаватора. Выемка наклонными стружками
упрощает работу машиниста и содействует повышению произво-
дительности экскаватора, вследствие чего этот способ имеет
наибольшее распространение. Основной его недостаток заклю-
чается в том, что во время выемки породы отдельные пропласт-,
ки забоя смешиваются.
Рис. 49. Выемка пород
горизонтальными и на-
клонными слоями
При наибольшей глубине черпания необходимо, чтобы во вре-.
мя подтяжки ковша обеспечивалось достаточное его наполнение.
Исходя из этого (рис. 49, а) наибольшую глубину черпания оп-
ределяют по уравнению
(/? — s — С—4)tg₽, (53)
где s — шаг передвижки экскаватора, м;
с — ширина бровки у забоя, м\
Р — угол откоса забоя, град.
Длина пути зачерпывания пород ковшом зависит в основном
от шага передвижки экскаватора $. Величина шага в зависимо-
сти от емкости ковша и крепости пород составляет 2—15 м. При
определении шага передвижки можно пользоваться следующим
упрощенным уравнением:
s-cfE, . (54}
где g — емкость ковша, л3;
Е — коэффициент длины забоя; в зависимости от емкости
ковша и крепости пород его принимают равным 3—5.
На рис. 49, б изображена выемка пород горизонтальными
стружками. Для подрезки пород горизонтальными стружками
160
экскаваторные способы разработки
необходимо во время подтяжки ковша непрерывно выпускать
подъемный канат и удерживать ковш на одном уровне. Такая
работа требует от машиниста большого внимания и опыта,
вследствие чего время на заполнение ковша несколько увеличи-
вается. Выемка горизонтальными стружками затрудняется с
увеличением глубины, а для достижения хорошего наполнения
ковша необходим большой шаг передвижки экскаватора с коэф-
фициентом длины забоя, более близким к наивысшим пределам,
поскольку ковш заполняется только на горизонтальной площад-
ке забоя. По этим причинам данный способ целесообразно ис-
пользовать »в случаях, когда необходима раздельная выемка
пропластков, а также при зачистке плотика.
Драглайн может осуществлять выемку пород, лежащих вы-
ше рабочей площадки. Усилие, под воздействием которого зубья
ковша внедряются в породы, уменьшается с увеличением высо-
ты забоя, вследствие чего уменьшается и наполнение ковша.
Поэтому выемку пород выше рабочей площадки применяют
только в тех случаях, когда некоторое снижение производитель-
ности экскаватора покрывается другими преимуществами. На-
пример, при вскрыше торфов и размещении экскаватора на про-
межуточном горизонте (см. рис. 45 и 48) радиус разгрузки
используется лучше, так как величина ДТ [см. уравнение (49)]
уменьшается и экскаватор можно применять для вскрыши более
мощных торфов. Для того чтобы производительность экскава-
тора снижалась незначительно, необходимо высоту верхнего за-
боя принимать (см. рис. 49, в) не более следующей величины:
(55)
где g — коэффициент высоты забоя, который обычно не превы-
шает 0,3—0,5.
При сплошной выемке торфов с размещением отвалов в вы-
работанном пространстве экскаватор располагают только в го-
лове забоя с лобовой стороны (рис. 49) возможно ближе к
откосу, но обязательно на устойчивой площадке за пределами
границы оседания площадки, т. е. левее точки 15 и призмы об-
рушения 14—15—16 (см. рис. 45). Торфа отсыпают в отвал при
повороте экскаватора на угол в пределах 60—100°.
Рассмотрим особенности выемки пород при проходке канав
и траншей. В этом случае выемку обычно производят наклон-
ными стружками при расположении экскаватора в лобовом,
'боковом, диагональном или в’ боковом забое с зубчатым
ходом.
При выемке в лобовом забое (рис. 50, а) экскаватор распо-
лагают в голове выработки около продольной оси или на самой
оси. Ковш опускают на дно выработки и для заполнения его
породой подтягивают в направлении продольной оси выработки.
“Такое расположение экскаватора позволяет размещать породу
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ 161
в отвалы по обоим бортам выработки и проходить выработки
наибольшей глубины с более крутыми откосами бортов. Ширина
выработки ограничивается емкостью отвалов. Породу разгру-
жают на борт, расположенный ближе к месту выемки, так как
Рис. 50- Расположение драглайна в забое
угол поворота в этом случае будет небольшим, а производитель-
ность экскаватора высокой.
Отвалы могут иметь треугольное или трапецеидальное сече-
ние. При отсыпке отвала треугольного сечения (рис. 50, а) мож-
но провести выработку с наименьшими углами откоса,
11 С. М. Шорохов
162
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
При укладке пород в отвалы равномерно вдоль бортов вы-
работки площадь сечения отвалов равна сечению выработки,
умноженному на коэффициент разрыхления. Радиус и высота
разгрузки экскаватора определяются следующими уравне-
ниями:
k-VA[b+-b)+D-1
'-------- I (56)
В=1/с((’ + т1г)+‘!' I
где Л, Z), G — коэффициенты, зависящие от расположения экска-
ватора и отвалов;
b — ширина основания выработки, м\
Н— глубина выработки, м;
р — угол откоса борта выработки;
е — зазор между гребнем отвала и ковшом, м.
Так, если отвалы укладываются по обоим бортам выработки,
а экскаватор находится в положении I (рис. 50), эти коэффи-
циенты равны:
Л = -^-; D = ^-+^ + c-, G = ^-\
2ig) tg^ 2 1 2
где? — угол откоса отвала;
с—наименьшая ширина бровки у борта выработки, м.
Если экскаватор расположен у бровки выработки в положе-
нии II (рис. 50), а отвал укладывают по одному борту, то:
Л = -^; D = 0.5Г + с, G^pHtgy.
Если радиус разгрузки несколько больше, чем необходимо по
уравнению (56), можно отсыпать плоские отвалы трапецеидаль-
ного сечения.
При боковой выемке (рис. 50,6) экскаватор располагают
сбоку выработки, а ковш перемещают поперек нее. Ковш вре-
зается в породу, начиная от поверхности, постепенно увеличивая
при этом глубину выработки, что несколько затрудняет его за-
полнение; откос в сторону экскаватора не может быть образо-
ван более 40°. Вследствие этого при боковой выемке уменьшает-
ся глубина проходимых выработок. Важной особенностью этого
способа является увеличение площади для размещения отвала,
поскольку его отсыпают при углах поворота экскаватора 70—
180°, а при повороте на 180° расстояние перемещения пород от
забоя до отвала увеличивается до наибольшего предела, воз-
можного для экскаватора.
На рис. 50, а пунктиром изображена диагональная выемка,
когда экскаватор располагают наискось забоя. Диагональная
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
163
выемка позволяет проходить выработки большей глубины, чем
боковая; отвал при этом размещают по одному борту.
При выборе расположения оси экскаватора относительно за-
боя следует стремиться уменьшить угол поворота экскаватора
для разгрузки пород, а также облегчить заполнение ковша и
отсыпку отвала. Этого можно достигнуть, располагая оси пере-
мещения экскаватора в вершине треугольника, две стороны ко-
торого равны радиусу разгрузки, а третья — кратчайшему рас-
стоянию между центром тяжести пород забоя и осью среднего
положения ковша при разгрузке пород в отвал.
При проходке выработок шагающими экскаваторами, кото-
рые легко могут изменять направление движения, выемку пород
производят также зубчатообразным ходом (рис. 50, в). Зубча-
тообразный ход применяют при лобовой и боковой выемках.
Боковое перемещение экскаватора составляет 0,25—0,5 радиу-
са разгрузки. Выемка с зубчатообразным ходом позволяет уве-
личить ширину выработок на 0,3—0,5 радиуса разгрузки.
Производительность экскаватора может быть увеличена ско-
ростной отработкой забоя. Этого достигают сокращением про-
должительности каждой операции в работе экскаватора и совме-
щением их. При скоростной работе сначала подрезают стружку
толщиной 25—30 см для ковша 1,5 ж3 с таким расчетом, чтобы
по мере наполнения ковша уменьшать ее толщину. Ковш стре-
мятся заполнить на коротких расстояниях перемещения около
5 м, избегая волочения по забою уже загруженного ковша. Для
сокращения времени на зачерпывание при повороте экскавато-
ра к забою натягивают тяговый канат так, чтобы во время со-
прикосновения ковша с забоем он уже был полностью натянут;
подъемный канат во время перемещения ковша по забою сильно
не ослабляют. Подтягивать ковш необходимо равномерно, на-
блюдая за сопротивлением пород резанию по загрузке двигате-
ля. Во избежание обрыва каната или порчи лент фрикциона при
встрече с мерзлой коркой или валунами надо приподнять ковш.
Поворот начинают одновременно с подъемом ковша, чтобы он
сразу же начал поворачиваться к месту разгрузки. При этом
постепенно выпускают тяговый канат, не давая породе про-
сыпаться из ковша. Нужного наклона ковша, при котором
порода не высыпается, достигают, укорачивая разгрузочный
канат.
Рычаги обратного поворота платформы включают до подхо-
да стрелы к месту разгрузки, после чего отпускают тяговый
канат. При этом ковш обгоняет стрелу и порода по инерции
разгружается несколько дальше за гребень, скатываясь вниз
под откос отвала. Во время обратного поворота тяговый канат
выбирают с таким расчетом, чтобы ковш точно лег в заранее
намеченное место забоя и сразу же можно было приступить
к набору породы. При совмещении операций время на подачу
11*
164
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
ковша к месту разгрузки сокращается на 10—15% и за смену
выдают на 70—150 ковшей больше.
Простои экскаватора также сокращаются, если одновремен-
но с выемкой торфов 'выравнивается путь передвижения экска-
ватора.
Во время боковой выемки с углом поворота 160—170° целе-
сообразна работа вкруговую с углом поворота на 360°. Это ис-
ключает необходимость перемены направления вращения плат-
формы экскаватора и позволяет сократить время оборота
.машины. Породу при этом разгружают на ходу.
экскаватора и позволяет сократить время оборота
Следует стремиться к
тому, чтобы экскаватор
стоял в забое горизон-
тально. Это облегчает уп-
равление им и уменьша-
ет неравномерность изно-
са механизма поворота.
Способы отсыпки отва-
лов. Укладывать породу в
отвал можно различными
способами (рис. 51). Ко-
гда породу необходимо
переместить возможно
дальше от забоя, отсыпа-
Рис. 51- Способы отсыпки отвалов
валы отсыпают в тех случаях, когда
ют конусные отвалы
(рис. 51, а). Плоские от-
нужно увеличить емкость
отвала или предполагается последующая установка экскавато-
ра на отвале. Чтобы сократить средний угол поворота при раз-
грузке, отсыпку отвала целесообразно начать от его основания,
обращенного к забою наклонными слоями, создавая основной
откос в сторону забоя (рис. 51,6 и в). Как видно из схемы, при
такой отсыпке ось среднего угла поворота находится левее цент-
ра тяжести сечения и располагается на расстоянии x = 0,35d от
основания при треугольном отвале и на расстоянии х = 0,5 (d —
— Л ctg у) при плоском отвале. Такой способ отсыпки применим
в случае, когда гребень отвала можно разместить от экскавато-
ра на расстоянии, значительно меньшем радиуса разгрузки экс-
каватора. Если требуется разместить отвал на расстоянии от
экскаватора, близком к радиусу разгрузки, торфа укладывают
за гребень отвала.
Отсыпка горизонтальными слоями увеличивает средний угол
поворота, поэтому ее применяют в особых случаях, когда такой
способ создает другие преимущества (например, во время от-
сыпки земляного тела плотин и перемычек или при соору-
жении дорожных насыпей, где необходима плотная- укладка
пород).
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
165
Вскрышные работы с дополнительным отвальным
экскаватором и отвалообразователем
Для вскрышных работ обычно применяют экскаватор типа ме-
ханической лопаты или с удлиненной стрелой, а на отвале уста-
навливают универсальный или шагающий драглайн (рис. 52)«
Вскрышный экскаватор отсыпает торфа в выработанное
пространство, образуя первичный отвал высотой Лп, причем наи-
большая высота вскрышного уступа определяется уравнения-
ми (49) и (50).
Рис. 52. Вскрыша торфов с дополнительным экскаватором на отвале
Драглайн, установленный на отвале на высоте h\, перевали-
вает часть торфов из первичного отвала йп в верхние отвалы Й2>
освобождая дополнительное пространство на отрезке 3—4.
Вследствие этого первичный отвал может разместиться на боль-
шей ширине и = (1-4-4). Емкость и сечение первичного отвала
увеличиваются на площадь 3—4—8—9, поэтому вскрышный
экскаватор может произвести выемку и укладку в отвал торфа
большей мощности на величину Тд.
Вскрышный экскаватор производит выемку торфов в забое
шириной b и отсыпает их в выработанное пространство на пло-
щадку и. Между этими величинами имеется следующая взаимо-
зависимость:
рЬТ = пл. 1 — 4 —14 = uhn — пл. 11 —14 — 8 = uhn — tgу.
Решаем уравнение относительно и и получаем расчетное
уравнение для ширины площадки на дне разреза, необходимой
для размещения торфов:
« = -^-(An-/A2-p6Ttg7). (57)
При засыпке пласта торфами, когда2> 0, это уравнение при-
мет вид
u = ~~(hn- r^-p6TtgT + 0>822P2ti7). (58)
Для того чтобы освободить отвал на отрезке 3—4, необходи-
мо перевалить из отвала площадью 3—4—10—13, которая боль-
166
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
ше 3—4—8—9. Вследствие этого объем переваливаемых торфов
больше прироста емкости первичного отвала. Коэффициент ис-
пл. 3—4—8—9
пользования объема отвала при перевалке равен р,— пл
Он всегда меньше единицы и зависит от относительного объема
перевалки. Наибольших значений коэффициент использования
объема отвала достигает при наименьшем объеме перевалки.
Его наибольшая величина (из треугольников 9—13—15 и 3—
5—9) не может быть больше значения, определяемого урав-
нением
h — у
(3-т- 9) (5ч-9) п 4
116 ~ (3 ч- 13) “ (12 ~ 16) ~ hn
(59)
По мере увеличения перевалки коэффициент использования
объема отвала уменьшается, и когда ширина площадки будет
2/?п
и — т. е. когда отрезок 4—7 = 0, то коэффициент использо-
вания объема |х — О [20] и дальнейшая перевалка будет непроиз-
водительна.
Коэффициент перевалки А выражает объем торфов, который
должен перевалить экскаватор для увеличения объема первич-
ного отвала на 1 л3.
> ы. 3 — 4 —10 —13
~~ ъп.3 — 4 — 8 — 9'
Таким образом, коэффициент перевалки выражен относи-
тельно дополнительного объема первичного отвала, а не по от-
ношению к объему всех торфов.
Коэффициент использования объема отвала и коэффициент
перевалки взаимосвязаны: А =^.
Перевалку из первичного отвала целесообразно производить
до тех пор, пока затраты по перевалке на 1 ж3 дополнительного
объема достигнут стоимости транспортировки торфов в отвалы,
т. е. когда будет достигнуто равенство
§
= Дб5п, (60)
Г'м
где sT — стоимость 1 ж3 вскрыши при транспортном способе, руб.;
5П— стоимость перевалки 1 ж3 торфов, руб.;
|хм— наименьший допускаемый коэффициент использования
отвала;
Аб — наибольший допускаемый коэффициент перевалки.
Перевалка единицы объема обычно обходится дешевле транс-
портировки торфов в откаточных сосудах в 2—4 раза. Поэто-
му |хм не должно быть меньше 0,25—0,5, а А больше 4—2.
Из уравнения (60) можно найти предельное значение коэф-
фициента использования объема отвала в зависимости от суще-
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ /67
ствующего соотношения себестоимости перевозки и перевалки
единицы объема торфов.
По рис. 52 наименьшее значение коэффициента использова-
ния объема отвала цм
_ {4~-8) _ (6 + 8)
(4—10) — (10+16)'
В этом уравнении отрезки выразим через ширину заходки,
ширину площадки и высоту первичного отвала, используя три-
гонометрические зависимости треугольников 10—11—13 и 9—
13—14, и подставим их в предыдущее уравнение:
Лп —
Решаем уравнение относительно ширины площадки и полу-
чаем выражение, определяющее наибольшую допускаемую ее
ширину в зависимости от стоимости вскрыши,
«б =-Д-—г-^-+ (61)
° tg7 1— |ЛМ v ’
Экономически целесообразно применять способ вскрыши с
отвальным экскаватором до тех пор, пока необходимая ширина
площадки для размещения торфов равна (или меньше) наи-
большей допускаемой ширине uq, т. е. пока и < uq.
В действительности ширина площадки для размещения тор-
фов зависит от производительности отвального экскаватора, точ-
нее от соотношения производительности отвального и вскрыш-
ного экскаваторов. Ширина этой площадки должна быть равна
или больше необходимой, т. е. величины и.
Необходимая производительность отвального экскаватора
зависит от площади сечения перевалки f = 3—4—10—13. Из
рис. 52 имеем равенство
f = пл. 3 — 4 — 11 — 13— пл. 10-11 — 13 =
= hn (и — b) — 4 tg [.
Для равномерной загрузки обоих экскаваторов должно быть
соблюдено равенство
_J_ Qono
9bT QBnB ’
где Qo — сменная производительность отвального экскаватора,
м?1смену\
QB — сменная производительность вскрышного экскаватора,
м?!смену\
п0 — число рабочих смен в сутки отвального экскаватора;
пв — число рабочих смен в сутки вскрышного экскаватора.
168
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Подставляем в это уравнение предыдущее и получаем
Ап (ц — Ь)
(и-Ь^ Qonotbp
Это уравнение выражает основную зависимость между про-
изводительностью экскаваторов, мощностью торфов и шириной
площадки для их размещения. При расчетах обычно задаются
типом отвального экскаватора и его сменной производительно-
стью, а затем определяют ширину площадки. Поэтому уравне-
ние решаем относительно ширины площадки иэ, которую может
очистить экскаватор принятой производительности:
u^b + ih(hn~V (62)
Ширина площадки иэ должна быть больше или равна и.
При выборе отвального экскаватора следует проверить, до-
статочны ли его рабочие размеры для размещения вторичных
отвалов высотой Л2; порядок расчета дан в книге [4, стр. 214].
Бестранспортный способ вскрыши с отвальным экскаватором
применяют при устойчивых породах, отвалы которых выдержи-
вают экскаватор. Этот способ целесообразно применять при пе-
ременной мощности торфов на маловодных россыпях, где пред-
ставляется возможным отсыпать первичный отвал с засыпкой
пласта. В таких случаях можно применять вскрышный экскава-
тор меньших размеров, обеспечивающий вскрышу торфов сред-
ней мощности без перевалки, а на площадях с повышенной
мощностью устанавливать отвальный экскаватор.
При вскрыше торфов с отвалообразователем выемку торфов
производят универсальным или скальным экскаватором, кото-
рый подает торфа в бункер отвалообразователя. Отвалообра-
зователь обычно имеет гусеничный ход и перемещает тор-
фа из бункера в выработанное пространство конвейерной
лентой.
Для выемки торфов в этом случае можно применять высоко-
производительные экскаваторы с небольшими стрелами и с наи-
большей удельной производительностью, а для перемещения
торфов в выработанное пространство использовать высокопро-
изводительные ленточные отвалообразователи. Поэтому вскры-
ша торфов с отвалообразователями обходится дешево.
На россыпях такой способ вскрыши применяют редко. Более
часто им пользуются на разработках фосфоритных пластовых
месторождений при работе с многоковшовыми экскаваторами.
Основные данные опытных образцов таких отвалообразова-
телей приводятся в справочной литературе [19].
экскаваторный способ разработки на талых россыпях
169
3. ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
Технология добычи песков в основном тождественна очист-
ным работам при экскаваторном транспортном способе разработ-
ки. Особенности вызываются исключительно тесной связью меж-
ду очистными и вскрышными работами в части направления пе-
ремещения экскаваторных заходок и основных размеров
вскрышного и добычного забоев. Системы разработки необходи-
мо подразделять по направлению перемещения заходки и по
числу смежно расположенных забоев в заходке, в которых по-
следовательно работает экскаватор.
По направлению перемещения заходки различают следую-
щие системы разработки: с поперечной, продольной, веерной,
выпуклой и спиральной заходками.
Особенности систем разработок с поперечными, продольны-
ми и веерными заходками в отношении объема подготовитель-
ных работ, необходимой точности разведки россыпи, полноты
извлечения металла и объема вспомогательных работ те же, что
и при системах экскаваторно-транспортных разработок. Систему
разработки с выпуклой заходкой применяют в сложных усло-
виях отвалообразования торфов. На очистных работах при этом
удается лучше зачистить плотик и уменьшить потери песков от
завала пласта торфами, поскольку увеличивается расстояние
между основанием откоса пласта и отвала. При спиральной си-
стеме разработки отсутствуют простои на переброску добычного
экскаватора. Кроме того, его можно полнее загрузить вследст-
вие возможности поддерживать больший объем запасов песковг
подготовленных к выемке. Извлечь пески без потерь и произво-
дительно использовать добычный экскаватор возможно, когда
добычный забой не будет затапливаться водой. Спиральную си-
стему разработки следует применять на сухих или маловодных
широких россыпях, когда пласт залегает горизонтально или с
небольшим уклоном, а россыпь хорошо разведена и границы
ее установлены достаточно точно. Для вывозки песков из, раз-
реза при этой системе наиболее удобно использовать самосва-
лы, а в целях сокращения пути движения их в пределах разре-
за устраивают несколько выездов на поверхность по углам раз-
реза.
По числу забоев системы разработки подразделяют на си-
стемы с одинарным и смежными забоями. При одинарном забое
заходка отрабатывается экскаватором по всей ширине (см.
рис. 42). Экскаватор перемещается только по продольной оси
заходки, вследствие чего сокращаются простои на передвижку.
Ширина заходки при одинарном забое небольшая, обычно мень-
ше 1,4 радиуса черпания. Вследствие этого обеспечивается бы-
строе подвигание забоя. При наличии смежных забоев экскава-
тор может работать последовательно в двух или трех забоях
170
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
(рис. 53), образующих общую заходку значительной ширины.
Так, при двух смежных забоях ширину заходки можно увели-
чить до 2,2 радиуса черпания, а при трех забоях еще больше [16j.
Для передвижки экскаватора в смежный забой необходимо раз-
ворачивать гусеничную тележку, что связано с некоторым уве-
личением простоев. Зачистка плотика экскаватором при этой
системе облегчается, а главное, обеспечивается возможность
отработки заходки большей ширины. Это имеет преимущество
Рис. 53. Выемка песков в смежных
в том случае, когда по усло-
виям транспорта целесооб-
разно выдерживать медлен-
ное подвигание забоя и ког-
да при широкой заходке луч-
ше используется вскрышный
экскаватор.
Как указывалось выше,
выбирать систему разработ-
ки необходимо одновременно
с выбором системы вскрыши.
Остальные положения по
технологии добычи песков и
вспомогательным работам
те же, что и при экскаватор-
но-транспортном способе
разработки.
Пески из разреза достав-
забоях ляются к стационарным про-
мывным установкам, кото-
рые обычно строят облегченной конструкции, допускающей лег-
кую разборку, перевозку и сборку. Это вызвано тем, что через
1—2 года их нужно переносить на новое место. Здание установ-
ки также сооружают облегченного типа, поскольку промывку в
основном ведут в теплое время года. Зимняя промывка и добыча
талых песков экскаваторным способом обычно обходятся значи-
тельно дороже, чем летом, поэтому их применяют только в осо-
бых случаях, когда имеется большая потребность в полезном
ископаемом.
Для облегчения размещения хвостов в отвалы и удешевле-
ния отвальных работ промьгвную установку целесообразно рас-
полагать на косогорах или на возвышенностях, например на
старых отвалах или около оврагов, с таким расчетом, чтобы
объем отвалов для самотечного размещения хвостов был доста-
точным на срок установки промывного прибора на одном месте.
При разработке золотых россыпей вполне могут быть ис-
пользованы стандартные промывные приборы МПД-4м,
ППМ-1 и др. Промывные установки при разработке редкоме-
тальных россыпей весьма разнообразны. В зависимости от
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА ТАЛЫХ РОССЫПЯХ
171
свойств минерала их снабжают отсадочными машинами или
винтовыми сепараторами, а для перечистки кроме того исполь-
зуются сотрясательные столы. Окончательная доводка концен-
трата чаще всего производится на центральной шлиходоводоч-
ной фабрике, куда шлихи доставляют в контейнерах. При от-
сутствии шлиходоводочных фабрик для окончательной доводки
концентрата в промывной установке помещают сушильный ба-
рабан, электростатические или электромагнитные сепараторы
или рентгеновскую аппаратуру в зависимости от свойств мине-
ралов.
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ
ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА
На экскаваторных разработках с бестранспортной вскрышей
и транспортной добычей работы проводятся в три смены, преиму-
щественно в теплое время года. К работам приступают с начала
оттайки снежного покрова и заканчивают их с наступлением мо-
розов. Общее время работы на талых россыпях составляет 140-
200 дней в году.
Производительность разреза по пескам изменяется от 600
до 3000 ;и3 в сутки, а чаще всего составляет 1000 лг3.
Годовая производительность вскрышных электрических экс-
каваторов на 1 ;и3 емкости ковша при сезонной работе достигает
120—200 тыс. м3.
Себестоимость экскаваторной бестранспортной вскрыши в
зависимости от емкости ковша экскаватора и условий работ со-
ставляет 15—40 коп. за 1 лг3. Себестоимость выемки 1 ;и3 песков
25—40 коп., доставка их в самосвалах 15—30 коп. за 1 ;и3 на
1 км, а промывка без окончательной доводки концентрата 60—
80 коп. за 1 м3. Общая стоимость добычи, включая промывку,
во многом зависит от объема вскрышных работ, т. е. от коэффи-
циента вскрыши, и достигает 1,2—3 руб. за 1 ;и3 песков.
Запасы месторождения должны обеспечивать использование
основного оборудования в районе в течение 7—15 лет. Отдель-
ные россыпи могут иметь запасы и на меньший срок, но не ме-
нее чем на 3—5 лет.
Глубина разрабатываемых россыпей в отечественной и ми-
ровой практике не превышает 20 м. Изготовляемые в настоящее
время экскаваторы позволяют разрабатывать россыпи этим спо-
собом глубиной до 40 м.
При использовании крупных экскаваторов данный способ
можно применять для разработки наиболее валунистых или сце-
ментированных россыпей, когда породы приходится разрыхлять
взрывными работами. Однако такие россыпи должны иметь бо-
лее высокое содержание металла.
172
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Глава IV. ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
С БЕСТРАНСПОРТНОЙ ВСКРЫШЕЙ И ТРАНСПОРТНОЙ
ДОБЫЧЕЙ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ
При экскаваторной разработке многолетнемерзлых россыпей
выемку торфов и песков можно производить по мере их естест-
венного оттаивания. В этом случае не производят рыхления
мерзлоты взрывами и оттайку, а затраты на вскрышные и до-
бычные работы значительно сокращаются. Однако породы под
воздействием солнечных лучей оттаивают медленно, и для по-
лучения значительных забойных площадей оттаивания создают
большие опережения вскрыши торфов над добычей. Так, для
наиболее производительного использования вскрышных и до-
бычных машин вскрыша на мерзлых россыпях должна произво-
диться с опережением на 1 —1,3 года. Такое большое опереже-
ние затрудняет или вообще делает невозможным использование
выработанного пространства для размещения торфов, поэтому
при бестранспортной вскрыше торфа размещают в основном в
отвалы по бортам разреза. В то же время большое опережение
вскрышного забоя представляет широкие возможности в выбо-
ре и применении различной технологии работ на вскрышном и
добычном уступе, приспосабливая ее к местным условиям.
При бестранспортной экскаваторной вскрыше мерзлых тор-
фов применяются только драглайны с ковшом емкостью 1 —
4 м3. Наиболее удобны экскаваторы с ковшом емкостью 1,5—
2 м3. Они достаточно подвижны, а размеры ковша обеспечивают
удовлетворительное заполнение его при слоевой выемке мерз-
лых торфов по мере их оттаивания, так как при большей емко-
сти ковша заполнение заметно ухудшается вследствие малой
мощности вынимаемого слоя. Стандартные стрелы экскаваторов
часто бывают недостаточными на приисках, и их удлиняют до-
полнительными вставками. Использовать экскаваторы для
вскрышных работ со стрелой менее 20 м нецелесообразно. Же-
лательно применять экскаваторы весом не более 70—90 т со
стрелой длиной 25—30 м. В настоящее время в основном исполь-
зуют более мелкие экскаваторы. Это ограничивает мощность
вскрыши торфов, которая составляет 5—7 м, редко до 10 м, а
общая глубина разрабатываемых россыпей не превышает 10—
12 ж.
При вскрыше мерзлых торфов очень часто совместно с экс-
каваторами используют бульдозеры и скреперы. Совместное
применение экскаваторов и бульдозеров позволяет более произ-
водительно использовать машины с учетом особенности каждой
из них. Так, при наличии на поверхности растительного или или-
стого торфа перемещение экскаваторов затруднено. Бульдозеры
более производительно работают на перемещении торфов по го-
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 173
ризонтали, а экскаваторы — на подъеме торфов по вертикали
для размещения их в отвалы.
Добыча песков экскаваторами производится редко. Это
объясняется необходимостью при экскаваторной добыче приме-
нять забойные конвейеры, которые при обычной мощности плас-
та песков 1—2 м приходится часто передвигать. Это усложняет
общую технологию работ и удорожает добычу. Поэтому для до-
бычи песков на мерзлых россыпях в большинстве случаев при-
меняют бульдозеры или колесные скреперы.
1. ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ
Россыпи осушают способами, изложенными в первом разде-
ле, Водосточные канавы проходят в несколько слоев по мере
Б
Рис. 54. Разработка мерзлой россыпи при независимом
вскрытии горизонтов
оттайки пород. К проходке приступают с большим опережением
и размещают отвалы так, чтобы экскаватор в дальнейшем смог
проводить работы по углубке канавы.
Вскрытие россыпи производят в два или три независимых
горизонта.
Независимое вскрытие в два горизонта (рис. 54, а) приме-
няют на россыпях с однородными устойчивыми торфами и ров-
174
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
ной поверхностью, по которой свободно могут перемещаться
экскаваторы. На верхнем уступе для выемки торфов применяют
только экскаватор или экскаватор «в сочетании с бульдозерами.
Выработок вскрытия на верхнем уступе не проходят. Добычу
песков обычно осуществляют бульдозеры или скреперы, при
этом на нижнем горизонте применяют вскрытие котлованом и
пески из бункера выдают на поверхность ленточными конвейе-
рами. Этот же способ вскрытия применяют и при экскаваторной
добыче песков.
Вскрытие в три независимых горизонта (рис. 54, б) примени-
ют в случаях, когда на поверхности россыпи залегают расти-
тельные или илистые торфа, которые после оттайки разжижают-
ся и не могут выдержать вес экскаватора. На таких россыпях
верхний слой торфов целесообразно отрабатывать бульдозера-
ми, выделяя торфа в отдельный уступ. Вскрытие верхнего гори-
зонта обычно производится сплошными выездами с размещени-
ем торфов на бортах разреза. Вскрышу основной части тор-
фов — второго горизонта — осуществляют экскаваторами, уста-
новленными на площадке основания верхнего уступа, поэтому
дополнительных выработок для вскрытия второго горизонта не
проводят. Вскрытие добычного — третьего — горизонта произво-
дят так же, как в предыдущем способе.
2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
При подготовительных работах, как обычно, сначала очища-
ют поверхность россыпи от деревьев, пней и кустарника.
Вследствие дороговизны промывки песков при данном спо-
собе разработки стремятся уменьшить их разубоживание. По-
этому вскрышу торфов производят в наибольшем объеме. При
этом стремятся избежать перевозки больших количеств торфов
в отвалы, поскольку она обходится дорого, а в отдаленных райо-
нах и усложняет всю технологию разработки россыпи.
Как отмечалось выше, вскрышные работы мерзлых торфов
можно производить экскаваторами или экскаваторами совмест-
но с бульдозерами. Ниже приводятся данные о вскрыше мерз-
лых торфов только экскаваторами.
Технология вскрышных работ определяется способами выем-
ки, отсыпки отвалов и системой вскрышных работ. При выборе
технологии вскрышных работ стремятся обеспечить наиболее
производительное использование экскаваторов и наименьшие
затраты на вскрышу.
Вскрыша торфов экскаваторами
Способы выемки. Выемку торфов экскаватором производят,
применяя различные приемы отделения пород от целика и за-
полнения ковша и различное расположение экскаватора относи-
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 175
тельно забоя. Мерзлые торфа по крепости относятся к V—VII
категориям, и непосредственная выемка их ковшом экскаватора
непроизводительна или невозможна. Поэтому для выемки мерз-
лых пород производят рыхление их взрывными работами или
оттаивают.
Взрывные работы и оттайка могут производиться различ-
ными способами, что в известной степени предопределяет техно-
логию выемки. Существуют следующие основные способы выем-
ки мерзлых пород: 1) горизонтальными слоями с естественной
оттайкой; 2) наклонными слоями с рыхлением взрывом; 3) на-
клонными слоями с водооттайкой иглами.
Экскаватор можно располагать различно относительно за-
боя, что обусловливает возможность отработки заходки различ-
ной ширины, перемещение торфов от забоя к месту отсыпки на
разное расстояние, различные углы поворота, а следовательно,
и различную суточную производительность экскаваторов.
По этому признаку различают три основных способа выем-
ки: лобовым, боковым и диагональным забоем.
Выемка мерзлых пород горизонтальными слоями с естествен-
ной оттайкой в настоящее время наиболее распространена. При
этом способе к выемке торфов приступают после того, как слой
оттаял на глубину не менее 0,5 м\ летом выемку чаще всего про-
изводят при глубине талого слоя 1—2 м. На такую глубину тор-
фа оттаивают за 15—30 дней в зависимости от температуры и
льдистости пород. Обычно выемку торфов на полную глубину
россыпи производят в три-пять слоев. Время на передвижку
экскаватора при этом способе увеличивается. Однако после от-
тайки породы разрыхляются, что облегчает заполнение ковша,
особенно если талый слой имеет мощность более 1,5 м. При ма-
лой мощности талого слоя ковш можно заполнить лишь за два
зачерпывания. Поэтому для экскаваторов с ковшом емкостью
1,5 м3 слой талых торфов должен быть не менее 1 м. При до-
статочной мощности талого слоя суточная производительность
экскаваторов повышается, а стоимость вскрыши будет в 2—3 ра-
за меньше, чем при выемке с рыхлением взрывом. Для сокра-
щения числа передвижек и времени наполнения ковша следует
производить вскрышу на больших площадях, создавая значи-
тельное опережение вскрышных работ. Удельный вес данного
способа выемки при экскаваторной вскрыше на мерзлых россы-
пях непрерывно возрастает, достигая в настоящее время 80%.
Предварительное рыхление мерзлых пород взрывом позво-
ляет вести выемку торфов наклонными слоями сразу на полную
их мощность. Шурфы для взрывных работ проходят сечением
1,0 X 1,25 м без крепления. При механизированной проходке
используют электросверла и электролебедки.
В каждом слое толщиной 0,7—0,8 м бурят по два-четыре шпура, распо-
лагая их в углах по диагонали. У дна шурфа по короткой стенке устраивают
176
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
углубление высотой примерно 0,6, а глубиной 0,7 м, в котором располагают
заряд. Расход аммонита при проходке составляет около 2 кг/м3, причем при-
меняется в основном электрическое взрывание. Каждый шурфовщик рабо-
тает на проходке двух-трех шурфов, что позволяет вести взрывные работы
между сменами. Шурф не доводят до кровли пласта на 0,5 м. Располагают
шурфы в шахматном порядке, расстояние между ними устанавливают опыт-
ными взрывами, и оно примерно равно 1,1—1,3 глубины шурфа. При рыхле-
нии площадей, на которых находятся отвалы, шурфы располагают в низинах,
а под отвал проходят рукава (рассечки) длиной 2—20 м.
Для взрывания шурфов используют те же ВВ, что и на проходке. Расход
В В для рыхления мерзлых пород составляет около 0,9—1 кг/м3. Вес заряда
устанавливают в зависимости от объема взрываемых пород. После укладки
заряда шурф засыпают 30-сантиметровым слоем мелкой породы и утрамбо-
вывают ее.
Шурфы проходят в любых породах при мощности торфов более 2,5 м.
На приисках Колымы рыхление взрывом обходится в 0,7—1 руб. за 1 м3.
Взрывание мерзлых торфов с использованием буровых скважин быстро
распространяется, несмотря на отсутствие производительных станков, при-
годных для бурения скважин в’мерзлых песчано-галечных породах. Удельный
вес этого способа рыхления в 1956 г. составлял 28%, а в 1958 г. повысился
до 60% от объема торфов, разрыхляемых взрывом. Для бурения скважин
на россыпях Магаданским заводом построен ударно-вращательный буровой
станок БС-3, который бурит скважины диаметром 120 мм на глубину до
5 м. Станок устанавливается на ходовой части трактора С-80, которая при-
водится в движение от электродвигателя в 20 кет. Мощность электродвига-
телей буровой каретки 28 кет, потребная мощность во время работы 14—
22 кет, вес станка 11 т, длина 3,3 м, высота 7 м. Спиральный бур имеет лез-
вие с пластинками победита, скорость вращения 122 об/мин, а число ударов
606 в минуту, ход бойка 37 мм. Производительность станка в породах с со-
держанием 10% валунов и 20% гальки 6—7 м/ч. Время чистого бурения со-
ставляет 44%. Станок обслуживают двое рабочих.
Скважины располагают в шахматном порядке по треуголь-
нику на расстоянии 0,6—0,7 глубины скважины. Расход ВВ на
10—15% ниже, чем при шурфовке. Рыхление мерзлых торфов
взрывом производят при мощности торфов 1,7—5 м. Себестои-
мость рыхления в 1,5—2,5 раза ниже, чем при шурфовке.
Мерзлые торфа мощностью менее 1,7—2 м целесообразнее
взрывать мелкошпуровым способом.
После взрыва породы могут смерзаться, особенно если с
поверхности проникает влага. В таких случаях торфа взрывают
с таким расчетом, чтобы они лежали в забое не более 3—6 дней.
Для производительной работы экскаватора взорванные тор-
фа должны быть размером менее трети ширины ковша. Чтобы
обеспечить качественное взрывание, необходимо проводить
опытные взрывы с различной сеткой расположения скважин.
При этом число повторных взрывов для дробления крупных
тлыб и оставшихся бугров не должно быть более 15—40 на
1000 м3. Глыбы размером до 1 м удобнее подрывать накладны-
ми зарядами. Большие глыбы и бугры целесообразнее взрывать
мелкошпуровым способом, так как при этом сокращается рас-
ход аммонала и уменьшается разлет кусков.
Выемка мерзлых торфов с рыхлением взрывом весьма тру-
доемка и обходится дорого. В настоящее время удельный вес ее
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ /77
снижается и не превышает 20%. Этот способ применяют преи-
мущественно поздней осенью, зимой и ранней весной, когда вы-
емка с естественной оттайкой неприменима. Его используют
в основном при необходимости увеличить опережение вскрыш-
ных работ.
Выемка мерзлых торфов наклонными слоями с водооттай-
кой иглами распространена мало. Она применяется в теплое
время года, т. е. когда возможна выемка горизонтальными слоя-
ми с естественной оттайкой. При данном способе возможно про-
изводить выемку наклонными слоями на полную мощность тор-
фов, что приводит к увеличению производительности экскавато-
ра. Выемку торфов наклонными слоями с водооттайкой иглами
целесообразно применять при необходимости ускорить проведе-
ние вскрыши торфов летом для увеличения опережения вскрыш-
ных работ.
При выемке лобовым забоем (рис. 55, а) экскаватор уста-
навливают на поверхности заходки, которую он отрабатывает.
Расстояние между осью центра тяжести заходки и осью переме-
щения экскаватора обычно составляет 0,1—0,3 радиуса раз-
грузки. Ширина заходки в зависимости от мощности торфов
составляет 0,6—1,2 радиуса разгрузки, а среднее расстояние пе-
ремещения торфов из забоя в конусный отвал 1 —1,2 радиуса
разгрузки. Средний угол поворота экскаватора изменяется от
85 до 110°. При лобовой выемке облегчается заполнение ковша,
но сокращается площадь, которую можно использовать для
размещения отвалов. Лобовую выемку в основном применяют
для отработки на россыпи боковых заходок, прилегающих к бор-
ту разреза, когда не требуется перемещать торфа на большие
расстояния и целесообразно применять широкие заходки.
При выемке боковым забоем (рис. 55,6) экскаватор распо-
лагают сбоку заходки. Ширина заходки составляет 0,2—0,5 ра-
диуса разгрузки, среднее расстояние перемещения торфов от за-
боя до отвала 1,6—1,8 радиуса разгрузки, а средний угол пово-
рота экскаватора 135—170°. Таким образом торфа перемещают-
ся в отвалы на наибольшее расстояние. Ширина заходки в ос-
новании не должна быть меньше расстояния, достаточного для
заполнения ковша, т. е. при емкости ковша 2 лг3 не менее 6—8 м.
Производительность экскаватора несколько снижается вследст-
вие увеличения угла поворота и затраты времени на передвиж-
ку. Данный способ в основном применяют для выемки заходок,
расположенных в средней части отрабатываемой площадки.
В этих условиях увеличение расстояния перемещения торфов
особенно важно и, несмотря на снижение производительности
экскаватора, вскрышные работы удешевляются, поскольку объ-
ем повторных перевалок торфов на широких россыпях сокра-
щается.
12 С. М. Шорохов
Рис. 55. Расположение драглайна в забое при вскрыше мерзлых торфов
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ /79
При диагональной выемке экскаватор располагают у самого
борта заходки (рис. 55, в). Ширина заходки составляет 0,7—0,8
радиуса разгрузки, а среднее расстояние перемещения торфов
в отвалы 1,4—1,6, средний угол поворота экскаватора 120—135°.
Диагональную выемку применяют для отработки бортовых и
промежуточных заходок. Этот способ занимает промежуточное
положение между двумя предыдущими.
Рис. 56. Система вскрыши с непосредственным размещением торфов в отвалы
Системы экскаваторных вскрышных работ. К главнейшим
особенностям системы при бестранспортной вскрыше на мерз-
лых россыпях относится порядок ведения вскрышных вырабо-
ток, который предопределяет последовательность перемещения
торфов из забоя в постоянные отвалы и направление перемен
щения экскаваторных заходок. Заходки обычно перемещаются
в продольном направлении, вследствие чего этот признак имеет
подчиненное значение. Исходя из этого при разработке мерз-
лых россыпей необходимо различать следующие основные си-
стемы вскрышных работ: 1) с прямой укладкой торфов; 2) с пе-
ревалкой от середины и установкой экскаватора на отвале;
3) с перевалкой от борта и установкой экскаватора на отвале;
4) с перевалкой и установкой экскаватора на поверхности рос-
сыпи от борта и от середины; 5) комбинированные системы
вскрышных работ.
Система вскрышных работ с прямой укладкой торфов изо-
бражена на рис. 56. В зависимости от ширины россыпи, мощ-
ности торфов и длины стрелы экскаватора вскрышу производят
двумя или четырьмя заходками, причем экскаватор размещает
торфа сразу за границу россыпи. При отработке россыпи в две
заходки экскаватор может располагаться на площади заходок
в пределах от продольной оси заходки (рис. 56,6 слева) до са-
мого борта разреза (рис. 56,а слева). В зависимости от эюго
12*
180
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
видоизменяется и способ выемки от лобового до диагонального
забоя. Расположение экскаватора выбирают, учитывая условия
размещения торфа в отвалы и удобства заполнения ковша.
При разных углах наклона стрелы экскаватор имеет разные
радиусы и высоту разгрузки, что позволяет отрабатывать за-
водки разной ширины и отсыпать отвалы различных размеров.
При вскрыше торфов на россыпях обычно наиболее выгодны
углы наклона стрелы 18—35°. Каждый экскаватор в определен-
ных условиях вскрыши торфов имеет наивыгоднейший угол на-
клона стрелы, при котором в равной мере будут использованы
как высота, так и радиус разгрузки, а ширина заходки будет
наибольшей. Если угол больше или меньше наивыгоднейшего,
то будет недоиспользоваться один из рабочих размеров экска-
ватора.
С увеличением шага передвижки экскаватора несколько
уменьшается возможность использования радиуса черпания и
разгрузки. Обычно шаг передвижки равен 4—8 ж, т. е. состав-
ляет 0,2—0,4 длины стрелы.
Ширину заходки экскаватора устанавливают по условиям
выемки торфов и укладки их в отвалы. Наибольшая высота от-
вала h (см. рис. 55,а), которую может отсыпать экскаватор,
определяется высотой разгрузки, т. е.
h = B — e, (63)
где В — высота разгрузки экскаватора, ж;
е = 0,4—0,6 — наименьший допускаемый зазор между ковшом
и гребнем отвала, м.
Отвал может быть конусным или с плоской вершиной. Внеш-
ние очертания отвала в основном зависят от радиусов черпания
и разгрузки экскаватора, ширины заходки, мощности торфов и
взаимного расположения отвала и забоя. Согласно рис. 57, вза-
имозависимость размещения вскрышной заходки и отвала вы-
ражается следующими уравнениями:
между заходками и первым конусным отвалом
R + г = 2Tctgp + + b + С1 + Г + h ctgТ, м; (64а)
между заходками и плоским отвалом
Ri + ri = ctg ? + + с2 + и + hi ctg у, ж, (646)
где R и — радиусы разгрузки при углах а и о';
г и ri — радиус черпания при углах а и о', ж;
Т — мощность торфов, м;
р = 40—50 — угол откоса борта разреза, град\
b и Ь^ — ширина заходок в основании, ж;
Ci и с2 — запасные площадки, ж;
j = 35—40 — угол откоса отвала, град\
.й и fti — высота отвала при- углах о и о', ж;
и — ширина гребня отвала, м.
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 181
Ширина экскаваторных заходок кроме того определяется из
равенства площадей поперечного сечения забоя и отвала с уче-
том разрыхления торфов. Из рис. 57 имеем:
для плоского отвала
(& + b± + T ctgp)pT = A1ctgT + uA1; (65)
для конусного отвала
(b + T ctg р) рТ = Л2 ctg у. (66)
Рис. 57. Схема расположения вскрышного забоя и отвала
Данная система вскрышных работ при двух заходках обес-
печивает простую технологию работ, наибольшую производи-
тельность экскаваторов и наименьшую себестоимость вскрыши.
Однако она применима только для вскрыши торфов на узких
россыпях. Так, при длине стрелы 25 м и мощности торфов 3—
6 м предельная ширина россыпи равна 60—38 м.
При проведении вскрыши в четыре заходки вначале отраба-
тывают среднюю заходку 1 (см. рис. 56, а и б, справа). Выемку
целесообразно производить боковым забоем, т. е. с поворотом
стрелы примерно на 180°, а ширину заходки брать такой, чтобы
все торфа были отсыпаны в отвал за границей россыпи. При
этом угол наклона стрелы принимают 18—25°. Первую заход-
ку проходят шириной 0,3—0,5 радиуса разгрузки, чтобы первый
отвал 1-а не мешал отсыпать отвал от выемки второй бортовой
заходки.
Выемка пород производится горизонтальными слоями с есте-
ственной оттайкой или наклонными слоями с рыхлением
торфов.
При выемке горизонтальными слоями (см. рис. 56, б) необ-
ходимо обеспечить удобное перемещение экскаватора вдоль
борта разреза во время отработки нижнего слоя. Для этого дол-
жен быть оставлен проход, соответствующий ширине хода
экскаватора, или же при размещении торфов от предыдущего
слоя нужно отсыпать плоский отвал. Порядок выемки слоев
182
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
в заходках и укладки отвалов указан на схеме (рис. 56, б, спра-
ва) арабскими цифрами, а отвалов с буквой а.
При выемке наклонными слоями с рыхлением отработка
бортовой заходки производится диагональным забоем (положе-
ние экскаватора // на рис. 56, а) или лобовым (положение II Ч-
Чтобы увеличить высоту и емкость отвала, увеличивают угол
наклона стрелы до 30—35°. Ширину заходки при этом прини-
мают наибольшей, насколько позволяют радиус черпания экска-
ватора и условия размещения торфов в отвалы.
Общая ширина россыпи, на которой может быть произведена
вскрыша, зависит от емкости конечного отвала, а также от ра-
диуса и высоты разгрузки экскаватора и подсчитывается по
уравнениям (65) и (66). При этом ширина россыпи приравни-
вается удвоенной сумме двух заходок:
Bp=2(b + b1).
Проведение вскрыши в четыре заходки позволяет размещать
торфа непосредственно в конечный отвал на более широких
россыпях. Так, при размещении отвалов на обоих бортах раз-
реза, длине стрелы экскаватора 25 м и мощности торфов 3—
6 м предельная ширина россыпи при этой системе вскрыши со-
ставит соответственно 70—45 м.
Система вскрыши с прямой укладкой торфов обеспечивает
лучшее использование экскаватора и наименьшую себестои-
мость вскрыши. Для ее применения необходимы экскаваторы
с длинными стрелами, а при разработке мерзлых россыпей
вскрышный экскаватор должен быть легко подвижен и иметь
ковш емкостью 1,5—2 м3. Этим требованиям в настоящее время
отвечают экскаваторы весом 76 т со стрелой 25 м, размеры ко-
торого и ограничивают область распространения данных си-
стем вскрыши.
Систему вскрыши с перевалкой применяют на широких рос-
сыпях (рис. 58 и 59), когда экскаваторы не могут обеспечить
прямую укладку торфов в конечные отвалы. Для размещения
торфов в отвалы на бортах разреза экскаватор повторно пере-
валивает некоторую часть торфов. Производительность экска-
ватора (по замеру в целике) при такой системе вскрыши сни-
жается, а себестоимость вскрыши увеличивается. Себестои-
мость перевалки обычно ниже себестоимости первоначальной
выемки торфов, поскольку в отвале торфа разрыхлены и про-
изводительность экскаватора выше примерно на 20%. Экска-
ваторная перевалка также дешевле перевозки торфов в отвалы
тракторными тележками или другими транспортными сред-
ствами.
Систему с перевалкой целесообразно применять только до
тех, пор, пока перевалка торфов обходится дешевле перевозки.
Для наиболее распространенных условий допускаемый объем
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 183
перевалки не превышает 200% объема первичной вскрыши, од-
нако во всех случаях необходимо стремиться к его сокраще-
нию.
Система вскрышных работ с перевалкой имеет несколько
разновидностей в зависимости от расположения экскаватора —
на отвале или на поверхности россыпи — и от порядка выемки
заходок — от середины или от борта разреза. Направление экс-
каваторных заходок обычно продольное. При системах с пере-
валкой можно использовать все изложенные выше способы вы-
емки.
Рис. 58. Система вскрыши с перевалкой и установкой экскаватора
на отвале
На рис. 58, а изображена система вскрыши с перевалкой от
середины и установкой экскаватора на отвале при отработке
россыпи в десять заходок. Число заходок обычно колеблется от
шести до четырнадцати в зависимости от ширины россыпи.
Среднюю заходку отрабатывают с положения экскаватора на
оси I боковым забоем. Ширина заходки небольшая, и торфа
отсыпают возможно дальше от забоя во временный отвал, за
который в дальнейшем удобно будет отсыпать их уже во второй
отвал. Ширину первой заходки определяют по уравнению (66),
она обусловливает высоту временного отвала, а следовательно,
и высоту установки экскаватора. Вторую заходку отрабатывают
боковым забоем с положения //. Ширина ее принимается боль-
ше предыдущей, насколько это позволяет емкость второго от-
вала. Третью заходку (слои 7 и 8) отрабатывают экскаватором,
установленным на отвале с положения III. Экскаватор произ-
водит перевалку части отвала 9 от первой и второй заходки.
Расположение экскаватора на отвале увеличивает высоту и ем-
кость конечного отвала. Ширину третьей заходки определяют,
184
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
исходя из радиуса черпания и допустимой высоты конечного
отвала. Общая высота конечного отвала при этой системе уве-
личивается [см. уравнение (65)] на высоту установки экскавато-
ра над поверхностью россыпи. Наибольшую ширину гребня ко-
нечного отвала удобнее определять графически исходя из рас-
положения экскаватора и радиуса разгрузки. Ширина второго
отвала должна быть достаточной для перемещения экскаватора,
обычно она шире гусеничного хода экскаватора на 3—4 м. Для
подъема на отвал экскаватор выравнивает себе дорогу. В даль-
нейшем экскаватор перемещается по отвалу в положениях IV и
V и производит последовательную выемку слоев 11—17 и пере-
валку оставшейся части 13 и 15 первичного отвала. Последова-
тельность отработки слоев в заходках при слоевой выемке ука-
зана на рис.. 58, а.
При изменении мощности торфов и ширины россыпи может
оказаться целесообразным расположить экскаватор на отвале
уже при отработке второй заходки.
Наличие временного отвала на поверхности россыпи затруд-
няет рыхление мерзлых торфов взрывом. При таком размеще-
нии отвала замедляется оттаивание торфов в теплое время го-
да, а следовательно, усложняется слоевая выемка с естествен-
ной оттайкой. Увеличение высоты конечного отвала содействует
сокращению объема перевалки торфов. Для производительной
работы экскаватора необходимо, чтобы отвалы были устойчивы
и сложены в основном из речников, а не из илистых пород. При
выемке же с рыхлением взрывом нужно следить за тем, чтобы
во временные отвалы не попадала вода, поскольку куски пород
могут смерзаться от уплотнения под влиянием веса экскаватора.
Емкость конечного отвала зависит от его высоты и ширины
гребня. Исходя из размеров отвала определяют предельную
ширину россыпи, на которой экскаватор в состоянии произвести
вскрышу торфов. Сечение конечного отвала получается обычно
сложным, поэтому расчеты удобнее вести графическим построе-
нием. При треугольном сечении отвала предельная ширина рос-
сыпи может быть определена из уравнения (65). Для этого
в уравнении необходимо произвести следующие замены величин:
Ь + Ьг = 0,5 Вр; hx = h + В — е;
и = 0,
где Вр — ширина россыпи;
h — высота первичного отвала.
Система вскрыши с перевалкой от борта и установкой экска-
ватора на отвале при отработке россыпи в восемь заходок изо-
бражена на рис. 58, б. Вначале с положения экскаватора / отра-
батывают одну, а на более широких россыпях две бортовые за-
ходки. На бортовых заходках применяют выемку боковым
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 185
забоем с размещением торфов на наибольшее расстояние за борт
разреза. После этого экскаватор переходит на отработку боковым
забоем двух средних заходок с положений // и ///. Ширину их
принимают небольшой, а торфа отсыпают во временный отвал,
который размещают в выработке от первых боковых заходок.
Четвертую заходку отрабатывают различно в зависимости от
ширины россыпи. Так, на нешироких россыпях ее отрабатыва-
ют, располагая экскаватор на отвале в положении /Уис от-
сыпкой торфов в конечный отвал; на более широких россыпях ее
отрабатывают с положения экскаватора ПГ лобовым забоем
и с размещением торфов во временный отвал. На еще более
широких россыпях эта заходка будет пятой; отрабатывают ее
боковым или диагональным забоем. Ширину заходки принима-
ют таких размеров, какие позволяет емкость временного отва-
ла. Временный отвал отсыпают плоским. В дальнейшем экска-
ватор переходит на отвал в положение IV и производит частич-
ную перевалку отвала 2—3.
При системе с перевалкой от борта разреза ускоряется от-
тайка торфов, поскольку временные отвалы не располагают на
поверхности россыпи, а слоевой способ выемки с естественной
оттайкой используют наиболее производительно. Объем пере-
валки сокращается, поскольку от одной до трех бортовых захо-
док удается разместить в конечный отвал без перевалки.
Объемы перевалок пропорциональны незаштрихованным
площадям конечного отвала на рис. 58. Последовательность вы-
емки слоев в заходках при слоевой выемке (рис. 58, б) указана
цифрами. Во время отработки первых трех-четырех заходок
углы наклона стрел принимают близкими к наименьшим преде-
лам, а во время выемки четвертой и пятой заходок поднимают
стрелу, отчего увеличивается емкость конечного отвала.
Системы вскрыши с перевалкой и установкой экскаватора
на отвале получили в последнее время наибольшее распростра-
нение. При их применении можно производить бестранспортную
вскрышу торфов на значительно более широких россыпях с от-
носительно меньшими объемами перевалки. Так, при использо-
вании экскаватора со стрелой 25 м, ширине россыпи 130 м и
мощности торфов 6 м объем перевалки составляет 40—50%.
На рис. 59 изображена система вскрыши с перевалкой от
борта при установке экскаватора на поверхности. Первые четы-
ре заходки отрабатывают так же, как и в предыдущей системе,
но далее экскаватор переводят в положение V, которое совпа-
дает с положением /, располагая его на поверхности россыпи.
Отсюда экскаватор переваливает временный отвал 13. В этих
условиях необходимо производить черпание выше рабочей пло-
щадки, а также очищать площадку, по которой перемещается
экскаватор. Во время перевалки временного отвала в высокий
конечный отвал необходимо увеличивать угол подъема стрелы до
186
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
40—50°, что несколько уменьшает радиус разгрузки. По всем
этим причинам производительность экскаватора снижается, а
объем перевалки несколько увеличивается.
Данную систему можно применить с отработкой заходок от
середины россыпи. В этом случае первая, вторая и третья .за-
ходки отрабатываются так, как это изображено на рис. 58, а.
Третий ход экскаватор совершает за отвалом, т. е. по оси IV,
и производит только перевалку временного отвала. Объем пе-
ревалки, совершаемый экскаватором с верхним черпанием, уве-
личивается. После этого экскаватор отрабатывает заходки,
которые находились под временным отвалом. При расположе-
нии экскаватора на поверхности предпочтительнее отрабатывать
заходки от борта разреза.
Рис. 59. Система вскрыши с перевалкой и установкой экскаватора
на поверхности
Системы вскрыши с перевалкой и расположением экскава-
тора на поверхности применяют в случаях, когда имеется опас-
ность смерзания временного отвала от уплотнения при переме-
щении по нему экскаватора или когда отвал не выдерживает
•веса экскаватора.
Комбинированные системы вскрыши широко распростране-
ны на россыпях. Ширина, мощность торфов и крутизна подъема
увалов на многих россыпях изменяются в значительных преде-
лах. На таких россыпях с невыдержанным залеганием целесо-
образно применять различные системы вскрыши и этим содей-
ствовать более полному использованию вскрышного оборудо-
вания.
При ширине россыпи более 200 м вскрыша торфов и добыча
песков может быть осуществлена в две независимые полосы
(дёляны) по ширине россыпи. В таком случае во время разра-
ботки второй полосы можно размещать торфа в выработанное
пространство, что облегчает экскаватору укладку торфов в ко-
нечные отвалы и сокращает объем перевалки. Вначале вскрышу
производят на полосе, равной примерно одной трети ширины
россыпи в местах с наименьшей мощностью торфов, причем от-
валы размещают по одному борту разреза. После добычи пес-
ков на первой полосе, вскрышу на второй, более широкой полосе
осуществляют с размещением торфов как на борту разреза так
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 187
и в выработанном пространстве. Обычно вскрышу на второй по-
лосе производят на следующий год после вскрыши торфов пер-
вой полосы. Для отработки каждой полосы могут быть приме-
нены различные системы вскрыши, однако при этом неизбежно
расположение экскаватора на отвале, поэтому последние долж-
ны быть достаточно устойчивы.
Система вскрыши должна обеспечивать наиболее произво-
дительное использование экскаватора, чтобы вскрышные работы
на определенной площади россыпи были осуществлены в
наиболее короткое время с наименьшим числом рабочих машино-
смен (экскаватора). Выбирают систему вскрышных работ и рас-
считывают основные размеры и объемы перевалки для экскава-
тора с определенной, заранее принятой длиной стрелы.
Вскрышу торфов наиболее удобно рассчитывать графоана-
литическим способом. Так, определение ширины первой и второй
заходок и высоты их отвалов проще определять по уравнениям
-(63) — (66), принимая радиус и высоту разгрузки соответствую-
щими наименьшим предельным углам наклона стрелы. Рассчи-
тывать последующие заходки, у которых отвалы принимают
сложные очертания, проще графическим способом, задаваясь
предельной высотой отвала в зависимости от высоты разгрузки
уже для средних углов наклона стрелы. Расположение экскава-
тора при выемке пород в средних заходках устанавливают ис-
ходя из наибольшего использования радиуса черпания и раз-
грузки (см. рис. 57) с таким расчегом, чтобы торфа с заходки
могли быть размещены экскаватором в отвал. При этом учи-
тывают коэффициент разрыхления, который зависит от способа
выемки. Например, при слоевой выемке с естественной оттайкой
он колеблется от 1,15 до 1,25, а при выемке с рыхлением взры-
вом от 1,35 до 1,45.
Углы откоса отвала также изменяются в зависимости от спо-
соба выемки. При слоевой выемке с естественной оттайкой они
зависят от влажности. Так, для песчано-галечных торфов с
влажностью 8—12% средний угол откоса колеблется от 35 до
40°, для переувлажненных песчано-глинистых пород он снижа-
ется до 30°, при выемке с рыхлением взрывом увеличиваются
до 40—42°.
Для каждой заходки устанавливают средний угол поворота
и в зависимости от этого определяют производительность экска-
ватора и время отработки заходки в сменах. При расчетах учи-
тывают также, что производительность экскаватора на перевал-
ке торфов выше, чем при разработке целика в среднем на 20%.
Для расчета вскрышных работ по каждой площади вычерчи-
вают поперечные профили применительно к разведочным лини-
ям, на которых намечают экскаваторные заходки и места для
размещения отвалов, а затем подсчитывают объемы вскрыши
и перевалки торфов.
188
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Для сравнения различных систем вскрыши следует указывать
объем перевалок по отдельным отрабатываемым площадям в аб-
солютных величинах и в процентах по отношению к общему
объему вскрыши. Наиболее правильно система может быть оце-
нена по числу рабочих смен экскаватора, затраченных на вскры-
ше торфов определенной площади россыпи.
Экскаваторно-бульдозерная вскрыша торфов
За последние годы на мерзлых россыпях получило большое
распространение на вскрышных работах совместное использова-
ние канатных экскаваторов и бульдозеров. Различают следую-
щие основные разновидности этого способа: 1) раздельная
вскрыша бульдозерами и экскаваторами при установке их на
различных горизонтах—уступах торфов; 2) бульдозерно-экска-
ваторный способ вскрыши, когда выемка торфов производится
бульдозером, а экскаватор переваливает торфа из разреза в от-
валы на поверхности вдоль бортов; 3) экскаваторно-бульдозер-
ный способ, когда выемка торфов производится экскаваторами,
а бульдозер переваливает торфа в отвалы за границу россыпи.
При совместной работе бульдозеров и экскаваторов в опре-
деленных условиях можно более производительно использовать
эти машины, выполняя каждой из них такие процессы вскрыш-
ных работ, к которым она наиболее приспособлена. Так, на
выемке мерзлых торфов с послойной оттайкой наиболее произ-
водительно работают бульдозеры, а на перевалке и размещении
торфов в отвалы — экскаваторы. В течение теплого времени
года мощность талого слоя торфов возрастает, а следовательно,
выемка торфов экскаватором становится более производитель-
ной и может оказаться целесообразным поменять машины
местами.
Бульдозерно-экскаваторный способ вскрыши с выемкой тор-
фов бульдозером и перевалкой экскаватором (рис. 60) приме-
няют в теплое время года, когда выемку мерзлых торфов можно
производить с естественной огртайкой.
При бульдозерно-экскаваторном способе вскрыши различают
две основные системы: 1) с бортовым рвом (рис. 60, а); 2) с
бортовым окучиванием (рис. 60, б). При системе вскрыши с бор-
товым рвом (канавой, аккумулятивной траншеей) экскаватором
вдоль границы россыпи с положения / проходят широкую кана-
ву (ров) на глубину талого слоя с размещением торфов на борт
разреза. Ров проходят боковым забоем возможно большей ши-
рины — насколько это позволяет радиус и высота разгрузки
экскаватора, но не менее 4—5 м в основании. Отвал торфов
отсыпают с плоской вершиной, допускающей перемещение по
нему экскаватора на таком расстоянии от борта разреза, чтобы
он имел возможность захватить из рва подаваемые бульдозером
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ 189
торфа. Ров проходят летом или осенью, когда проходку можно
осуществить без взрывных работ в два или три слоя по мере
оттайки торфов. К вскрыше торфов на осушенной площади при-
ступают следующим летом. Бульдозеры подают хорошо осушен-
ные торфа в ров поперечными заездами, перемещая их по гори-
зонтали или даже под уклон. При этом протяженность заездов
мала. Все это способствует высокопроизводительной работе
бульдозеров. Экскаватор, располагаясь на отвале, забирает тор-
фа из рва и размещает их в конечный отвал на борту разреза.
Рис. 60. Системы бульдозерно-экскаваторной вскрыши
В этих условиях экскаватор также работает с наибольшей про-
изводительностью, поскольку ковш зачерпывает хорошо разрых-
ленные торфа, угол поворота машины небольшой, а время на
передвижку снижается, так как частота передвижки сокращает-
ся. Наибольшая ширина россыпи, на которой возможно прове-
сти вскрышу торфов этой системой, определяется предельным
объемом торфов, размещаемых в конечном отвале при одно-
кратной их перевалке.
Объем конечного отвала может быть увеличен, если первич-
ный плоский отвал, на котором устанавливают экскаватор, от-
сыпать на наибольшее расстояние от борта разреза. Однако при
этом увеличивается угол поворота экскаватора и снижается его
производительность. Объем перевалки при такой системе вскры-
ши составляет 70—90%. Себестоимость вскрыши получается не-
высокой даже при больших объемах перевалки, поскольку про-
изводительность вскрышных машин при этой системе большая.
При системе вскрыши с бортовым окучиванием (рис. 60, б)
бульдозер подгребает торфа (окучивает) непосредственно к
борту разреза, размещая их во временном отвале. Бульдозер
должен перемещать торфа во временный отвал на подъем в 5—•
15°, что несколько снижает его производительность. Экскаватор
190
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
вначале перемещается по поверхности, занимая положение Д
а после отсыпки отвала на высоту разгрузки приступает к уклад-
ке торфов в отвал, по которому он будет перемещаться. Далее
экскаватор переходит на отвал в положение //, что позволяет
увеличить высоту и емкость конечного отвала. Объем перевалки
при этой системе больше, чем в предыдущей, и достигает 95—
100%. При системе вскрышных работ с окучиванием к вскрыш-
ным работам можно приступить тотчас же, как сойдет снежный
покров, без проведения подготовительных выработок, что яв-
ляется основным преимуществом системы.
Рис. 61. Экскаваторно-бульдозерная вскрыша
Способ вскрыши с выемкой торфов экскаватором и перевал-
кой бульдозером приведен на рис. 61. Экскаваторные заходки
производят от середины россыпи, и торфа от первых трех захо-
док отсыпают на поверхность во временные отвалы. В дальней-
шем бульдозер перемещает эти отвалы за границу россыпи. Для
этого устраивают пологий спуск (съезд), по которому и пере-
мещают торфа в конечный отвал. После перевалки временного
отвала экскаватор переходит на отработку двух бортовых захо-
док 2, 3, причем торфа сразу размещают в конечные отвалы за
границей россыпи.
Экскаваторно-бульдозерный способ вскрыши имеет неболь-
шое распространение. В основном им пользуются, когда вскры-
ша торфов производится зимой с рыхлением торфов взрывом.
3. ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
В описываемом способе разработки для добычи песков ис-
пользуют бульдозеры и колесные скреперы, с помощью которых
пески доставляют к металлическим передвижным или шлюзовым
переносным промывным установкам. Добыча мерзлых песков
производится только в теплое время года, при послойной выем-
ке, по мере их оттайки. Технология добычи песков этими машина-
ми проста, а себестоимость низка, поскольку не требуется оттайка
и не нужно устанавливать транспортное оборудование в разрезе.
Добыча мерзлых песков экскаваторами при необходимости
их подачи на стационарные промывные установки в настоящее
время не применяется, поскольку перемещение песков от экска-
ватора с помощью специальных транспортных средств при вы-
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НА МЕРЗЛЫХ РОССЫПЯХ
емке маломощных талых слоев песков по мере их оттайки об-
ходится дорого, а производительность экскаваторов при таком
способе низкая.
Бульдозерно-скреперная добыча песков на мерзлых россыпях,
и промывка песков описаны в разделе первом.
4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА
Мерзлые россыпи рассматриваемым способом разрабатывают
в такие же сроки и при том же режиме работ, что и при исполь-
зовании скреперов и бульдозеров.
Вскрышные работы производят в основном в теплое время
года. Начало и конец вскрышных работ зависят от опережения
вскрыши. При недостаточном опережении вскрышу начинают в.
конце марта. Причем до середины мая применяют взрывные
работы. В зависимости от подготовленности площадей к добыче
следующего года вскрышные работы заканчивают на 4—6 не-
дель позднее, чем добычные. Со второй половины октября в
районах вечной мерзлоты вскрышу торфов приходится вести с
применением взрывных работ.
В одном разрезе устанавливают один-три промывных прибо-
ра, и суточная производительность разреза составляет 300—
1800 м3 песков.
Годовая производительность электрических экскаваторов на
1 м3 емкости ковша в этих условиях на вскрыше составляет 90—
180 тыс. ж3, чаще всего 120—140 тыс. м3. Обслуживают электри-
ческие экскаваторы с ковшом более 1 м3 машинист, его помощ-
ник и вспомогательный рабочий.
Коэффициент использования времени у электрических экска-
ваторов при вскрыше мерзлых торфов обычно равен 0,65—0,75.
Простои экскаваторов за рабочие сутки составляют: передвиж-
ка 5—10%, пересмена 4—17%, плановый ремонт 8—14%, про-
чие простои 8—12%.
Запасы россыпей должны обеспечивать возможность исполь-
зования основного оборудования в течение тех же сроков, что
и при скреперно-бульдозерном способе разработки.
Мощность разрабатываемых мерзлых россыпей в основном
не превышает 8 м, и лишь в последнее время она увеличивается
до 12 м. Данный способ наиболее целесообразно применять для
разработки мерзлых ключевых и террасовых россыпей и отдель-
ных небольших площадей маловодных долинных россыпей.
Себестоимость экскаваторной вскрыши на мерзлых россыпях
изменяется в широких пределах в зависимости от способа выем-
ки, объема перевалки и емкости ковша экскаватора. Для элект-
рических экскаваторов с ковшом емкостью 1,5—2 м3 и при слое-
вой выемке с солнечной оттайкой себестоимость 1 At3 вскрыши
192
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
торфов без учета перевалки составляет примерно 20—25 коп.,
л при выемке с рыхлением взрывом 0,7—1,2 руб. Себестоимость
добычи песков такая же, как и при скреперно-бульдозерном спо-
собе разработки.
Глава V. ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
РОССЫПЕЙ С ПЕРЕДВИЖНЫМИ МОЙКАМИ
1. ЭКСКАВАТОРНАЯ РАЗРАБОТКА С ПЛАВУЧЕЙ МОЙКОЙ
При этом способе применяют только драглайны с емкостью
ковша от 1 до 11 At3, причем пески в бункер каждой мойки пода-
ет только один экскаватор (см. рис. 63). Наиболее распростра-
нены экскаваторы с емкостью ковша 1,5—4 At3. Плавучие мойки
Рис. 62. Плавучая мойка:
Л— бункер; 2 — загрузочный лоток; 3 — бочка; 4 — галечный лоток; 5 — отвальный
транспортер; 6 — улавливающие плоскони; 7 — кормовые колоды; 8 — понтон; 9 — на-
сосы; 10 — маневровая лебедка; 11 — бортовые канаты
в основном изготовляют из металла, легкоразборной конструк-
ции. Небольшие мойки, предназначенные для работы с 1—2 At3
экскаваторами, строят также из дерева. По устройству мойки
тождественны задней части драги (рис. 62). Небольшие и сред-
ние мойкил обслуживаемые экскаваторами с ковшом емкостью
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ
193
не более 2—4 м3, часто имеют электродизельный привод и ди-
зельный на экскаваторе. На мойке устанавливают дизель-
генератор, и отдельные механизмы ее приводят в движе-
ние электродвигатели. Большие плавучие мойки имеют
электрический привод. Основные данные по плавучим мойкам
приведены в табл. 21.
Таблица 21. Основные данные по металлическим плавучим мойкам
Показатели Мойки завода Бодисон
Емкость ковша экскаватора, л*3 . 1,15 2,28 3,8 10,8
Суточная производительность, м3 . До 1 800 До 3 200 До 6 000 До 11000
Предельная глубина россыпи, м . 6 6 7 36,6
Размер бункера, м ....... Бочка, м: 3,36x3,05 4,28x3,05 4,88x4,88 7,32x6,1
диаметр 1,37 1,52 1,83 2,73
длина Основная улавливающая аппара- 9,15 12,5 15,3 18,3
тура Плоскони Плоскони Плоскони 12 первич-
Отвалообразователь м: 72,5 м3 93 м3 140 де2 ных отсадоч- ных двух- камерных машин
ширина ленты ...... 0,76 0,91 1,01 1,01
длина рамы 15,3 15,3 18,3 57,9
Производительность насоса, м9/ч . 565 910 1360 2350
Двигатели . Дизель Дизель Дизель Электриче-
Стальной понтон, м: 80 л. с. 140 л. с. 495 л. с. ские 430 кет
ширина 10,36 10,97 12,19 15,24
длина 12,8 14,63 19,51 32,31
высота 0,97 1,22 1,38 2,13
Вес, т ' 45 91 160 790
Осушение, вскрытие и подготовка. Заболоченные россыпи осу-
шают канавами глубиной около 1—1,5 м.
Россыпи должны быть осушены в такой степени, чтобы добыч-
ный экскаватор мог свободно передвигаться по поверхности без
применения матов.
На экскаваторных разработках с плавучей мойкой распро-
странены два способа вскрытия — котлованом и независимым в
два горизонта.
При вскрытии котлованом (рис. 63, а) экскаватор располага-
ют на поверхности россыпи, а для установки плавучей мойки
проходят котлован. При таком расположении экскаватор подает
в бункер на промывку почти весь объем пород и только мало-
мощный верхний слой торфов он может отваливать на борта
разреза или в выработанное пространство. При таком способе
разработка россыпи наиболее проста. Применять этот способ
целесообразно при равномерном распределении металла по всей
13 С. М. Шорохов
194
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
толще россыпи, т. е. когда торфа совершенно отсутствуют или
имеют небольшую мощность, а поверхность россыпи позволяет
передвигаться экскаватору без ее выравнивания.
При независимом вскрытии в два горизонта (рис. 63, б) про-
ходят отдельные выработки вскрытия к верхнему и нижнему го-
ризонтам и разрабатывают россыпь в два независимых уступа.
Верхний, обычно вскрышный уступ разрабатывают бульдозера-
ми или колесными скреперами с размещением торфов за преде-
лами россыпи. Вскрывающие выработки для этого горизонта со-
стоят из выездов и траншей. На нижнем, добычном горизонте
Рис. 63. Способы вскрытия при разработке россыпи экскаватором
с плавучей мойкой
проходят котлован, в который спускают плавучую мойку, а экс-
каватор располагают на кровле нижнего уступа. Такой способ
вскрытия применяют для разработки россыпей с торфами зна-
чительной мощности, которые нецелесообразно подавать на про-
мывку. Особенно выгодно применять этот способ, если вскрыша
при отдельной отработке верхнего уступа обходится дешевле
добычи и промывки песков на нижнем уступе. Экскаватор и мой-
ку в этом случае можно использовать более производительно.
Кроме того, при этом способе легко выравнивать рабочую пло-
щадку экскаватора, что особенно важно при разработке россы-
пей с неровной поверхностью. Технология разработки россыпи
при этом способе вскрытия усложняется немного, поэтому в наи-
более распространенных случаях при наличии торфов незави-
симое вскрытие горизонтов обеспечивает лучшие технико-эконо-
мические показатели.
Россыпи обычно отрабатывают по восстанию, поэтому котло-
ван закладывают в нижней ее части. На водоносных россыпях
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ
195
с малыми уклонами направление отработки влияет на показа-
тели работы мало, поскольку осадка понтона плавучих моек ма-
ла и при выборе местоположения котлована решающее значение
имеют условия, изложенные в разделе четвертом.
Подготовительные работы при экскаваторном способе разра-
ботки с плавучими мойками такие же, как и на дражных раз-
работках. Эти работы подробно описаны в разделе четвертом.
Добычные работы. Технология добычи песков определяется
способом выемки их экскаватором и системой разработки.
Выемку производят наклонными или горизонтальными струж-
ками. Для раздельной выемки песков без прослойков торфов, а
также при зачистке плотика применяют выемку горизонтальны-
ми стружками. Так как зачистка плотика под водой затруднена,
то задирку производят на значительную глубину, не менее 0,3—
0,6 м. Для задирки скального плотика зубья ковша экскаватора
должны быть острыми. По мере затупления через одну-шесть
смен зубья меняют и наваривают до необходимого угла заостре-
ния. Кроме того, увеличивают вес ковша путем приварки к дни-
щу и стенкам броневых листов. Выемку основного объема пес-
ков забоя для ускорения заполнения ковша обычно производят
наклонными стружками. Во время выемки из-под воды часть
песков смывается из ковша, что уменьшает его наполнение, а
следовательно, и производительность экскаватора.
Системы разработки подразделяют по ширине рабочего бор-
та разреза на системы с узким и широким разрезом, что пред-
определяется расположением забоя относительно экскаватора и
мойки; к подчиненному признаку относят направление переме-
щения заходки — продольное или поперечное.
При системе с узким разрезом (рис. 64, а) ширина экскава-
торной заходки равна ширине разреза и составляет не более
1,2—1,5 радиуса разгрузки экскаватора. Во время выемки пе-
сков в правой половине забоя бункер мойки располагают в ле-
вой половине забоя и, наоборот, при выемке в левой половине —
в правой. Такое расположение бункера и экскаватора позволяет
вести выемку с малым углом поворота экскаватора (60—70°).
При этой системе несколько усложняется зачистка плотика, по-
скольку близкое расположение мойки затрудняет перекрытие
площадей зачистки в каждом полузабое, а также затрудняется
проведение попутной вскрыши торфов, поскольку они не могут
быть размещены в выработанном пространстве и их приходится
укладывать на борту разреза. На широких и мощных россыпях
при отработке их несколькими параллельными заходками неиз-
бежны потери песков в межходовых целиках (см. раздел четвер-
тый), так как отвалы засыпают пласт песков по борту разреза.
Система разработки с узким разрезом обладает теми же особен-
ностями, что и одинарные системы дражных разработок. Приме-
нять ее целесообразно при разработке узких россыпей, которые
13*
196
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
могут быть отработаны по всей ширине одной экскаваторной
заходкой.
При системе с широким разрезом (рис. 64, б) бункер мойки
располагают сбоку экскаваторного забоя и для разгрузки экска-
ватор поворачивают на 90°. Ширина заходки невелика и для
Рис. 64. Системы экскаваторных разработок с плавучими
мойками
экскаваторов средних размеров составляет 5—15 м. В этом слу-
чае мойка не мешает зачистке плотика на всей площади забоя,
а экскаватор в состоянии частично располагать торфа в вырабо-
танное пространство. При отсыпке торфов в разрез необходимо,
чтобы отвалы не мешали свободному передвижению мойки и не
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ
197
засыпали пласт песков по борту разреза. Ширина разреза ко-
леблется от 30 до 300 м. При этой системе отсутствуют потери
песков в межходовых целиках, поскольку отвалы располагаются
далеко от забоя (см. рис. 64, б). Система разработки с широким
разрезом обладает теми же особенностями, что и системы со
смежными забоями дражных разработок.
Вспомогательные работы те же, что и при дражных разработ-
ках. Они отличаются тем, что несколько облегчается уборка льда,
так как ее частично может производить экскаватор.
Режим работы и условия применения способа. Продолжитель-
ность сезона и режим работы экскаваторов с плавучими мойка-
ми такой же, как у драг, одинаковой годовой производитель-
ности.
Суточная производительность одной установки изменяется от
800 до 10 000 ju3, годовая от 120 до 2000 тыс. м3, а в среднем
340 тыс. м3.
Наиболее подходящими для данного способа следует счи-
тать пойменные россыпи средней водоносности и ключевые рос-
сыпи. Срок существования небольших установок при отсутствии
затрат на сооружение поселка и электростанции и наличии вбли-
зи других подобных россыпей следует принимать не меньше
3 лет, а крупных — 5 лет. При необходимости постройки посел-
ка россыпи должны обеспечивать работу установки в течение
7—10 лет.
Небольшая осадка понтона позволяет применять данный спо-
соб для разработки неглубоких россыпей и россыпей с уклоном
до 0,06.
Большинство установок разрабатывало россыпи мощностью
до 10—15 м. Наиболее крупную плавучую мойку (емкость ковша
экскаватора 11 м3) применяли для разработки глубокой россы-
пи ниже уровня воды до 36 м.
Экскаваторный способ с плавучими мойками наиболее целе-
сообразно применять на россыпях с ровным разрушенным пло-
тиком, обеспечивающим легкую задирку, а также на россыпях
с ложным плотиком или имеющих у плотика бедные пески. Его
основным преимуществом по сравнению с дражным является
меньшая трудоемкость переброски оборудования на соседние
россыпи, меньшие капиталовложения на приобретение оборудо-
вания, а также возможность использовать экскаваторы на дру-
гих горных работах и строительстве.
Таким образом, экскаваторный способ разработки с плаву-
чими мойками близок к дражному, но может обеспечить лучшие
показатели при разработке россыпей с ограниченными запасами
менее 5—7-летнего срока при разрушенном неметаллоносном
плотике и россыпей со значительной подводной глубиной, на ко-
торых применение стандартных драг затруднено.
198
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
2. ЭКСКАВАТОРНАЯ РАЗРАБОТКА С СУХОПУТНЫМИ МОЙКАМИ
При этом способе применяют чаще драглайны и реже экска-
ваторы типа механическая лопата с емкостью ковша 0,75—2,5 м.
Пески в бункер мойки подает обычно один экскаватор и как
исключение — два.
Сухопутные мойки металлические, легкоразборной конструк-
ции на гусеничном или колесном ходу. Небольшие мойки пере-
двигаются с помощью трактора или экскаватора. Они приспо-
соблены для установки на поверхности россыпи (рис. 65, б) или
Рис. 65. Типы сухопутных моек:
/ — бункер; 2 — песковый транспортер; 3 — бочка; 4 — отсадочная машина
(центробежная чаша); 5 — обезвоживатель; 6 — ленточный отвалообразователь
на плотике (рис. 65, а). Мойки первого типа работают с драг-
лайном, расположенным на поверхности, а второго — с экскавато-
ром типа механической лопаты, установленным на плотике. Пески
размывают на сухопутных мойках в бочках (барабанных грохо-
тах), а для извлечения золота используют отсадочные машины,
центробежные чаши и реже шлюзы. Вода подается к разрезу
по переносному водопроводу с шарнирными фланцами, от кото-
рого поступает на мойку по двум резиновым гибким трубам.
На мойке производится обезвоживание хвостов. Осветленная
вода используется для промывки, поэтому свежая вода подается
в количестве, необходимом для восполнения потерь. Кроме того,
обезвоживание позволяет повысить устойчивость отвалов хво-
стов. После обезвоживания угол естественного откоса отвалов
возрастает до 30—36°. Основные данные по сухопутным мойкам
приведены в табл. 22.
ЭКСКАВАТОРНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ
199
Таблица 22. Основные данные по сухопутным мойкам
Тип мойки
Показатели
рис. 65, а | рис. 65, б
Тип экскаватора ............
Емкость ковша, м3...........
Суточная производительность,
м3...........................
Ход.........................
Длина отвалообразователя, м .
Вес, tn.....................
Установочная мощность, кет .
Улавливающая аппаратура . .
Драглайн
0,96
До 1200
Колесно-гусеничный
несамоходный
15,3
27
55
Центробежные чаши
Драглайн
Два по 1,9 м3
До 5000
Гусеничный самоход-
ный
36,6
260
518
Шлюзы
При разработке россыпи экскаватором с сухопутной мойкой
ее осушают. Поверхностные воды отводят канавами, а подзем-
ные— канавой или насосами. Когда применяют мойки на гусе-
ничном ходу, приспособленные для установки на1 поверхности
выработок, вскрытия не проводят, применяют способ вскрытия
без выработок и экскаватор и мойку располагают на поверх-
ности россыпи. При наличии торфов выемку производят гори-
зонтальными стружками, причем торфа размещают на борту
разреза или в выработанное пространство, а пески подают в бун-
кер мойки. Осушение разреза облегчает зачистку неровного пло-
тика, что повышает извлечение металла из россыпи. Системы
разработки россыпи экскаваторов с сухопутными мойками тож-
дественны системам разработки с плавучими мойками.
При применении моек, приспособленных для установки на
плотике, совместно с лопатными экскаваторами работы по вскры-
тию сводятся к проходке котлована со съездом для установки
экскаватора и мойки. Плотик россыпи должен быть ровным и
сложенным из устойчивых пород. Выемку пород экскаватор ти-
па механическая лопата может производить только наклонными
слоями, поэтому раздельная выемка торфов затруднена и все'
породы подают экскаватором в мойку.
Суточная производительность экскаваторных разработок с
сухопутными мойками составляет 300—4000 м3, причем наибо-
лее распространены установки производительностью 800 м31сут-
ки. Сезон работы ограничивается теплым временем года — при
морозах в 10° вода в водопроводе замерзает и работы пре-
кращают.
Для обслуживания экскаватора, сухопутной мойки, перенос-
ного водопровода и насосной установки требуется больше рабо-
чих, чем для плавучих моек, поэтому себестоимость добычи на
экскаваторных разработках с сухопутной мойкой выше, чем у
плавучих, на 20—40%.
200
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
При разработке россыпей в пустынях применяют сухопутные
передвижные установки с воздушным обогащением песков. Со-
держание золота на таких россыпях должно быть в 3—4 раза
выше, чем на россыпях, разрабатываемых с использованием обыч-
ных сухопутных моек, вследствие высокой себестоимости добычи.
Экскаваторы с сухопутными мойками в основном применяют
для разработки малообводненных ключевых россыпей с неров-
ным плотиком, а также и террасовых россыпей с небольшими
запасами при мощности отложений не более 10 ж.
Глава VI. РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ
РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
За последнее десятилетие на россыпях начали использовать
роторные экскаваторы. Впервые их применили для вскрышных
работ торфов на африканских алмазных россыпях. С 1961 г. ро-
торные экскаваторы работают на редкометальных россыпях
Украины.
Роторные экскаваторы на гусеничном ходу изготовляют ма-
шиностроительные заводы Украины, основные данные по кото-
рым приведены в табл. 23.
Таблица 23. Основные данные по роторным экскаваторам
Показатели Тип экскаватора
ЭРУ-300 проект ЗЭР-500 ЭРГ-350/1000 К-300 ЧССР о со CU СП ЭРШР-2600 проект
Емкость ковша, л НО 200 350 300 1600 2600
Скорость черпания, ковшей в минуту — 40 ‘ 32 48 30
Диаметр роторного колеса, м 65 4,5 48 65 6,1 54 6,0 40 50 11,5
Тип ковшей рамы Невыдвижная В • ы д в и ж н а я
Наибольшая высота черпа- ния, м Наибольшая глубина черпа- ния, м Наибольший радиус черпа- ния, м 14,5 18,5 16,0 40,0 50,0
* 0,5 3,0 2,0 10,0 12,0
17,5 24,0 25,4 66,0
Удельное давление на поч- ву, кг/см2 1,07 1,0 1,2 1,15
Установочная мощность двигателей, кет 320 580 3940
Вес, т — 185 425 550 3300 4800
Суточная производитель- ность, тыс. м3 ... . 5,5—3 3—7 6—12 6—10 20—40 30-60
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
201
Роторные экскаваторы в основном приспособлены для выемки
пород выше рабочей площадки. Для выемки пород в нижнем
забое на значительной глубине на зарубежных роторных экска-
ваторах разворачивают колеса ротора на 180°. Колесо ротора
изготовляют с направляющими ребрами или без ребер, но с пи-
тателем. Наиболее производительны колеса без направляющих
ребер, у которых путь разгрузки ковшей длиннее, что позволяет
производить выемку пород на повышенных скоростях вращения
колеса. Для выемки вязких пород устанавливают ковши с цеп-
ным днищем.
Ковшовая рама экскаватора, на которой укреплено роторное
колесо, может быть невыдвижной и выдвижной. При невыдвиж-
ной раме для подачи ротора вперед необходимо передвинуть
экскаватор. Невыдвижные рамы устанавливают на малых и
средних экскаваторах. Конструкция этих экскаваторов проста,
и они дешевые. При выдвижной раме верхний ее конец, опира-
ющийся на корпус экскаватора, укреплен на подвижной тележке
и рама вместе с ротором выдвигается вперед или подается на-
зад. Конструкция экскаватора с выдвижной рамой сложнее, вес
и стоимость его больше на 20—35%. Выдвижные рамы обычно
устанавливают на больших роторных экскаваторах.
Роторные экскаваторы имеют наибольшую удельную произ-
водительность на тонну конструктивного веса при выемке невяз-
ких и безвалунных пород I—V категорий, а следовательно, и
наименьшие удельные капитальные затраты на 1 м3 добываемых
пород; на зубьях ковшей создается режущее усилие до 70—
120 кг!см, что позволяет производить выемку пород IV и V ка-
тегорий; при черпании в верхнем забое можно производить раз-
дельную выемку прослойков мощностью более 1—2 м\ требу-
ется небольшая установочная мощность электродвигателей; не-
велик удельный расход электроэнергии.
К роторным экскаваторам заводы изготовляют шагающие от-
валообразователи, которые позволяют применять наиболее де-
шевый способ вскрыши с непосредственным перемещением тор-
фов из забоя в выработанное пространство.
Пески, добытые роторными экскаваторами, перемещают от
забоя на фабрику забойными переносными ленточными кон-
вейерами, а при небольшой суточной добыче — и самосвалами.
Основные данные по отвалообразователям приведены в
табл. 24.
Таким образом, при работе роторных экскаваторов на рос-
сыпях применяют только комбинированный экскаваторный спо-
соб разработки со вскрышей торфов отвалообразователями и
транспортной добычей песков. Бестранспортный способ разра-
ботки с передвижными мойками в сочетании с роторными экска-
ваторами на россыпях не применяют.
202
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Таблица 24. Основные технические данные шагающих отвалообразователей
Пок аз атели Тип отвалообразователей
ОШ-1 ОШ-125/1500 ОШ-90/3600 ОШ-90/4500 ОШ-180/4500
Длина рамы разгрузочного конвейера, м . 75 126,5 80 87 181
Высота разгрузки при угле наклона 18°, м . Радиус разгрузки при угле наклона 18°, м . 23 40 30 30 60
77 125 87,5 90 185
Длина рамы приемного конвейера, м . . . — 37,5 30 30 60
Угол поворота приемного конвейера, град . 0 0 ±65 ±65 ±30
Удельное давление опорных башмаков кг/см2 0,46 0,7 0,83 1,2 1,38
Установленная мощность электродвигате- лей, кет 180 450 1575 2000 3460
Вес, т 195 504 600 775 2000
Производительность по разрыхленной по- роде, М3]Ч 650 1500 3600 4500 4500
1. ВСКРЫТИЕ
На россыпях в основном применяют независимый способ
Ьскрытия двух или трех горизонтов; для каждого горизонта про-
ходят отдельные выезды, обычно располагаемые в одной внеш-
ней траншее. В траншее устраивают выезды для вскрышного и
добычного экскаваторов с подъемом не более 0,05. Одновремен-
но выезды используют и для самосвалов. Выезд для выдачи
песков из разреза и дорога на поверхности до фабрики обычно
имеет твердое покрытие. При выдаче песков ленточными кон-
вейерами у основания траншеи проходят котлован, в котором
размещают перегрузочную станцию и насосы для водоотлива.
Перегрузочную станцию и конвейер от разреза до фабрики рас-
полагают в крытом помещении.
На россыпях с пластом песков более 3 ж верхний горизонт
обычно приурочивают к кровле пласта (рис. 66) и оставляют
предохранительную рубашку толщиной от 0,2 до 1,5 ж. Вскрыш-
ной роторный экскаватор устанавливают на верхнем горизон-
те, и отработку уступа торфов производят верхним черпанием.
Верхний горизонт располагают также на кровле и на месторож-
дениях с малой мощностью пласта, когда используют для добычи
песков не роторные, а одноковшовые экскаваторы. Когда на рос-
сыпях с мощными торфами и маломощным пластом песков ис-
пользуют для добычи роторные экскаваторы, верхний горизонт
располагают выше кровли пласта на 2—8 м. Этим можно увели-
чить загрузку добычного экскаватора, используя его и для прове-
дения попутной вскрыши оставленного на кровле слоя торфов с
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
203
отвалом их в выработанное пространство разгрузочными кон-
вейером или отвалообразователем.
Независимый способ вскрытия в три горизонта на россыпях
применяют только при наличии в верхних горизонтах крепких
Рис. 66. Разработка россыпей роторными экскаваторами
сцементированных прослойков, выемка которых может быть про-
изведена с применением буровзрывных работ. Отработку тор-
фов в этом случае производят в два уступа с независимым вскры-
тием каждого горизонта и с применением для выемки сцементи-
рованных пород одноковшовых экскаваторов. Этот способ
вскрытия применяют также на месторождениях, имеющих не-
сколько пропластков песков, образующих пачку песков большой
мощности; такую мощную пачку отрабатывают в два уступа с
независимым вскрытием каждого рабочего горизонта.
При выборе места заложения внешней траншеи необходимо
соблюдать следующие условия: расстояние перемещения песков
204
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
из разреза до фабрики должно быть наикратчайшим, мощность
торфов в месте подхода траншеи к разрезу — наименьшей, а
плотик залегать на наиболее низких отметках. Место располо-
жения внешней траншеи выбирают путем сопоставления ва-
риантов.
Ширина траншеи должна быть достаточной для расположе-
ния транспортных путей и выезда экскаватора. Бортам траншеи
придают угол, несколько меньший угла естественного откоса.
Объем траншеи с сечением правильной трапеции определяют по
уравнению сложного клина
н2
W = ^-<0,5 b + 0,33 Н ctg ₽), (67)
где W — объем траншеи, ж3;
b —ширина основания траншеи, ж;
Н — глубина траншеи у места соединения с разрезом, ж;
Р — угол откоса бортов траншеи, град.
Внешние траншеи обычно проходят до сборки роторных экс-
каваторов, используя для этого колесные скреперы или одно-
ковшовые экскаваторы.
2. ВЫЕМКА ПОРОД
Для выемки пород гусеничным роторным экскаватором с не-
выдвижной ковшовой рамой раму поднимают в верхнее поло-
жение и экскаватор перемещают вперед на расстояние, обеспе-
чивающее захват ковшами слоя пород нужной толщины и ши-
рины. При выдвижной раме ее подъем совмещают с подачей на-
зад и экскаватор передвигают к забою на расстояние, меньшее
выдвижения рамы. Затем включают двигатель роторного коле-
са, опускают раму для захвата ковшами породы и включают
двигатели поворота корпуса. При вращении колеса и боковом
его перемещении вдоль забоя ковши ротора, подрезая породу,
отрабатывают забой по дуге круга, центром которого является
ось вращения верхнего корпуса экскаватора. По достижении
ковшами угла забоя поворотный двигатель останавливают, а
черпаковую раму опускают или выдвигают вперед для того,
чтобы можно было подрезать следующую стружку, и выемку
пород производят при повороте корпуса в обратную сторону.
Ковши подрезают стружки толщиной 50—500 жж в зависимости
от крепости пород, размеров ковшей и допускаемых скоростей
резания. Для сокращения расхода электроэнергии стремятся
подрезать стружку квадратного сечения, поскольку в этом случае
отношение площади сечения к периметру подрезки стружки бу-
дет наименьшим. Ширину подрезаемой стружки определяют из
уравнения (134). Как видно, ширина стружки прямо пропор-
циональна боковой скорости перемещения ковшей вдоль забоя
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
205
и обратно пропорциональна числу черпаний колеса. Наибольшая
толщина стружки в мягких породах должна быть на 50—100 мм
меньше величины превышения козырька ковша над ребордой
колеса. Чаще всего толщину стружки выдерживают равной поло-
вине высоты ковша.
Рис. 67. Забой роторного экскаватора
Забой экскаватора. Ковши производят выемку пород в преде-
лах дуги радиуса черпания, размеры которого зависят от кон-
структивных размеров экскаватора и положения рамы в забое
(рис. 67). Из треугольников 1—2—3 и 1—4—5 аналогично
206
экскаваторные способы разработки
уравнению радиуса черпания драги выводится следующее урав-
нение наибольшего радиуса черпания экскаватора:
гс Г(А + Ч)2-(//с-Б)2 ± Г, (68)
где гс—наибольший радиус черпания экскаватора в забое на
высоте Нс от рабочей площади, м\
А — длина черпаковой рамы, ж;
Ч — радиус, описываемый козырьком ковшей на колесе ро-
тора, ж;
Б—расстояние от оси опоры черпаковой рамы (в выдви-
нутом положении) до рабочей площадки, ж;
Г — расстояние от оси опоры черпаковой рамы до оси по-
ворота экскаватора, ж; величину Г принимают со зна-
ком плюс при расположении опоры от оси поворота в
направлении забоя и со знаком минус — при обратном
расположении.
В этом уравнении не учтен угол смещения радиуса черпания»
поэтому радиус определяется приближенно, но с достаточной
точностью для практических расчетов.
На экскаваторах с выдвижной черпаковой рамой ее опора
может быть передвинута в сторону, противоположную забою, из
точки 1 в точку 4 (рис. 67), вследствие чего радиус черпания
уменьшится.
Наименьший радиус черпания у экскаваторов с выдвижной
черпаковой рамой определяют по уравнению (69) с заменой ве-
личины Б и Г величинами Б' и Г', которые определяют следую-
щими уравнениями:
Б' = ГЫп8 + В; >
Г'= ± Г —ncos8,J '
где П — величина подачи черпаковой рамы, ж;
6 — угол наклона пути перемещения опоры черпаковой
рамы, град.
Радиус черпания на рабочей площадке И (рис. 67) опреде-
ляют по уравнению (69), принимая величину Ч равной нулю»
а величину Нс равной Ч.
Ширина экскаваторной заходки (длина забоя) зависит от ра-
диуса черпания и угла поворота экскаватора |3, который состав-
ляет 50—120° (см. рис. 67). Ширину заходки определяют по
уравнению ширины дражного разреза (139). При постоянных
углах откосов уступов ширина заходки на уровне рабочей пло-
щадки и по верху уступа одинакова. Это показывает на перемен-
ность углов поворота экскаватора на разных уровнях забоя, по-
скольку радиус черпания экскаватора изменяется.
После выемки пород по всему забою выдвижную раму или
экскаватор передвигают вперед на 0,2—5 ж и приступают к вы-
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
207‘
емке пород в новом забое. Вследствие передвижек экскава-
тора на боковой поверхности уступов после выемки пород обра-
зуются выступы, размеры которых зависят от величины пере-
движки ковшовой рамы или экскаватора и от угла поворота.
На рис. 67 изображен забой при выемке пород экскаватором
с невыдвижной рамой. Угол откоса забоя при этом очень боль-
шой и в верхней части забоя образуются нависания. Такой угол
может быть выдержан только при выемке устойчивых пород.
В малоустойчивых породах верхняя часть забоя обрушается,
что усложняет выемку пород с хорошим наполнением ковшей.
Поэтому в малоустойчивых породах стремятся уменьшить угол
откоса забоя. Для этого экскаватор с невыдвижной рамой во
время перехода к выемке нижележащего слоя отодвигают не-
сколько назад, что связано с дополнительными простоями. При
экскаваторах с выдвижной рамой угол откоса выполаживают
путем подачи черпаковой рамы назад и экскаватор при переходе
‘к выемке нижележащего слоя не передвигают. Наименьший
угол откоса забоя *[3 (рис. 67) определяется точками 13 и 14,
расположение которых зависит от размеров наибольшего и на-
именьшего радиусов черпания по рабочей площадке. Обычно
стремятся выдерживать наиболее крутые углы откоса, насколь-
ко позволяет устойчивость пород.
Высота забоя в породах повышенной крепости, когда воз-
можны образования в верхней части забоя нависаний или зна-
чительных оползней и обвалов, не должна превышать высоту
черпания экскаватора.
Гусеничный роторный экскаватор наиболее производительно
работает, когда стоит против забоя, и для выемки пород пово-
рачивается только верхняя часть корпуса (рис. 67). В таких ус-
ловиях ширина заходки оказывает влияние на суточную произ-
водительность экскаватора. Это объясняется сокращением про-
стоев экскаватора в течение суток с увеличением ширины заход-
ки на передвижку вперед и простоев в углах забоя при переходе
к выемке нижележащих слоев, а также сокращением времени
на малопроизводительную работу по выемке пород в угловой
части забоя 10—11 (рис. 67). Наряду с этим наблюдается сни-
жение производительности экскаватора во время выемки пород
в углах забоя в связи с тем, что с увеличением ширины заходки
снижается среднее наполнение ковшей породой (ширина выемоч-
ной площадки в углах забоя 6—9 меньше ширины площадки
7—8 в средней части забоя). Особенно сокращается ширина
этой площадки у экскаваторов с невыдвижной рамой. Для оп-
ределенных условий работы экскаватора существует наивыгод-
нейшая ширина заходки, при которой суточная производитель-
ность будет наибольшая. Наивыгоднейшей ширине заходки соот-
ветствует наивыгоднейший угол поворота, который для экскава-
208
экскаваторные способы разработки
торов с невыдвижной рамой по А. Макееву определяется сле-
дующим уравнением:
/ 1000 En X /х + /2 -7 +
₽н-12’2|/ ----------------------L> <7°)
₽Н— наивыгоднейший угол поворота, град;
Е— емкость ковша, jw3;
п— скорость черпания, ковшей в минуту;
X— коэффициент наполнения ковшей в средней
части забоя;
ti = 3—10 — время, затрачиваемое на передвижку экскава-
тора, мин;
/2 = 0,03—0,2 — время остановки экскаватора в углах забоя
при переходе к выемке нижележащего слоя,
мин;
t3 = 10—40 — время, затрачиваемое экскаватором на под-
борку вала, т. е. выемку пород в забое 10—
11 мин;
Н—высота забоя (уступа), м;
d—средняя толщина вынимаемого слоя, м;
е = 0,3—0,7 — коэффициент снижения производительности
экскаватора при подборке вала между заход-
ками;
г— радиус черпания в средней части забоя, м;
s—расстояние передвижки экскаватора, м;
р— коэффициент разрыхления.
Наивыгоднейший угол поворота экскаваторов имеет те же
особенности, что и угол поворота драг (см. раздел четвертый).
При выемке пород экскаватором с выдвижной рамой ширина
площадки стружек постоянна на большей протяженности забоя.
Поэтому для этих экскаваторов наивыгоднейший угол поворота
больше подсчитанных по уравнению (70) и обычно составляет
90—110°.
Условия выемки пород в обоих половинах забоя одинаковы,
если с обеих сторон его имеются боковые откосы, обращенные
внутрь, что встречается при проходке траншей. В таких условиях
экскаватор следует располагать в середине забоя и углы полу-
поворота вправо pi и влево 02 могут быть равны. В обычной
заходке, когда одна сторона уступа обращена во внешнюю сто-
рону заходки, наполнение ковшей в угловой части забоя 10—11
затрудняется. Чтобы повысить наполнение ковшей, экскаватор
передвигают в сторону наружного откоса так, чтобы 02 был
меньше 0Ь При этом обычно принимают 02 = 0,25 0, а 01 = 0,75 0,
т, е. 02 не превышает 25—40°, а 01 составляет 75—80°.
Во время поворота рамы в крайние точки забоя нижний угол
рамы 13 (рис. 67) очень близко подходит к бортовым высту-*
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
209
нам — точкам 6 и 12. Для безопасной работы необходимо иметь
между ними зазор не менее 0,2—0,3 м.
С увеличением угла полуповорота этот зазор увеличивается,
и наоборот, большое влияние на этот угол оказывает ширина
рамы и редуктора, т. е. расстояния между краем ковша и высту-
пающим углом рамы. Поэтому экскаватор с определенными
конструктивными размерами имеет наименьшие допускаемые
углы полуповорота, при которых будет соблюден безопасный
зазор. Правый и левый углы рамы находятся на различном
расстоянии от края ковшей. Экскаватор имеет два значения
наименьших углов в правую и левую стороны полуповорота,
причем в стороны редуктора ротора наименьший угол поворота
будет больше.
Наименьший угол полуповорота в сторону редуктора опреде-
ляется по А. Макееву следующим уравнением, вывод которого
аналогичен выводу уравнения наименьшего угла поворота драги:
Я1 У^+^-^+еГ-Э^ + е)
Я?+Э? .
(71)
где Р1м — наименьший допускаемый угол полуповорота экскава-
тора от среднего положения в сторону редуктора, град;
Я1 — размер вылета козырька ковша относительно ковшо-
вой рамы в стороне редуктора, м;
Э1 — расстояние между краем ковша и выступающим углом
рамы в стороне редуктора, м\
w — размер бокового выступа в углу забоя, м;
е — наименьший допускаемый зазор между углом рамы
и боковым выступом, м\
§— коэффициент (при повороте в сторону редуктора ра-
вен 8,39, при повороте в сторону колеса 8,1).
Роторные экскаваторы в основном приспособлены для работы
верхним черпанием. Однако большие экскаваторы с выдвижной
рамой в состоянии работать и с нижним черпанием на глубину
10—12 м. В мировой практике имеются примеры работы экскава-
торов с одной рабочей площадки в верхнем и нижнем забоях,
длина которых, однако, была небольшой. Для выемки пород
нижним черпанием чаще всего поворачивают роторное колесо
на 180° и изменяют направление его вращения, что связано с про-
стоями экскаватора. Поэтому обычно первоначально отрабаты-
вают верхний забой по всей длине разреза и в обратном направ-
лении нижний забой, сокращая время простоев на перестановку
ротора. На россыпях роторные экскаваторы с нижним черпанием
пока не работают, и эти особенности не введены в классифика-
цию способов выемки пород.
Выше была рассмотрена выемка пород гусеничным роторным
экскаватором совместно с отвалообразователем ,(см. рис. 66)
И С. М, Шорохов
210
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
В этом случае экскаватор во время выемки стоит и поворачи-
вается только верхний корпус. Ширина отрабатываемой при этом
заходки составляет 20—100 м, т. е. экскаватор работает в лобо-
вом (торцовом) забое.
Рельсовые роторные экскаваторы и гусеничные, работающие
с отвальными мостами на угольных разрезах, применяют также
и боковую выемку. В таком случае экскаватор во время выемки
перемещается вдоль забоя или же стоит, а раму поворачивает
на очень малый угол — до 30°,
Рис. 68. Способы выемки с различным расположением стружек
Способы выемки. Выемка пород в забое может быть произве-
дена с различным расположением стружек и с различным ре-
жимом резания. По первому признаку различают следующие
основные способы выемки: 1) горизонтальными стружками;
2) вертикальными; 3) вертикально-горизонтальными. Второй
признак определяет следующие разновидности способов выемки:
1) с постоянными углами поворота и скоростями резания; 2) с по-
стоянными углами поворота и переменными скоростями резания;
3) с переменными углами поворота и постоянными скоростями
резания.
При выемке пород горизонтальными стружками колесо рото-
ра поднимают над поверхностью уступа, после чего экскаватор
с невыдвижной ковшовой рамой передвигают вперед на 2—7 м,
а с выдвижной перемещают его и раму, соблюдая общую вели-
чину подачи рамы.
Далее включают двигатели, опускают раму, так, чтобы ковши
углубились в породу и подрезали стружку необходимой толщи-
ны, и приступают к выемке стружки 1 (рис. 68, а) по всей длине
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
211
забоя и последующих — в порядке, указанном на рисунке. Струж-
ки имеют расположение, близкое к горизонтальному, причем
толщина их по вертикали d небольшая, что позволяет произво-
дить более тщательную раздельную выемку прослойков. Ширина
стружки р зависит от величины подачи рамы, которую устанав-
ливают равной 0,4—0,8 диаметра колеса ротора. При выемке
пород горизонтальными стружками вес ротора содействует
внедрению ковшей в забой, вследствие чего в породах повышен-
ной крепости наполнение ковшей увеличивается. В углах забоя
значительно уменьшается ширина стружки 6, 9 (рис. 67), отчего
снижается наполнение ковшей и производительность экскавато-
ра. После выемки пород на рабочей площадке остаются гребни
13, 14, 15 (рис. 68,а). Большие гребни из устойчивых пород необ-
ходимо срезать, так как они мешают передвижению экскаватора.
Для подрезки экскаватор с невыдвижной рамой несколько отодви-
гают назад, причем производительность экскаватора во время
подрезки снижается. Выемку пород горизонтальными стружками
в основном применяют для отработки уступов небольшой высоты
экскаваторами с невыдвижной рамой.
Для выемки пород вертикальными стружками экскаватором
с невыдвижной рамой ротор выводят из забоя, приподнимают его
и экскаватор передвигают вперед на расстояние, равное толщине
стружки d. После этого в верхней части забоя приступают к выем-
ке стружки 1 (рис. 68, б). Вертикальный размер стружки р зави-
сит от ее толщины и диаметра ротора и равен 0,4—0,8 диаметра
колеса. После отработки первой стружки экскаватор переводят
на выемку нижележащих в порядке, указанном на рисунке.
После выемки пород рабочая площадка получается достаточно
ровной. При выедоке пород вертикальными стружками экскава-
торами с невыдвижной рамой необходимо их часто перестанав-
ливать и поднимать раму, что увеличивает простои. В углах
забоя толщина подрезаемых стружек уменьшается, отчего сни-
жается производительность экскаватора. Данный способ выемки
однорядными вертикальными стружками применяют только
в случаях, когда он обеспечивает более тщательную раздельную
выемку пород.
Выемку пород вертикальными стружками экскаваторами с
выдвижной ковшовой рамой производят в несколько измененном
порядке (рис. 68,в). Так, после выемки первой стружки ковшо-
вую раму выдвигают вперед и подрезают вторую стружку в том
же верхнем слое. В зависимости от общей величины выдвижения
рамы в каждом слое отрабатывают четыре-восемь стружек.
После этого переходят к подрезке стружек во втором слое в по-
рядке, указанном на рисунке. При выемке пород вертикальными
многорядными стружками сокращаются простои, связанные
с подъемом ковшовой рамы, что особенно важно для крупных
экскаваторов, имеющих большую высоту черпания. Раздельная
14*
212
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
выемка пород возможна для прослойков мощностью более
3—4 м. Рабочая площадка при этом способе выемки получается
достаточно ровной. Выемка вертикальными многорядными
стружками относится к наиболее распространенным способам
при работе экскаваторами с выдвижной ковшовой рамой. Во вре-
мя выемки пород экскаваторами с невыдвижной рамой верти-
кальными многорядными стружками увеличивается время на
передвижку экскаватора, ввиду чего применять этот способ
нецелесообразно.
Рис. 69. Способы выемки с различным режимом выемки
Выемку пород в одном забое часто производят как с верти-
кальными, так и горизонтальными стружками, причем порядок
их расположения может быть различный. Способ выемки верти-
кально-горизонтальными стружками с невыдвижной рамой изоб-
ражен на рис. 68,г. Как видно, верхнюю часть забоя отрабаты-
вают вертикальными многорядными стружками с передвижкой
экскаватора вперед для выемки каждой последующей стружки.
При этом суммарная толщина стружек должна соответствовать
нормальному уходу экскаватора. В остальной нижней части за-
боя выемку производят горизонтальными стружками. Такой спо-
соб выемки применяют (для экскаваторов с невыдвижной рамой)
при большой высоте забоя, приближающейся к предельной вы-
соте черпания.
Выемку пород вертикально-горизонтальными стружками экс-
каваторами с выдвижной ковшовой рамой начинают с отработки
верхней части забоя вертикальными многорядными струж-
ками с выдвижением рамы при подрезке каждой следующей
стружки (рис. 68,(3), В средней части забоя выемку производят
горизонтальными стружками, а в нижней вновь переходят на
выемку вертикальными — многорядными стружками, при этом
площадку забоя зачищают без дополнительных передвижек
экскаватора. Данный способ выемки применяют для отработки
забоя большой высоты, представленного породами повышенной
крепости,
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
213
Выемку пород с постоянными углами поворота и скоростями
резания производят малыми и средними экскаваторами с невы-
движной ковшовой рамой. Подрезку слоев в этом случае произ-
водят на протяжении всего забоя (рис. 69, а), поэтому углы по-
ворота Pia и р1б при выемке смежных стружек а и б примерно
одинаковы. Скорости вращения колеса ротора и боковой подачи
выдерживают постоянными и близкими к наивыгоднейшим ско-
ростям резания для пород определенной категории с учетом
конструктивных возможностей экскаватора. Управление машиной
при таком способе выемки наиболее просто, но наполнение ков-
шей в углах забоя снижается пропорционально уменьшению ши-
рины выемочной площадки 1—2. Производительность экскаватора
при этом изменяется по кривой Qa, б (рис. 69, а). Этот способ
выемки выгодно применять для отработки заходок небольшой
ширины, когда средний коэффициент наполнения ковшей на про-
тяжении всего забоя составляет не менее 0,6—0,7 коэффициента
наполнения в средней части забоя.
Выемку пород с переменным углом поворота и постоянными
скоростями резания производят также небольшими и средними
экскаваторами с невыдвижной ковшовой рамой. Такой режим
выемки выдерживают для того, чтобы увеличить производитель-
ность экскаватора в углах забоя. При этом способе корпус экска-
ватора с рамой поворачивают от среднего положения на угол pia
(рис. 69,6), при котором ширина выемочной площадки 3—4
уменьшится не более чем в два раза, оставляя часть забоя 1—4
неотработанной. Выемку пород в забое 1—2—3—4 производят
со второй передвижки, для чего экскаватор поворачива-
ют во время выемки пород на значительно больший угол Р1б-
Этот способ выемки позволяет за счет некоторого усложнения
управлением машиной повысить среднее наполнение ковшей при-
мерно до 0,75 наполнения ковшей в средней части забоя. Произ-
водительность экскаватора изменяется по кривой 5—6—7—8.
Экскаваторы с выдвижной ковшовой рамой обычно произво-
дят выемку пород в забое с переменными углами поворота
(рис. 69, в) вследствие переменности радиуса черпания. Кроме
того, выемку большей части забоя производят по концентриче-
ским окружностям (рис. 69,в, стружка б). Поэтому ширина вы-
емочной площадки по длине забоя более постоянна, что способ-
ствует более равномерному заполнению ковшей. Выклинивается
площадка только для небольшого числа стружек а. Угол пово-
рота экскаватора для подрезки этих стружек устанавливают с та-
ким расчетом, чтобы ширина выемочной площадки уменьшилась
не более чем в 2 раза по сравнению со средней частью забоя.
Средний коэффициент наполнения ковшей в зависимости от ши-
рины заходки и угла поворота находится в пределах 0,75—0,80
наибольшего в средней части забоя. Производительность экска-
ватора при отработке стружек а и б определяется кривыми Qa
214
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
и Q6, а общая производительность — кривой Qa, б- Выемку пород
с переменными скоростями резания обычно производят при ис-
пользовании больших экскаваторов, на которых установлены ра-
бочие двигатели постоянного тока, гидротрансформаторные муф-
ты или двигатели с несколькими рабочими скоростями, рассчи-
танными на продолжительную работу. При выдвижных ковшовых
рамах на протяжении большей части забоя ширина выемочной
площадки постоянна и ковши наполняются равномерно при по-
стоянных скоростях резания. Поэтому переменную повышенную
скорость боковой подачи используют на отрезке забоя 1—2—3—4,
где ширина выемочной площадки сокращается. Увеличивать ско-
рость бокового поворота можно до известного предела, так как
для выемки полной стружки на всем протяжении забоя необхо-
димо, чтобы боковая скорость была меньше величины, определяе-
мой уравнением (133), т. е. меньше произведения ширины ковша
на число ковшей в минуту. Для подрезки стружки с наименьшим
расходом электроэнергии необходимо, чтобы угол сдвига струж-
ки ф (см. рис. 179) был меньше половины угла конусности ков-
ша е. Выдерживать большую скорость поворота при подходе
рамы к углу забоя опасно, поэтому по мере приближения к углу
скорость уменьшают. По этим причинам средний коэффициент
наполнения ковшей обычно составляет 0,75—0,9 наибольшего
в средней части забоя.
3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Вскрышные работы начинают с проходки разрезной траншеи,
с помощью которой подготовляют забои для вскрышных экскава-
торов. Разрезную траншею стремятся пройти по границе россы-
пи с наименьшей мощностью торфов для того, чтобы объем вы-
нимаемых при проходке торфов был небольшой. При выборе
направления разрезной траншеи учитывают также развитие в по-
следующем вскрышных и добычных работ, т. е. необходимо
предварительно принять систему вскрыши и разработки.
Проходку разрезных траншей стремятся произвести ротор-
ными экскаваторами, предназначенными для вскрышных
работ.
Способы проходки траншей роторными экскаваторами с от-
валообразователями во многом зависят от конструкции рамы
приемного бункера отвалообразователя. При поворотной раме
траншеи проходят сразу на полную высоту уступа (рис. 70).
Ширину траншеи определяют исходя из наименьшего правого
и левого угла поворота экскаватора [уравнение (71)], при этом
проверяют возможность размещения торфов на борту траншеи.
Если рама приемного бункера не имеет боковых поворотов, про-
ведение траншей осложняется и для достижения полной глубины
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
215
Рис. 70. Проходка траншеи роторным экс-
каватором с отвалообразователем
ее проходят в два или три слоя. Такой отвалообразователь рас-
полагают наискось траншеи, причем всю траншею на полную
глубину проходят за пять-семь последовательных заходок, т. е.
по две-три заходки в каждом слое.
При слоевой проходке траншеи наибольшую толщину отраба-
тываемого слоя устанавливают графически, вычерчивая отвалы
наибольшего сечения, которые можно разместить на бортах
траншеи.
Технология вскрыш-
ных работ определяется
способом выемки торфов
и системой вскрышных
работ. При проведении
вскрышных работ ротор-
ными экскаваторами с
отвалооб.разователями си-
стемы вскрышных работ
различают по числу забо-
ев, в которых работает
экскаватор, и по направ-
лению перемещения вы-
работок по вскрыше, т. е.
заходки. По первому
признаку различают си-
стемы с одинарным забо-
ем и с «несколькими смеж-
ными забоями. По на-
правлению перемещения
бывают системы с про-
дольными или поперечны-
ми заходками.
При системах с одинарным забоем экскаватор постоянно ра-
ботает только в одном забое (рис. 66 — вскрышной экскаватор).
Эти системы в основном применяют при использовании больших
многогусеничных роторных экскаваторов с выдвижной рамой,
размещающей торфа в выработанное пространство. В этих усло-
виях наибольшей производительности экскаваторы достигают
тогда, когда отрабатывают заходку значительной ширины одним
забоем без боковых передвижек.
В системах со смежными забоями экскаватор работает после-
довательно в двух или трех забоях, образующих заходку боль-
шой ширины, как это изображено на рис. 66 для добычного экска-
ватора. Для перехода в смежный забой экскаватор необходимо
передвинуть вбок. Быстро перейти в смежный забой могут не-
большие и средние двухгусеничные экскаваторы. Применение
систем с двумя-тремя смежными забоями для этих экскаваторов
может быть выгодно в том случае, когда наибольшая суточная
216
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
производительность экскаватора достигается в забоях небольшой
длины. Размеры отвалообразователя для размещения в вырабо-
танном пространстве торфов при этой системе следует рассчи-
тывать на отработку заходки, включающей все смежно располо-
женные забои.
Основные размеры отвалов, размещаемых в выработанном
пространстве, и порядок их отсыпки аналогичны отвалам экска-
ваторной бестранспортной вскрыши. Радиус и высоту разгрузки
отвалообразователя подсчитывают по уравнениям (49) и (50) <
4. ОЧИСТНЫЕ РАБОТЫ
Роторные экскаваторы для добычи песков на россыпях при-
меняют редко. Это объясняется малой мощностью пласта песков,
не превышающей 2 м, небольшой суточной добычей песков и от-
сутствием роторных экскаваторов небольших размеров.
При разработке мощных морских глубинных россыпей ротор-
ные экскаваторы используют для отработки пласта песков мощ-
ностью 4—10 м. Кровлю пласта в таких условиях предварительно
зачищают бульдозерами, поэтому применяют валовую выемку
песков и пласт отрабатывают на полную мощность.
Пласт песков на россыпях со сложным строением может зале-
гать на разных уровнях и иметь невыдержанную мощность. В до-
бычный уступ тогда выделяют все пропластки песков, образую-
щие пачку общей мощностью 4—8 м. Для большей загрузки до-
бычного экскаватора иногда над кровлей пласта оставляют слой
торфов мощностью 1—5 м, что увеличивают мощность добычного
уступа. Добычный уступ с таким сложным строением отрабаты-
вают с раздельной выемкой песков и торфов, что связано с неко-
торым снижением производительности экскаватора.
Выемку песков роторными экскаваторами производят описан-
ными выше основными способами. При выборе способа выемки
необходимо учитывать влияние его не только на производитель-
ность экскаватора, но и на величину потерь и разубоживания
песков. При валовой выемке песков в забое экскаваторами с не-
выдвижной ковшовой рамой обычно применяют выемку горизон-
тальными стружками, причем для тщательной зачистки припло-
тиковых гребней экскаватор несколько подают назад и удовле-
творяются малым наполнением ковшей во время зачистки.
Экскаватором с выдвижной ковшовой рамой валовую выемку
пород в забое целесообразнее производить вертикальными много-
рядными стружками: только при повышенной крепости песков
выгоднее переходить на смешанные способы выемки (рис. 68,5).
Для раздельной выемки песков и торфов в одном забое при-
меняют смешанные вертикально-горизонтальные способы выемки
в различных сочетаниях в зависимости от расположения про-
пластков песков в забое. При этом стремятся сократить разубо-
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
217
живание или потери песков. Уменьшать разубоживание песков
особенно выгодно, когда перевозка, промывка и доводка песков
обходятся дорого, а выемка дешево. Тщательную раздельную
выемку песков роторным экскаватором производить сложнее,
чем многоковшовым. Это объясняется тем, что ковши ротора
подрезают стружку по радиусу со сложным объемным очерта-
нием, причем расположение стружек не соответствует порядку
осаждения песков во время образования россыпи. Поэтому при
Рис. 71. Раздельная выемка песков в забое
выемке песков около кровли или почвы пласта (рис. 71, а) ков-
ши ротора подрежут торфа или плотик. В зависимости от степе-
ни разубоживания горную массу (рис. 71, а) приходится направ-
лять в отвал, например стружки 1 и 4, или на промывку — струж-
ки 2 и 3. Раздельная выемка еще более осложняется, если кровля
и почва пласта волнистая или граница их расположена в забое
под наклоном. В таких забоях выемку стружек приходится про-
изводить по частям забоя /, 2; 5, 4\ 5, 6\ 7, 8 (рис. 71,6), под-
разделяя его, чтобы разубоживание и потери не превысили уста-
новленной нормы. Более тщательную раздельную выемку песков
с меньшим разубоживанием и снижением производительности
экскаватора можно производить экскаваторами с выдвижной
ковшовой рамой. Выемку более мощных слоев пустых пород или
пластов песка целесообразнее производить многорядными верти-
кальными стружками, например верхний слой торфов (рис. 71, б)
или нижний пласт песков. В этом случае кровля пласта или пло-
тик зачищается более тщательно и разубоживание песков при
выемке верхнего и нижнего пластов снижается. Маломощные
пропластки песков производительнее отрабатывать горизонталь-
ными стружками.
В основу классификации систем разработок принимают те же
признаки, что и для систем вскрыши роторных экскаваторов, т. е.
число забоев, в которых работает экскаватор, и направление
перемещения добычных выработок — заходок, в которых рабо-
тает экскаватор. Порядок перемещения добычных и вскрышных
218
экскаваторные способы разработки
заходок на экскаваторных разработках при вскрыше отвалообра-
зователями и с транспортной добычей взаимосвязан. Поэтому
системы разработки в отношении направления перемещения до-
бычных заходок приходится выбирать одновременно с выбором
направления вскрышных заходок.
Особенности систем, связанные с направлением перемещения
заходки, такие же, как и у систем с продольной и поперечной за-
ходкой одноковшовых экскаваторов и драг; тождественны и усло-
вия применения этих систем. Ширина вскрышных и добычных
заходок должна быть одинакова. Число смежно расположенных
забоев в добычной заходке должно быть увязано с размерами
добычного экскаватора, с наивыгоднейшим углом его поворота
и с общей шириной заходки вскрышного экскаватора. Добычные
экскаваторы обычно имеют меньшие размеры, чем вскрышные.
Поэтому на добычном уступе чаще можно применять системы
разработки со смежными забоями, чтобы выдержать значитель-
ную ширину заходки, наивыгоднейшую для больших дорогостоя-
щих вскрышных экскаваторов, а также обеспечить наивыгодней-
шую длину забоя для добычного экскаватора. При системе раз-
работки со смежными заходками осложняется выдача песков
из забоя при использовании ленточных конвейеров. В этом слу-
чае целесообразно применять гусеничный ленточный перегружа-
тель, который принимал бы пески от экскаватора и передавал бы
их на основной забойный ленточный конвейер, выдающий пески
на поверхность.
После очистной выемки песков плотик зачищают. Удобнее
всего производить зачистку бульдозером, который подгребает
оставшиеся пески к откосу добычного уступа, затем их забирает
экскаватор при отработке смежной добычной заходки.
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Большие и средние роторные экскаваторы стоят дорого, поэто-
му их целесообразно использовать в наибольшей степени даже
за счет некоторого увеличения эксплуатационных затрат. Для
вскрышных машин можно предусматривать наиболее уплотнен-
ный режим работы, такой же, как и для драг. Режим работы
вскрышных экскаваторов зависит от годовых объемов вскрыш-
ных работ, поскольку опережение их над добычными при экска-
ваторной вскрыше с отвалообразователем может быть неболь-
шим. Режим работы добычных экскаваторов приходится выби-
рать, учитывая наивыгоднейший режим работы обогатительных
установок.
Роторные экскаваторы только внедряются в горную промыш-
ленность, поэтому в проектах обычно предусматривают двух-
сменную работу с прерывной рабочей неделей. В течение года
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ РОТОРНЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
219
экскаваторы могут работать 200—-300 дней. Коэффициент исполь-
зования времени за рабочие сутки на вскрышных работах при ис-
пользовании отвалообразователей составляет 0,7—0,85, а на
добыче песков он меньше на 10—20%• Расход электроэнергии
в зависимости от крепости пород и размеров отвалообразователя
составляет 0,2—0,7 кет • ч/м3. Себестоимость вскрышных рйбот
12—40 коп. за 1 ти3.
Роторные экскаваторы целесообразно применять для разра-
ботки безводных или маловодных больших россыпей, обеспечи-
вающих работу предприятия не менее чем на 10 лет, а также
когда вблизи россыпи нет воды или когда вследствие большой
водопроницаемости пород сложно поддерживать разрез в затоп-
ленном состоянии. В настоящее время предусматривается исполь-
зование роторных экскаваторов на россыпях глубиной до 70 м.
Вязкие, плохо опоражнивающиеся из ковшей породы и валуны
затрудняют работу экскаватора, поэтому число валунов, превы-
шающих в своем поперечнике треть ширины ковша, должно быть
незначительным.
В перечисленных выше условиях применение на вскрышных
работах роторных экскаваторов с отвалообразователями позво-
ляет производить вскрышу торфов большой мощности с высокой
суточной производительностью, при низком расходе электроэнер-
гии и с низкой себестоимостью.
Себестоимость выемки песков роторными экскаваторами
также невысока. Однако пески могут быть погружены экскавато-
ром только на ленточные транспортеры, в вагоны или самосвалы,
с помощью которых их доставляют к стационарным промывным
установкам. Стоимость перевозки песков и размещения хвостов
от стационарных промывных установок в отвалы обходится до-
рого. Поэтому использование роторных экскаваторов для добычи
песков наиболее целесообразно на россыпях, содержащих трудно-
извлекаемые ценные минералы, для которых необходимо соору-
жение сложных стационарных обогатительных установок.
Роторные экскаваторы в наибольшей степени получат распро-
странение при разработке морских россыпей и вторичных оса-
дочных месторождений ценных минералов, содержащих редкие
и рассеянные металлы.
Глава VII. РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ БАШЕННЫМИ
И МНОГОКОВШОВЫМИ ЭКСКАВАТОРАМИ
Башенные экскаваторы широко применялись на россыпях
в США в первой четверти XX в. Наиболее распространен был
стационарный башенный экскаватор, машинная башня которого
была установлена на фундаменте и укреплена растяжками. Значи-
тельно реже применяли башенный экскаватор на рельсовом ходу.
220
ЭКСКАВАТОРНЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Схема разработки россыпи стационарным башенным экска-
ватором представлена на рис. 72. Емкость ковша составляла
0,5—1,5 м3, а пролет между башнями 100—200 м. Перемещение
ковша осуществляется с помощью двухбарабанной лебедки, ко-
торая имеет две скорости. При заполнении ковш передвигается
со скоростью 0,7—1,2 м1сек, а по канату — со скоростью 2—
3 м!сек. За час экскаватор выдавал 20—40 ковшей. Торфа отсы-
пались в отвал у машинной башни и частично в выработанное
пространство, а пески—в бункер шлюза.
Рис. 72. Разработка россыпи стационарным башенным экскаватором
Башенные экскаваторы наиболее удобно применять для раз-
работки небольших россыпей с заболоченной поверхностью и не-
сколько повышенной мощностью, а также для разработки старых
отвалов.
Многоковшовые экскаваторы. На золотых россыпях Сибири
в 1901—1938 гг. работало около десяти многоковшовых экскава-
торов. Россыпи содержали валуны, и работа экскаваторов ослож-
нялась. Экскаваторы плохо зачищали скальный плотик. Кроме
того, они работали с железнодорожным транспортом торфов
и песков. По этим причинам себестоимость добычи была высока
и применение многоковшовых экскаваторов для разработки* зо-
лотоносных долинных и ключевых россыпей оказалось нецелесо-
образным.
В настоящее время многоковшовые экскаваторы применяют на
африканских алмазных россыпях, где ими производят вскрыш-
ные работы с отвалом торфов в выработанное пространство.
Многоковшовые экскаваторы можно применять для разработ-
ки сухих мощных морских глубинных россыпей. Эти россыпи сло-
жены из пород II и III категорий, не содержат крупной гальки,
имеют значительную мощность и залегают на ложном плотике.
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ ЭКСКАВАТОРАМИ
221
Если россыпи имеют пропластки песков с различным содержа-
нием металла, выемку песков целесообразно производить раз-
дельно. В таких условиях следует применять поворотные много-
ковшовые экскаваторы с отвалообразователями (рис. 73). Эти
экскаваторы при оборудовании их многошарнирной ковшовой
рамой с планировочным звеном могут производить раздельную
выемку прослойков в одном забое. Поворотные многоковшовые
экскаваторы работают верхним и нижним черпанием, что позво-
ляет отрабатывать уступ двойной высоты с одной рабочей
Рис. 73. Схема разработки россыпи поворотным много-
ковшовым экскаватором с отвалообразователем:
1 — торфа; 2 — пески; 3 — отвалообразователь; 4 — отвал торфов
площадки, расположенной на среднем горизонте наносных отло-
жений. Так, крупные поворотные экскаваторы с глубиной черпа-
ния 25 м в состоянии с одной площадки отрабатывать россыпь
глубиной до 45 м. Торфа из прослойков от экскаватора подают
на отвалообразователь и отсыпают в выработанное пространство.
Экскаватор и отвалообразователь перемещаются по одним рель-
совым путям (рис. 73). Пески грузят в вагоны.
Вскрытие россыпи обычно осуществляют одной траншеей.
Проходят ее в месте с низкими отметками плотика. Наиболее
распространена веерная система разработки, пески из разреза
к промывной установке перемещают железнодорожным транс-
портом или ленточными транспортерами. Передвижка экскавато-
ра и рельсового пути производится через 4—6 м, т. е. на расстояние,
несколько меньшее длины планировочного звена черпаковой
рамы.
Ремонт многоковшовых экскаваторов обходится дороже, чем
у роторных, и несколько выше расход электроэнергии.
Многоковшовые экскаваторы целесообразно применять при-
мерно в тех же условиях, что и роторные, но когда по условиям
залегания россыпи выгодно производить выемку пород на нижнее
черпание с раздельной выемкой прослойков в одном забое.
В начале XX в. было построено несколько многоковшовых
экскаваторов, работавших совместно с передвижной промывной
установкой, так называемые сухопутные драги. Этот бестранс-
портный способ разработки в сочетании с многоковшовыми экска-
ваторами распространения не получил.
Раздел третий.
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ
РАЗРАБОТКИ
Глава I. ОПИСАНИЕ СПОСОБА
Отбойка в забое, перемещение песков к промывной установке,
промывка и удаление хвостов в отвалы осуществляются водой
(рис. 74). Вода поступает к монитору по трубам под напором
Рис. 74- Гидравлические разработки с естественным напором (с водозавод-
ной канавой)
2—20 атм, выбрасывается струей с большой скоростью. Струя
размывает породы, а поток перемещает их к приямку землесоса
и других подъемных устройств. Землесос засасывает пески и по
ОПИСАНИЕ СПОСОБА
223
трубам подает на промывную установку, где из них извлекаются
шлихи и металл, а хвосты водным потоком перемещаются
в отвалы.
Использование на горных работах напорной воды позволило
соединить в один непрерывный поточный производственный про-
цесс все основные виды работ, осуществляемые при разработке
месторождений. Вследствие этого на основных процессах гидрав-
лической разработки занято мало рабочих, производительность
труда высока. Кроме того, при этом способе применяется простое
оборудование — мониторы, насосы и трубы, а процесс обогаще-
ния упрощается, так как пески поступают на промывную уста-
новку в хорошо размытом виде.
В благоприятных условиях залегания россыпи, при наличии
дешевой напорной воды и при небольшом количестве валунов
гидравлический способ может обеспечить низкую себестоимость
добычи.
1. СМЫВНЫЕ РАБОТЫ
Размыв и перемещение пород на смывных работах производят
с помощью водного потока, который подводят по канаве к раз-
рабатываемой площади россыпи. Водный поток производительно
размывает и перемещает породы в том случае, когда по канаве
проходит много воды со скоростью не менее 2—4 м/сек,
У места проведения работ сооружают плотину. Плотина имеет
ряжевый водослив с двумя-четырьмя ставнями (щитовыми затво-
рами) , рассчитанными на выпуск 3—20 м3 воды в секунду. От став-
ней к смываемой площади проходят канаву глубиной 0,5 м. Воду
из одного ставня выпускают в канаву, которую водный поток рас-
ширяет и углубляет до плотика, образовывая первоначальный
разрез. Для ускорения создания разреза искусственно разрых-
ляют дно канавы и обрушают борта, облегчая размыв и вынос
пород. После образования разреза воду выпускают одновременно
из двух ставней и мощный поток направляют в уступ у устья ка-
навы, чтобы размыть ее борт. Забойщики обрушивают верхнюю
часть борта вдоль канавы, главным образом растительный слой..
Водный поток стремятся направлять к размываемому борту,
чтобы подмыть его. Для этого устанавливают щиты. Из потока
выбирают валуны и используют их для образования прижимного
вала. Обычно смывается 85—95% пород. После смыва на дне ка-
навы остаются серые шлихи (5—7%), крупная галька и валуньц
Смывные работы целесообразно вести по двум канавам с та-
ким расчетом, чтобы в одном разрезе производился смыв, а в дру-
гом зачистка и промывка шлихов. Уклон поверхности и плотика
россыпи не должен быть менее 0,01—0,02. Удельный расход воды
составляет 50—80 т на 1 м3 пород. Производительность труда
рабочих на смывных работах следующая^ забойщика 50—
224
Гидравлический способ разработки
70 м31смену\ рабочего на смыве 25—30 м31смену\ рабочего в раз-
резе, включая работы по зачистке плотика и промывке, 10—
15 м?1смену.
Смывные работы проводились также с использованием же-
лезных желобов (баксовые работы), в которые породы обруши-
вались и перемещались водным потоком к промывной колоде.
В настоящее время смывные работы проводят при вскрышных
работах, причем для проходки канав и образования в разрезе
прижимного вала используют бульдозеры.
2. ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СПОСОБА
В начале развития гидравлического способа напорная вода
поступала к месту работ по трубам от напорного ларя (рис. 74),
расположенного на увале выше россыпи. В напорный ларь вода
подводилась из верховьев речки по длинной водозаводной кана-
ве, проведенной по увалу долины. Канаву проходили с уклоном
меньше уклона долины, что позволяло завести воду на увал до-
лины значительно выше уровня воды в реке. Таким образом, вода
из реки поступала к напорному ларю самотеком, а необходимый
напор создавали разностью между уровнем воды в напорнохм
ларе и уровнем установки монитора. Вследствие этого себестои-
мость тонны напорной воды на гидравлических разработках с та-
ким естественным напором составляет 0,05—0,2 коп. Этот способ
создания напора можно осуществить в условиях, когда выше
россыпи находятся водные источники, а увал долины имеет удоб-
ную поверхность для проведения водозаводной канавы.
С начала XX в. напорную воду начали подавать центробеж-
ными насосами, установленными вблизи россыпи (рис. 75). Насо-
сы позволили обходиться без длинной водозаводной канавы, но
потребовалась электроэнергия для приведения их в движение.
Вследствие этого на гидравлических разрезах с искусственным
напором себестоимость 1 т воды довольно высока и составляет
0,4—1,5 коп.
Воду на гидравлических разработках подают также с по-
мощью насосов и водозаводной канавы, т. е. создают напор ком-
бинированным способом. В зависимости от условий возможно
различное взаимное расположение водозаводных канав и насос-
ных установок. При комбинированном напоре стремятся сохра-
нить преимущества естественного и искусственного напора.
Способ создания напора в большей степени влияет на технико-
экономические показатели и на технологию разработок, и по это-
му признаку гидравлические разработки подразделяются на три
основных типа: с естественным, искусственным и комбинирован-
ным напором.
На гидравлических разрезах с естественным напором объем
добычи в золото-платиновой промышленности достигает 50%.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗМЫВА ПОРОД
225
После пуска в Сибири ряда крупных электростанций с очень де-
шевой электроэнергией предполагается, что удельный вес добычи
из разрезов с естественным напором снизится при общем увели-
чении объема работ.
Рис. 75. Гидравлические разработки с искусственным напором
(с насосной установкой)
Глава II. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗМЫВА ПОРОД
1. КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ
Гидромонитор (водомет, водобой, монитор) является основ-
ным орудием для размыва пород напорной струей.
На приисках наиболее распространен термин «монитор», а в угольной
промышленности — гидромонитор; наиболее четким, коротким и понятным
является водомет. В русской литературе слово водомет встречается уже
в 1836 году, т. е. на 25 лет ранее распространения на Калифорнийских
гидравлических разработках термина монитор. За последние 15 лет «водомет»
и тождественный ему «водобой» получили распространение как в технической
15 С. М. Шорохов
226
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
литературе [4, 94 и др.], а также в периодической печати. Новому высоко-
напорному «импульсному водомету» присвоена марка ИВ-1.
По конструкции водометы делятся на два основных типа:
с шаровым присоединением ствола и с присоединением ствола
посредством поворотного фланца. Кроме того, их изготовляют
с ручным, дистанционным и программным управлением.
Наиболее распространен монитор с шаровым соединением
(рис. 76). Для уменьшения веса основные его части изготовляют
из 2—3-миллиметровой листовой стали путем сварки, а более
сложные части штампуют или отливают из ковкого чугуна. Мо-
ниторы изготовляют нескольких размеров (табл. 25), рассчитан-
ных на разный расход воды. Основным конструктивным разме-
ром является внутренний диаметр нижнего колена.
Таблица 25. Основные данные мониторов с шаровым присоединением ство-
ла и ручным управлением
Показатели Нижние и верхние колена и насадки изготовлены из чугуна Свар- ной кон- струк- ции
Диаметр входной трубы, мм 150 200 250 300 250
Диаметр насадок, мм 30—60 50—75 50—90 70—120 50—90
Длина от входного фланца до конца на-
садки, мм 2700 3250 3200
Высота установки горизонтальной оси
ствола над почвой, мм — — — 1460
Наибольшие углы, град*.
подъема 32 32 27
опускания 18 18 27
Допускаемый напор, ат 12 12 12 12 15
Вес, кг:
без салазок, водила и противовеса . 124 194 293 512 196
общий — — — — 300
Управление стволом монитора осуществляется с помощью во-
дила: в горизонтальной плоскости ствол можно поворачивать
на 360°, в вертикальной — вверх и вниз от горизонта не более чем
на 20—30°., Поворачивать ствол с насадками большего диаметра
трудно, так как приходится преодолевать инерцию струи. Для
управления такими стволами на конце насадки устанавливают
поворотный цилиндрический наконечник 1 с ручкой (рис. 77), так
называемый отклонитель (дефлектор). Наконечник присоединен
к насадке поворотным кольцом 2 с четырьмя штифтами. Откло-
нитель можно поворачивать за ручку в любом направлении
с очень малым усилием. При повороте отклонителя струя, уда-
ряясь о внутреннюю стенку наконечника, поворачивает ствол в на-
правлении поворота ручки. Управляет монитором один рабочий.
В последние годы на приисках Приморья и за рубежс/м нача-
ли применять мониторы «петлеобразной» конструкции (рис. 78).
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗМЫВА ПОРОД
227
Основная его часть — верхнее колено 1 — имеет петлеобразную
форму, что позволяет уравновесить длинный ствол изогнутой
^-700 300
Рис. 76. Монитор с шаровым яблоком и ручным управлением
При такой конструкции отпа-
г
/////////Т?77хЬ
Рис. 77. Отклонитель
частью трубы и расположить два поворотных фланца 2 во взаим-
но перпендикулярных плоскостях. ”
дает необходимость в противовесе
и шаровом соединении ствола,
которое всегда вызывало большие
гидравлические потери. Эти мони-
торы предполагается выпускать с
входным диаметром 200—350 мм,
как с дистанционным, так и с
ручным управлением. При ди-
станционном управлении ствол
поворачивают с помощью двух
гидравлических цилиндров. Гид-
равлический привод работает от
масляного насоса с рабочим дав-
лением 12 ат. Электродвигатель
насоса имеет мощность 1,5 кет
при напряжении 60 в. Передви-
жением рукоятки можно повора-
чивать ствол в горизонтальной
плоскости в пределах 120°, а в
вертикальной — вверх или вниз
от горизонта на 30°. Ствол можно поворачивать быстро или
медленно и останавливать в любом положении. Поворотные ци-
линдры с маслонасосом соединены высоконапорными рукавами,
15*
228
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
1855
Рис. 78. Петлеобразный мони-
тор с гидравлическим управле-
нием
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАЗМЫВА ПОРОД
229
длина которых достигает 30 м. При дистанционном управлении
петлеобразный монитор можно установить непосредственно у за-
боя, а бак с рукоятками управления в безопасном месте. Гид-
равлические потери у' петлеобразных мониторов небольшие,
в струе возникает меньше вихревых потоков, она меньше рассеи-
вается. Однако малый угол поворота в горизонтальной плос-
кости затрудняет использование их для одновременной отбойки,
выгонки пород и зачистки плотика. Один маслонасос может
обслужить два монитора, поэтому на баке устанавливают двой-
ное управление.
В настоящее время проходит испытание 150-миллиметровый
петлеобразный монитор (рис. 78) на салазках. Он рассчитан
на установку насадок диаметром 40—60 мм и имеет конусный
переход для присоединения к водопроводу диаметром 200 мм.
Испытывается также монитор для насадок диаметром 50—90 мм
с внутренним диаметром нижнего колена 210 мм и переходником
для присоединения к трубам диаметром 250 мм. Длина его
2800 мм, высота на салазках 1350 мм, общий вес с баком и рука-
вами 800 кг.
На мерзлых россыпях для послойного размыва пород по мере
их оттайки применяют мониторы с программным управлением.
На приисках часто используются мониторы собственной кон-
струкции; их делают меньшего веса и высоты, такие мониторы
более устойчивы и облегчают работу по зачистке плотика.
Количество воды, выбрасываемой монитором, меняют уста-
новкой насадок разного диаметра (рис. 79). Для уменьшения
рассеивания струи и вредных сопротивлений насадка должна
иметь плавные переходы и не иметь на выходной части вмятин,
зазубрин и других повреждений. Внутренняя поверхность наса-
док шлифуется. Внутри ствола располагают успокоительные реб-
ра, которые препятствуют вращению водного потока, уменьшают
рассеивание и разбрызгивание струи после вылета из насадки.
Конструктивные особенности монитора существенно влияют
на целесообразное использование напорной воды для отбойки
и выгонки пород, а также и на трудоемкость его обслуживания.
230
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На россыпях целесообразно применять легкие и устойчивые мо-
ниторы, а при необходимости зачищать плотик небольшой вы-
соты. Потери напора должны быть наименьшими, управление
легким. Монитор устанавливают на ровной площадке, салазки
его укрепляют. Ствол должен быть правильно уравновешен, а
груз противовеса укреплен. Поворотные фланцевые соединения
необходимо отрегулировать так, чтобы ствол поворачивался лег-
ко, а вода не просачивалась. Менять насадки и устранять непо-
ладки в мониторе разрешается только при полном прекращении
подачи воды. Запрещается оставлять работающий монитор без
надзора, при остановке ствол направляют в безопасном направ-
лении. Задвижки на водопроводе монитора следует открывать
и закрывать медленно, чтобы избежать гидравлических ударов.
2. ДИАМЕТР НАСАДКИ И РАСХОД ВОДЫ
Количество воды, выбрасываемое монитором, зависит от на-
пора и диаметра насадки. Нужный диаметр насадки определяют
по расходу воды, необходимому для размыва заданного коли-
чества породы, по следующему уравнению:
Р2)
где d—диаметр насадки, м;
Q — расход воды, м?)сек\
[л =0,96—0,99 — коэффициент сжатия струи (зависит от
ровности переходов насадки и качества
шлифовки);
v — скорость струи у насадки, м!сек.
Для средних значений коэффициента сжатия и скорости
струи уравнение диаметра насадки имеет следующий упрощен-
ный вид: __
''«‘l5]/?!=0’57]/^' (73)
Скорость вылета струи на основе законов истечения жидко-
сти из отверстий определяют по уравнению
v = <?V2gH, (74)
где v — скорость вылета струи при выходе из насадки, м!сек\
Ф —коэффициент скорости;
g — ускорение силы тяжести, м/сек2-,
Н — напор у насадки, м.
Коэффициент скорости учитывает сопротивления воды при
прохождении через насадку. В зависимости от плавности пере-
ходов и тщательности обработки внутренних поверхностей на-
садок, применяемых на горных работах, коэффициент скорости
принимают 0,92—0,96.
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
231
Для определения напора у насадки следует учитывать сопро-
тивления и потери напора при прохождении воды по коленам и
стволу монитора. Потери напора зависят от его конструкции и
секундного расхода воды. Поэтому на малых моделях нет смыс-
ла устанавливать насадки большого диаметра.
Потери напора в мониторе определяют по уравнению
h = kQ2, (75)
где h —потери напора, м;
k — коэффициент потерь напора;
Q — расход воды, м?]сек.
Коэффициент потерь напора устанавливают опытным путем.
Так, для 250-миллиметрового сварного монитора при горизон-
тальном расположении ствола £ = 82, а при наибольшем подъеме
£ = 91.
В табл. 26 приводятся данные о расходе воды для различных
насадок и напоров.
Таблица 26. Примерный расход воды из насадки в зависимости от ее
диаметра и напора, л!сек
Диаметр насадки, мм Расход воды при напоре у насадки, м
20 | 40 60 | 80 100 | 120 | 140
50 37 53 64 74 83 91 97
75 82 117 144 165 185 202 218
100 148 210 257 297 332 364 394
125 233 327 398 457 514 564 608
150 334 470 574 660 742 810 875
Глава III. РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
1. СТРОЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ СТРУИ
Струя воды, движущаяся с большой скоростью, по выходе
из насадки попадает в совершенно иные условия, что ведет к
изменению режима движения потока и строения струи. Струя по
выходе из насадки расширяется от большого внутреннего дав-
ления, на поверхности струи вследствие трения о воздух возни-
кают волны и вихревые потоки, которые отделяют от струи во-
дяные капли и струйки и способствуют проникновению в струю
воздуха, отчего она постепенно рассеивается. По мере удаления
от насадки диаметр струи увеличивается, а плотность, скорость
и напор в отдельных ее частях уменьшаются. При этом вначале
возникает неустановившийся режим движения потока с быстрым
изменением основных параметров, а на некотором расстоянии
от насадки создается более спокойный режим, при котором из-
менение параметров происходит медленнее. Изменение, строе-
232
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ния струи по длине показано на рис. 80. На некотором расстоя-
нии от насадки в середине сечения струи сохраняется плотный,
постепенно суживающийся водяной поток — ядро струи, в осевой
части он имеет наибольшую скорость и наибольший напор. К
периферии плотность струи уменьшается и водный поток, насы-
щаясь воздухом, постепенно распадается на отдельные струи,
затем на крупные и в конце на очень мелкие капли, образующие
вокруг струи водяной туман. Рассеивание струи на нижней по-
верхности под влиянием силы тяжести происходит быстрее,
Рис. 80. Строение струи
вследствие чего струя постепенно приобретает эллипсовидное с
удлиненной нижней вертикальной полуосью сечение. Протяжен-
ность ядра — начального участка струи — может быть установ-
лена весьма приближенно и по наблюдениям составляет 40—
150 диаметров насадки. На следующем участке рассеивание
струи настолько увеличивается, что поток приобретает струйча-
тое строение, а у поверхности струи наблюдается повышенное
выделение капель. Границей последнего участка струи является
усиленный распад струи.
Угол конусности струи е (рис. 80) изменяется по длине струи.
Около насадки на начальном участке струя имеет наибольшую
конусность. На остальной части струи угол конусности посте-
пенно уменьшается, причем у нижней части струи он больше»
чем у верхней.
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
233
Изменение диаметра струи при разных насадках на различ-
ных расстояниях и напорах показано на рис. 80 [22, 23], где вид-
но, что диаметр струй, выбрасываемых малыми насадками (rf=
= 50 мм), увеличивается быстрее и на расстоянии 20 м коэффи-
D2
циент рассеивания по площадям сечения струй рп= =82,5.
Струи с большим диаметром рассеиваются медленнее, поэтому
протяженность начального участка, в котором сохраняется
сплошное ядро, большая, а также увеличивается и дальность
полета струи. Исследованиями установлено большое влияние
на рассеивание струи конструкции ствола и насадки, а также
качества шлифовки насадки. Для уменьшения рассеивания не-
обходимо предотвратить в стволе вихревые потоки. Замерять
диаметр струи весьма сложно, поскольку между струей и окру-
жающими ее брызгами и водяным туманом нет четкой границы.
Поэтому при различных способах и условиях замера одной и той
же струи будут получены различные коэффициенты рассеи-
вания.
Сила удара струи на забой переменна и зависит от многих
условий. Силу удара струи Р в кг у насадки на плоскую стен-
ку, перпендикулярную полету струи, на основании законов ди-
намики при спокойном растекании потока, когда направление
движения жидкости изменяется не более чем на 90°, определяют
по уравнению
' 7)2
Р = Т/~ = 2Т/Я = 0,2Я/ (76),
где у — вес 1 м3 воды, кг;
v — скорость вылета струи из насадки, м!сек;
f — площадь сечения струи, м2.
В случаях, когда после удара струя отражается от стенки,
т. е. когда направление движения потока изменяется более чем
на 90°, общее давление на стенку возрастает. Данные об' изме-
нениях давления струй на стенку динамометра [23] в зависимо-
сти от диаметра насадки, напора и расстояния приведены на
рис. 80. Если принять давление струи на стенку динамометра
при установке ее вблизи от насадки за 100%, то при удалении
динамометра на 3—4 м наблюдается увеличение общего дав-
ления до 115—120%. Это явление наблюдалось во многих опы-
тах и объясняется лучшими условиями отражения потока, вслед-
ствие чего возрастает реакция струи и уменьшается разрежен-
ное пространство у стенки динамометра. При дальнейшем
удалении динамометра общее давление струи начинало медленно
уменьшаться и на расстоянии 20 м достигало 62—97% началь-
ного. При этом у насадок малого диаметра оно снижалось в
большей степени.
Давление струи на забой зависит от ровности поверхности и
угла, образуемого струей с поверхностью. Так, в случае распо-
234
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ложения стенки под углом к оси струи давление ее уменьшается
и равно величине Р [см. уравнение (76)], умноженной на синус
угла встречи а (рис. 81). При ударе струи в углубление забоя
водный поток поворачивается на 180°. Это вызывает дополни-
тельное давление на стенку забоя от реакции и суммарное дав-
ление увеличивается почти вдвое [37].
Удельное давление струи на
стенку забоя изменяется боль-
ше, чем общее давление. Это
объясняется тем, что удельное
давление изменяется не только
Рис. 82. Графики удельного давления
струи
Осевое давление для насадок:
1 — 63 мм; 2 — 102 мм; 3 — 51 мм; 4 — сред-
нее давление для насадки 63 мм
Рис. 81. Схемы удара струи о стенку
по длине струи, но и в поперечном ее сечении, достигая наиболь-
ших значений в осевой части. Такая же закономерность наблю-
дается в изменениях скоростного напора (давления) струи, кото-
рое в два раза меньше давления струи на стенку. На рис. 82
приведены кривые изменения скоростного давления в осевой части
(осевое давление), полученное путем замера трубкой Пито
по наблюдениям А. Алексеева. Сплошные кривые показывают
изменения осевого давления для различных напоров и диамет-
ров насадок 250-миллиметрового монитора. Пунктирная кривая
изображает изменение среднего удельного давления при опре-
делении диаметра непрозрачной части струи глазомерным отсче-
том по рейке.
На основании теории растекания затопленных струй предло-
жена следующая закономерность изменения осевого давления
(25] по длине струи:
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
235
Р1 = Р
(77)
где р — давление струи у насадки, кг!см2\
pi — осевое давление на расстоянии Z от насадки, кг!см2\
Ь и с — коэффициенты для насадок диаметром 50—100 мм
при напорах 30—70 м (Ь — 80, с = 60);
I — расстояние от насадки, лг,
d — диаметр насадки, м.
Необходимо учитывать, что коэффициенты вис определены для удвоен-
ного значения скоростного напора. Кроме того, в последнее время выявлена
зависимость изменения осевого давления от диаметра насадки, напора и кине-
матической вязкости жидкости; лучше всего это учитывать введением особого
коэффициента при втором члене знаменателя.
По мере удаления от насадки удельное давление в рассеян-
ной части струи снижается до наименьших значений у наружной
ее части. Средние удельные давления для всего селения струи
установить трудно, поскольку не разработаны точные способы
замера диаметра струи.
Во время полета на струю воздействует сила тяжести и
струя описывает в воздухе криволинейный путь, приближаю-
щийся к параболе. На основании законов механики дальность
полета струи в безвоздушном пространстве зависит от ее скоро-
сти и наклона к горизонту и определяется уравнением
lT= sin 2а, (78)
где /т — теоретическая дальность полета, м\
а — угол наклона вылета струи к горизонту, град.
На гидравлических разработках угол подъема ствола мони-
тора не превышает 20—30°. Теоретическая дальность полета
струи для таких условий приведена в табл. 27.
Таблица 27. Теоретическая дальность полета струи, м
Угол наклона ствола, град Дальность полета струи при напоре, м
30 | . 50 | 1 70 1 100 150
30 45,2 74,5 104 150 226
20 34,5 55,0 77 111 168
В действительности вследствие сопротивления воздуха даль-
ность полета струи меньше и приближенно может быть опреде-
лена по уравнению
/ = (0,85 ч-0,95)/т, (79)
где I — действительная дальность полета струи, м.
236
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Для струй большого диаметра следует принимать поправоч-
ный коэффициент, близкий к большему пределу, а для малых
диаметров — к меньшему пределу. При укрупненных расчетах
действительную дальность полета струи принимают равной ве-
личине напора.
Теоретическая дальность полета струи, как видно из урав-
нений (78) и (79), не зависит от диаметра насадки. Однако с
увеличением диаметра струи уменьшаются ее рассеивание и ско-
рость падения осевого давления, поэтому при одном и том же
напоре у насадки струи большего диаметра имеют большую
дальность полета. Так, по наблюдениям [22] при изменении диа-
метра струи от 30 до 50 мм и при одном и том же напоре у на-
садки в 50 м дальность полета струи увеличивается с 55
до 65 м.
Наличие в струе повышенного осевого давления, даже на не-
большой площади сечения, имеет существенное значение для
разрушения пород. На производстве считают, что размывать
породу в целике струей целесообразно на расстоянии от насадки,
не превышающем 0,25—0,3 величины напора, поскольку на ко-
нечных расстояниях основного участка струи осевое удельное
давление слишком мало, размыв пород замедляется и удельный
расход воды резко увеличивается.
Важным выводом из теории полета струи является то, что с
увеличением диаметра струи при одних и тех же напорах у на-
садки и на одних и тех же расстояниях от нее повышается как
общее, так осевое и среднее удельные давления на стенку забоя.
Поэтому в случаях, когда для облегчения размыва пород необ-
ходимы повышенные удельные давления, целесообразно исполь-
зовать струи увеличенного диаметра, сокращая число струй,
если напор у насадки при этом не снижается.
2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ РАЗМЫВА ПОРОД
Струя воды, ударяясь о забой, отбивает породу, а затем вы-
гоняет ее из забоя к подъемным устройствам. Отбойка и выгон-
ка пород взаимосвязаны, причем струя часто производит эти
операции одновременно. Поэтому, несмотря на то, что условия
работы водной струи при отбойке и выгонке различны, обе эти
операции целесообразно рассматривать совместно как общий
процесс размыва пород.
Ударяясь о стенку забоя, струя снижает скорость до нуля,
а затем, отражаясь, приобретает обратную скорость. Кинетиче-
ская энергия превращается при этом в силу удара. Воздействие
струи на породы разнообразно. Струя воды, ударяясь о забой,
образует трещины в целике, проникая в которые, создает там
высокое гидравлическое давление, способствуя отслаиванию
частицы породы. Кроме того, вода увлажняет породу, снижает
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
237
сцепление частиц и уменьшает ее крепость, способствуя разде-
лению породы на отдельные зерна, при этом поток воды уносит
отделившиеся частицы, облегчая разрушение массива. Поэтому
породы начинают разрушаться при удельном давлении струи,
значительно меньшем временного сопротивления пород. Так, по
наблюдениям [23], породы успешно размываются струей, когда
отношения сопротивления вдавливания пород плотномера к сред-
нему удельному давлению водной струи выдерживается в соот-
ветствии с данными, приведенными в табл. 28,
Таблица 28. Данные о необходимых удельных давлениях струи в забое
для разрушения пород
Порода Сопротивление вдавливания плотномера Pi, кг 1см2- Необходимое удельное давление струи р2» кг/см2 Отношение Pi Р
Песок мелкозернистый 1—2 0,15—0,4 5—6,5
Супесь легкая 4—6 0,55—1,2 6—7,5
Суглинок легкий 8—10 0,9—1,6 6,5—9
Песок крупнозернистый 2,5—3,5 0,25—0,45 8—10
Супесь тяжелая, средний суглинок . 10—13 0,9—1,6 8—11
Песок гравелистый 3,5—5 0,25—0,5 11—14
Суглинок тяжелый 15—20 1,1—1,8 11—13
Глина легкая 25—35 1,8—2,7 11—14
Гравий песчаный 5,5—8,5 0,3—0,6 14—18
Глина сланцевая 35—40 2,5—3,0 13—14
ПРИМЕЧАНИЕ. Показатели приведены для ненарушенных пород о естественной
влажностью.
Удар струи, гидравлическое давление в трещинах и пусто-
тах, смачивание пород и беспрерывный вынос частиц оказывают
различное разрушающее воздействие на породы. Песчаные по-
роды успешно разрушаются при смачивании, для разрушения
крепких глинистых пород необходимо значительное ударное воз-
действие.
Процесс разрушения пород струей воды исследован еще не-
достаточно, поэтому основные закономерности пока могут быть
выявлены лишь на основании следующих общих соображений.
Обозначим через К работу струи, которая требуется для раз-
рушения— отбойки 1 м3 пород, а через Р\ — эту же работу, но
замеренную у насадки, т. е. совершаемую вылетающей из на-
садки струей. Взаимозависимость этих величин [4] выразится
уравнением
Pi=^- = aiH, (80)
где Pi — работа, затрачиваемая на отбойку 1 л3 породы у на-
садки (т. е. условная разрушающая нагрузка), т/м2;
238
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
К —работа, затрачиваемая в забое на отбойку 1 м3 поро-
ды (т. е. действительная разрушающаяся нагрузка),
т/м2;
Т]с —К. п.д. струи;
ai— удельный расход воды на отбойку 1 м3 пород, т;
Н —напор у насадки, м.
Коэффициент полезного действия показывает отношение по-
лезно используемой работы на отбойку к работе, которую не-
обходимо затратить у насадки. Величина этого коэффициента
зависит от использования кинетической энергии струи для раз-
рушения пород, от рассеивания струи и от способа отбойки.
Наблюдениями установлено, что породы начинают разрушать-
ся тогда, когда струя оказывает удельное давление, достаточ-
ное для отделения частиц от массива (в зависимости от крепо-
сти и других физических свойств). С повышением удельного
давления до некоторого предела относительное использование
кинетической энергии струи увеличивается и разрушение проис-
ходит с наименьшим расходом энергии. Следует предполагать,
что кривая, характеризующая относительное использование энер-
гии струи для разрушения, в точке перегиба полога. Это под-
тверждается возможностью разрушать породы без заметного
снижения использования энергии струи при некотором отклоне-
нии от наивыгоднейшего удельного давления. Поэтому, хотя и
следует стремиться вести разрушение при наивыгоднейших
напорах (удельных давлениях), но может оказаться целесооб-
разным осуществлять размыв и при других напорах, если такие
отклонения способствуют удешевлению работ. Например, от сни-
жения стоимости напорной воды или сокращения расхода ее на
другие процессы — выгонку или подъем песков. Эта особен-
ность отбойки пород может быть учтена коэффициентом исполь-
зования струи, который равен отношению работы, непосредствен-
но затрачиваемой на разрушение пород в забое, к работе, со-
вершаемой струей во время удара ее о забой. Как следует из
изложенного выше, его величина является функцией напора у
насадки и крепости пород, т. е. т]и=/: (Н; К). При этом увеличе-
ние коэффициента использования повышает общий коэффициент
полезного действия струи (к. п.д.). Таким образом, эти коэф-
фициенты находятся в прямо пропорциональной зависимости.
Рассеивание струи вследствие увеличения диаметра по мере
удаления от насадки связано со снижением удельного давления.
При определенном напоре и диаметре насадки величина удель-
ного давления в плоскости, перпендикулярной оси струи, зави-
сит от расстояния от насадки до этой плоскости. Рассеивание
струи удобнее определять отношением площадей струи у насад-
ки к площади у рассматриваемой плоскости, т. е. коэффициент
D2
рассеивания равен цр = * С увеличением рассеивания
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
239
уменьшается общий к. п. д. струи. Таким образом, эти коэффи-
циенты находятся в обратно пропорциональной зависимости.
Как следует из уравнения (77), коэффициент рассеивания яв-
ляется функцией расстояния до забоя, диаметра насадки, напо-
ра у насадки и конструкции насадки: т)р = f (d\ Н\ I),
Технология отбойки пород в забое оказывает большое влия-
ние на эффективное использование энергии струи. От нее зави-
сит угол встречи струи с плоскостью забоя, влияющий на вели-
чину удельного давления струи на поверхность забоя, число
плоскостей обнажения в забое, а также технология отбойки, т. е.
осуществляется ли предварительное рыхление пород или породы
обрушаются посредством подрезки уступа или другим спосо-
бом. Отношение средней работы, затрачиваемой на отбойку 1 м3
пород в забое, к работе, затрачиваемой на разрушение единицы
ее объема в плотном теле, определяет коэффициент забоя т]3, ве-
личина которого зависит от способа отбойки пород. С уменьше-
нием коэффициента забоя снижается трудоемкость работы по
отбойке одних и тех же пород, а следовательно, увеличивается
общий к. п. д. струи. Таким образом, эти коэффициенты находят-
ся в обратно пропорциональной зависимости.
Между к. п.д. струи и перечисленными коэффициентами су-
ществует следующая зависимость:
Удельный же расход воды на отбойку пород для определен-
ного способа размыва (см. стр. 243) является функцией следую-
щих величин:
а1 = /(К; Н\ d\ Z).
Слабая изученность процесса отбойки пород струей не поз-
воляет достаточно точно определять коэффициент использования
струи, коэффициент забоя и величину работы разрушения пород.
Поэтому основной показатель, определяющий работу по от-
бойке пород — величину а\ [см. уравнение (80)], приходится
устанавливать по другим признакам, поддающимся более про-
стым наблюдениям, а изложенные основы теории пока могут
быть использованы только для уяснения общей сущности про-
цесса.
Из уравнения (80) следует, что, если величина К для пород
определенных категорий и крепости постоянна, то величина Pi
в зависимости от напора и технологии отбойки изменяется в не-
которых пределах. Из производственных наблюдений, а также
из уравнения вытекает, что породу можно размывать струей с
Различным напором. Так, породы I категории на гидравлических
Разрезах с естественным напором с успехом размываются при
напоре 25—30 на вскрышных работах угольных разрезов
240
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
стремятся такие породы размывать при напорах не менее 55—-
60 м. Породы IV категории на россыпях размывают при напо-
рах 50—70 м, а на угольных разрезах — при напорах 90—180 м.
Как следует из уравнения, с изменением напора изменяют коэф-
фициент использования и к. п.д. струи, а также удельный расход
воды. Так, с увеличением напора удельный расход воды умень-
шается, и наоборот, причем между напором и удельным рас-
ходом воды существует сложная обратно пропорциональная за-
висимость. Как напор, так и удельный расход воды могут резко
меняться при размыве пород одной и той же категории, поэтому
они неудобны для нормирования. Однако работа, затрачиваемая
у насадки для пород определенной категории, является величи-
ной более постоянной, особенно если учесть, что отбойку пород
всегда стремятся вести наивыгоднейшими способами. Поэтому
при правильном ведении работ влияние способа отбойки умень-
шается и величина коэффициента забоя для отдельных условий
работ изменяется в ограниченных пределах. Переменная величи-
на работы, затрачиваемая на отбойку породы у насадки, может
быть выражена произведением постоянного коэффициента от-
бойки рх и переменной величины, являющейся функцией от при-
меняемого напора, т. е. Рщер = Pi f (Н)- Коэффициент отбойки
в таком случае не является отвлеченной величиной. По этим при-
чинам до подробных исследований процесса отбойки струей
определение удельного расхода воды наиболее удобно произво-
дить исходя из коэффициента отбойки пород, который опреде-
ляют по наблюдениям.
С учетом этих соображений зависимость между удельным
расходом, напором и крепостью пород может быть выражена
следующим образом:
„ __ Р1пер _ Р1/(Я) _ Pi
1 и н нх'
(81)
По отдельным исследованиям взаимозависимости а\ и Н ве-
личину х можно принимать в пределах от 0,4 до 0,7. Принимаем
в первом приближении х=0,5 и получаем следующее уравнение
удельного расхода воды на отбойку;
где pi — коэффициент отбойки, .
В табл. 29 приведены значения коэффициента отбойки для
размыва с подрезкой уступа у плотика.
При этом способе размыва большая работа затрачивается на
подрезку уступа пород. Относительный объем работы на подрез-
ку, затрачиваемый у забоя, для пород определенней крепости
с увеличением высоты уступа уменьшается. Однако следует учи-
тывать, что на работу, затраченную на подрезку у насадки, влия-
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
241
ет также рассеивание струи. С увеличением высоты уступа рас-
сеивание струи увеличивается, так как монитор во избежание
завала при обрушении уступа устанавливается на значительном
расстоянии от забоя. Таким образом, при разной высоте уступа
изменяются коэффициент забоя и коэффициент рассеивания,
влияние которых на к. п.д. струи противоположно. При этом вы-
сота уступа в большей мере будет оказывать влияние при от-
бойке пород повышенной крепости.
Таблица 29. Значения коэффициентов отбойки, выгоцки и удельных
расходов воды на размыв пород
Категория пород по единым земляным нормам Отбойка (обрушение) пород Выгонка пород
Пределы напоров у насадки Я, м Коэффи- циент от- бойки рх тм1^ Удельный расход воды на отбойку at, т на 1 м3 породы Породы без гальки при уклонах 0,02—0,08
с попутным забоем со встречным забоем
Коэффи- циент вы- гонки р2, тм'/< удельный расход во- ды аг, т на 1 м3 породы Коэффи- циент вы- гонки р2, тыЧь удельный расход во- ды а2, т на 1 jm3 породы
1 25—60 32—40 4—8 0 0 0—2 0,5—1
II 30—80 55—65 6—12 1—3 1—2 4—7 2—3
III 35—100 80—100 8—16 6—9 2-3 9—12 3—5
VI 50—130 140—170 12—24 10—15 3-5 12—22 5—8
V 70—170 230—270 17—32 18—24 5—8 24—35 8—12
Продолжение табл. 29
Категория пород по единым земляным нормам Выгонка пород Пределы измене- ния удельного расхода воды на размыв (отбойку и выгонку) а, т на 1 м,3 породы
Породы с галькой и валунами при уклонах плотика 0,001—0,02 и с зачисткой плотика
с попутным забоем > со встречным забоем
Коэффициент выгонки рг, тмЧь Удельный расход роды а2» т на 1 м3 породы Коэффициент выгонки р2, тм'1* Удельный расход воды а2, т на 1 м3 породы
I II III IV V 3—5 9—12 16—25 27—40 44—60 0—1 3—5 5—8 8—13 12—19 5—7 12—24 25—42 40—70 66—110 2—3 5—10 8—18 13—28 19—41 4—11 7—22 10—34 15—53 22—76
Следует предполагать, что для россыпей в наиболее распро-
страненных условиях при глубине 5—12 м высота уступа оказы-
вает небольшое влияние на коэффициент отбойки и что он из-
меняется в пределах точности расчета, поэтому его можно не
учитывать.
16 С. М. Шорохов
242
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Струя, обрушившая породу, должна затем переместить ее в
канаву, по которой она транспортируется самотеком к землесосу
или к выносной канаве.
Размытые породы у забоя расплываются по поверхности, и
не всегда удается создать водный поток достаточной глубины
для перемещения частиц самотеком; поэтому мелкие частицы
породы от забоя до канавы перемещаются потоком отработан-
ной отбойной воды, а более крупные подталкиваются напорной
струей, для чего монитор переключают на выгонку пород, ис-
пользуя на это дополнительную напорную воду.
Расход напорной воды на выгонку зависит от уклона плоти-
ка или поверхности смыва, а также от крупнозернистости пород,
т. е. наличия в них гальки и валунов. Кроме того, этот расход
воды зависит от степени использования струи, производящей
отбойку для перемещения пород от забоя, что определяется си-
стемой гидравлических разработок.
При более высоком напоре у насадки вследствие большей
дальности полета струи и большего удельного давления протал-
кивание валунов производится быстрее и выгонка пород прохо-
дит успешнее. Поэтому при больших напорах удельный расход
воды на выгонку несколько снижается. Этот расход воды зави-
сит также и от мощности водного потока.
Подробных исследований о расходе дополнительной воды
на выгонку породы для различных условий не проводилось.
Этот расход можно установить по косвенным признакам — на
основании данных отдельных гидравлических разрезов. Таким
образом, удельный расход на выгонку для определенной си-
стемы разработок является функцией следующих величин: а2 =
=f (б/г, z, Н, d).
Выгонку пород можно осуществлять так же, как и отбойку,
применяя различные напоры с различным удельным расходом
воды. При этом величины напора и удельного расхода воды
взаимосвязаны и изменяются в широких пределах. Работа, за-
трачиваемая у насадки на выгонку пород, равная Р2 = а2Н, яв-
ляется более постоянной величиной. Эта величина Р2 изменяется
в зависимости от условий выгонки и напора и также может быть
выражена через постоянный коэффициент выгонки р2 и пере-
менную величину f(H). При увеличении напора расход воды на
выгонку уменьшается в меньшей степени, чем удельный расход
на отбойку породы. Удельный расход воды на выгонку по ана-
логии с расходом на отбойку равен
а2 = — = . (82)
Н Н ну
На основании наблюдений степенной показатель у можно
принимать равным 0,25—0,33. Приняв в первом приближении
РАЗМЫВ ПОРОД НАПОРНОЙ СТРУЕЙ
243
у = 0,25, получим следующее уравнение удельного расхода воды
на выгонку:
«2 = -Р-,
/Я
где р2— коэффициент выгонки, тм4.
Общий удельный расход воды на отбойку и выгонку равен
сумме величин а\ и а2 и определяется по следующему упрощен-
ному уравнению:
Gi=“ + ^z- (83>
Vh Vh
В табл. 29 приведены значения коэффициентов отбойки и вы-
гонки и удельные расходы воды на отбойку, выгонку и общий
размыв пород для способа размыва с плотика в зависимости
от категории пород, системы разработки, уклона плотика и каме-
нистости пород россыпи.
При разработке россыпей породы обычно содержат гальку
и валуны. Кроме того, уклоны плотика относительно невелики,
и его приходится зачищать. Поэтому коэффициент выгонки и
удельный расход воды на выгОнку необходимо принимать для
этих условий в пределах от средних до наивысших значений, при-
водимых в таблице.
Уравнение (83) учитывает влияние напора, системы разра-
ботки, каменистости и уклона плотика на удельный расход воды
на размыв, и с его помощью можно выявлять целесообразность
изменения напора или системы разработки для определенных
условий. Однако удельный расход может быть установлен при-
ближенно, поскольку в табл. 29 приведены данные еще с недоста-
точной детализацией условий размыва.
Официально действующие нормы Главзолота, изданные в
1936 г., устанавливают удельный расход воды только в зависи-
мости от категории разрабатываемых пород и не учитывают
влияния напора, системы разработки и прочих условий. По таким
нормам сложно учитывать местные особенности ведения работ
при выборе удельного расхода воды. Они предусматривают сле-
дующий удельный расход воды на размыв 1 м3 породы; I кате-
гории 12 м3\ II категории 20 м3; III категории 36 м3; IV катего-
рии 65 м3-, V категории 70 м3.
В нормах бывш. Министерства угольной промышленности для;
гидравлической вскрыши учитывается влияние напора на удель-
ный расход воды, высоты уступа и уклона плотика. Этими нор-
мами предусмотрен следующий удельный расход воды на раз<-
мыв 1 м3 пород при мощности уступа 5—15 м: для пород I кате-
гории 4—6 м3 при напоре 30—60 м и уклоне плотика 0,02—0,045;,
16*
244
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
для II категории 5—7 ж3 при напоре 30—70 ж и уклоне плотика
0,02—0,05; для III категории 7—9 м3 при напоре 30—120 м
и уклоне плотика 0,02—0,08; для V категории 16—20 м3 при на-
поре 50—300 м и уклоне плотика 0,02—0,12. Необходимо отме-
тить, что гидравлическая вскрыша на угольных разрезах произ-
водится при крутых уклонах смыва, а в наносах отсутствуют
галька и валуны — на россыпях такие условия встречаются
редко. Следовательно, эти нормы не соответствуют условиям раз-
работки россыпных месторождений, где выгонка пород происхо-
дит в значительно более тяжелых условиях, чем на вскрышных
работах угольных разрезов.
Как видно, изложенная выше теория размыва является
обобщающей и объясняет разницу в удельных расходах воды,
существующую в нормах расхода на предприятиях золотой
и угольной промышленности.
Поскольку не представляется возможным на основании теоре-
тических положений с достаточной точностью устанавливать
удельный расход напорной воды, необходимо после пуска гидрав-
лического разреза проводить наблюдения за размывом пород,
а в случае строительства гидравлических работ в новом районе
организовывать опытные работы.
Глава IV. ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РАЗМЫТЫХ ПОРОД
САМОТЕКОМ
1. КАНАВЫ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПОРОД
Перемещение размытых пород от забоя к промывным уста-
новкам может осуществляться самотеком или производиться
с подъемом в гору, для чего используют особое подъемное обо-
рудование.
Перемещение размытых пород самотеком широко используют
на гидравлических разработках. Из призабойной части разреза
размытые пески под уклон плотика перемещают к землесосам или
канавам на расстояние 20—100 м. Размытые пески перемещают
также самотеком по особым канавам для доставки их к промыв-
ным установкам и в отвалы, причем протяженность канав на от-
дельных разрезах достигает 2 км.
Перемещение пород самотеком при правильной организации
обходится дешево, требует мало рабочих для обслуживания.
Однако для производительного перемещения пород этим спосо-
бом необходимо создать такие условия, чтобы канавы часто не
засорялись, а устранение завалов производилось быстро с неболь-
шим дополнительным расходом воды и рабочей силы.
При значительном разжижении, когда количество воды более
чем в 5—10 раз превышает объем пород, водный поток должен
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РАЗМЫТЫХ ПОРОД САМОТЕКОМ
245
иметь достаточную скорость для того, чтобы мелкие и средние
зерна перемещались во взвешенном состоянии, а наиболее круп-
ные перекатывались по дну канавы.
Критические скорости, при которых начинается передвижение
зерен по канаве, зависят от размера, удельного веса и окатан-
ности зерен. Крупная галька под воздействием потока перекаты-
вается в направлении течения, скользит по дну и частично при-
поднимается восходящими потоками, возникающими при вихре-
вом (турбулентном) движе-
нии. При скорости потока ниже
критической перекатывание
крупных частиц прекращается
и они оседают на дно канавы и
засоряют ее.
Породы россыпей кроме
песка и глины обычно содер-
жат гальку и валуны, поэтому
скорость потока должна обес-
печивать перемещение наибо-
лее крупной гальки. Средняя скорость потока для перемещения
среднеокатанной гальки с удельным весом 2,65 не должна быть
меньше, чем в табл. 30.
Слабоокатанная галька, плитняк и угловатые камни перено-
сятся потоком плохо и для их перемещения требуются большие
Таблица 30. Необходимая скорость
потока для перемещения гальки
средней окатанности
Диаметр зерен, мм Средняя скорость, м/сек Диаметр зерен, мм Средняя скорость, м/сек
1 0,25 50 1,2
10 0,5 100 2,0
25 0,8 150 2,3
скорости.
Скорости, при которых начинается перемещение зерен, можно
установить, исходя из того, что давление потока должно рав-
няться сопротивлению перемещения зерна. Эта критическая ско-
рость скольжения гальки, если пренебречь малыми углами накло-
на канавы и восходящими вихревыми потоками, определяется
по уравнению [26]
vK = k Vdr(i— 1),
(84)
где vK — критическая скорость скольжения гальки, м!сек\
k — коэффициент окатанности, зависящий от формы зерна;
dr — диаметр гальки, м\
у — удельный вес гальки.
При коэффициенте трения гальки о дно f = 0,6 коэффициент k
равен: для хорошо окатанной гальки 2,8; для среднеокатанной,
близкой по очертанию к кубической, 3,5; для плохо окатанной
плоской 4—7. В уравнении (84) не учитываются неровности
Дна канавы, поэтому критические скорости при неровном дне
Должны быть больше. Однако они не могут превышать величин,
получаемых по уравнению (84), более чем в 1,66 раза. Поэтому
8 зависимости от ожидаемой неровности дна канавы при опреде-
лении критической скорости необходимо вводить поправочный
коэффициент 1,1 —1,3. Скорость потока у дна ниже средней,
246
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
поэтому среднюю скорость необходимо принимать на 15—25%
больше критической.
Для бесперебойного самотечного перемещения размытых
пород необходимо также поддерживать достаточную глубину
потока. Галька и мелкие валуны могут передвигаться, когда вод-
ный поток полностью покрывает их и вода давит на всю торцо-
вую поверхность зерна. Крупная галька во время переноса мо-
жет налечь друг на друга, поэтому глубину потока принимают
по следующему уравнению:
Л = (l,5~-2)dr, (85)
где h—глубина потока, м;
dr—наибольший диаметр гальки, м.
Коэффициент глубины потока выбирают в зависимости от ко-
личества крупной гальки в размываемых песках.
Взаимозависимость между скоростью потока, уклоном кана-
вы, шероховатостью стенок и секундным расходом воды опре-
деляется по уравнению Шези с введением поправочного коэф-
фициента б, учитывающего влияние густоты размытых песков
v = bcV"Ri. (86)
Поправочный коэффициент принимают равным 0,90—0,98
при 12—30-кратном разжижении размытых пород или он может
быть определен по уравнению [4]. Больших величин поправочный
коэффициент достигает при перемещении наиболее разжижен-
ных пород и для чистой воды он равен единице. В других расче-
тах [28] эту поправку вводят в коэффициент шероховатости, по-
скольку по дну канавы перемещается наиболее густая часть
потока.
Если залегание плотика позволяет придать канаве необходи-
мый уклон, то во избежание расплывания потока ее проходят на
20—30 см глубже.
Как видно из уравнения наибольшей скорости потока [см.
уравнение (100)], для успешного перемещения пород самотеком
желательно, чтобы секундный расход воды был наибольшим,
а шероховатость стенок канавы наименьшей. Поэтому при ма-
лых уклонах плотика приходится увеличивать количество воды,
или хвостовую часть канавы углублять в плотик, или направить
поток в металлические и деревянные желоба, имеющие значи-
тельно меньший коэффициент шероховатости.
Необходимый уклон канав зависит от каменистости россыпи
и мощности потока. Так, для перемещения пород на малокаме-
нистых россыпях при мощном потоке с секундным расходом
воды 1 —1,2 м3 уклон канав на уральских гидравлических разре-
зах снижался до 0,015—0,017. В наиболее распространенных
условиях канавам придается наклон 0,02—0,03. При повышенной
валунистости или при небольших расходах воды уклон канавы
увеличивается до 0,04—0,06.
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РАЗМЫТЫХ ПОРОД САМОТЕКОМ
247
Для успешного перемещения пород необходимо, чтобы поток
не расплывался по плотику. Для этого следует как можно ближе
подводить к забою канавы или желоба. Поэтому в начале вы-
гонки пород в забое пробивают струей канавы в обрушенной
породе, а затем в плотике.
Для предупреждения завалов часто используют безнапорную
воду из речек, увеличивая этим поток воды в канаве.
При большой длине канав или желобов специальные рабочие
следят, чтобы не образовались заторы, и производят текущий
ремонт сплоток. При больших завалах в канаву направляют
только чистую воду.
При недостаточных уклонах не следует направлять в канаву
валуны и крупную гальку. Валуны в таких случаях откидывают
в сторону или выбирают корчевателем и размещают в кучи на
бортах разреза.
Расчет канавы наиболее удобно вести в следующем порядке.
Зная секундный расход размытых пород и уклон плотика, нахо-
дят скорость потока, его глубину, а затем и предельный диа-
метр гальки, которую можно направлять в канаву. Другие раз-
меры канавы определяют для уклона, равного уклону плотика,
при котором объем работ по проходке канавы будет
наименьшим.
Если диаметр гальки недостаточен и требуется уборка круп-
ного камня в забое, производят перерасчет канавы. В этом слу-
чае принимают наибольший диаметр гальки, который будут
направлять в канаву, и для заданного расхода воды определяют
необходимый уклон канавы. Затем определяют объем работ по
проходке канавы с уклоном больше уклона плотика. Зная объем
работ по проходке канавы, можно проверить целесообразность
перемещения пород по металлическим желобам.
2. ЩИТОВЫЕ ЗАБОРЫ И ЖЕЛОБА
Когда срок службы канавы небольшой, а проходка ее. обхо-
дится дорого, вместо канав применяют направляющие перенос-
ные щитовые заборы (рис. 83). По мере передвижения забоя
щиты переносят.
Скорость потока в желобах вследствие меньшей шерохова-
тости стенок выше, чем в канаве, благодаря чему улучшаются
условия перемещения гальки и уменьшаются заторы. При необ-
ходимости часто наращивать и переносить желоба вслед за пе-
редвигающимся забоем применяют вставные желоба (рис. 84).
Переносные желоба изготовляют из 1,5—3-миллиметровой
стали или из 3—4-сантиметровых досок. Ввиду того, что желоба
часто заиливаются, а очистка и перестановка их трудоемка, на
россыпях их применяют редко. После износа деревянные желоба
сжигают, а золу промывают.
Рис. 83. Щитовой забор
ПЕРЕМЕЩЕНИЕ РАЗМЫТЫХ ПОРОД САМОТЕКОМ
249
На выносных канавах, направляющих хвосты в отвалы, же-
лоба (сплотки) применяют для переброски потока через лога
и другие неровности поверхности. Эти желоба имеют такое
устройство, как желоба капитальных улавливающих шлюзов, за
исключением днища. Во избежание быстрого износа дно и ниж-
нюю часть стенок желоба покрывают броней из листовой стали
толщиной 5—7 мм с отогнутыми кверху краями на высоту до
0,4 глубины потока; на дно вдоль желоба укладывают старые
-—Q000-5000
Рис. 84. Переносные желоба
рельсы или застилают старой транспортерной лентой, выклады-
вают торцовыми шашками толщиной 15—20 см или обшивают
стенки досками. Срок службы торцовых шашек 2—6 месяцев, ре-
зиновой ленты 1—3 года, стальных листов 3—5 лет. Повороты
желобов устраивают из коротких прямолинейных отрезков, рас-
положенных под углом 130—150°.
В голове желобов канав устанавливают направляющие
крылья из переносных щитов.
Для производительной работы канав и желобов подавать
в них породу необходимо равномерно, чтобы разжижение пород
изменялось в небольших пределах. Равномерность подачи пород
зависит от опытности мониторщика. Малоопытные мониторщи-
ки часто перемещают вначале породу к голове канавы, пока она
не скопится в значительном количестве, а затем переходят на
выгонку и сразу сталкивают в канаву большое количество поро-
ды, что часто приводит к завалу канавы.
3. РАСЧЕТ КАНАВ
Рассчитать канаву для перемещения песков.
Исходные данные: 1) производительность канавы по пескам в плотном
теле А = 1500 м3/сутки\ 2) наибольший диаметр булыжника удельного веса 2,8
250
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
и средней окатанности dr — 100 мм\ 3) удельный расход воды на размыв
а — 28 t/ju3 песков; 4) канава пройдена в скальной породе и имеет достаточ-
но гладкие стенки.
1. Критическая скорость, при которой начнется перемещение наиболее
крупной гальки, по уравнению (84) с 15%-ным запасом на неровность дна
и коэффициентом окатанности к = 3,5
t»K= 1,15 • 3,5)/0,1 (2,8—1) — 1,7 м/сек.
2. Средняя скорость потока принимается на 15% больше критической:
v — 1,15 • 1,7 2 м/сек.
Полученная скорость сопоставляется с опытными данными, представлен-
ными в табл. 30.
3. Секундный расход размытых песков при 22 ч чистой работы разреза
1500
Q = 22 3600 (28 + 1) ~ 0,55 м?/сек.
4. Поперечное сечение потока
0,55
f = — = 0,275 м2.
5. Угол откоса для скальных стенок канавы принимается по табл. 39 и
равен р — 75°.
6 Глубина потока, обеспечивающая наименьший смоченный периметр
и наибольшую скорость потока, на основании законов движения в открытых
руслах равна
t -if fsin? -I / 0,275 sin 75° л
h= I/ = I/ "о-------0,39 м.
Г 2 — cos р г 2 — cos 75
7. Ширина основания канавы
8 75°
b == 2h tg ~2 — 2 • 0,39 tg — ~ 0,6 м.
принима-
8. Проверяется допустимость размеров канавы:
а) отношение глубины потока к диаметру гальки
0,39
д = _ = з,9;
б) ширина основания канавы 0,6 м\ ширину ковша экскаватора
ем в 0,5 м. Таким образом, проходка канавы с наибольшей скоростью потока
возможна.
9. Если ширина ковша экскаватора больше подсчитанной ширины канавы,
проходка канавы (трапециевидной формы) с наименьшим смоченным пери-
метром невозможна. Тогда ширину основания канавы следует выбирать ис-
ходя из ширины ковша экскаватора; глубину потока в этом случае определя-
ют по следующему уравнению:
h = ]/0,25 62 tg2? + f tg ? — 0,5 b tg ?.
10. Гидравлический радиус при наименьшем смоченном периметре
h 0,39
R = у = ~2~ = 0,195 м.
В других условиях гидравлический, радиус подсчитывается по уравнению
~, где и — смоченный периметр, который равен и = b + •
ПОДЪЕМ. ПЕСКОВ
251
11. Коэффициент Шези определяется по уравнению Павловского
п 4
степенной коэффициент которого указан для R < 1 м. Коэффициент шерохова-
тости стенок п выбирается по табл. 44. Коэффициент с может быть определен
и по таблицам справочников. При п = 0,025 коэффициент Шези равен с = 27,2.
12. Необходимый уклон канавы по уравнению (86)
22 _
1 = 0,962 • 27,22 • 0,195 ~°’03,
При 28-кратном разжижении песков поправочный коэффициент 6 прини-
мается равным 0,96.
Глава V ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
Промывная установка и отвалы на гидравлических разработ-
ках часто приходится располагать выше плотика россыпи. В та-
ких случаях производят подъем размытых песков на высоту от
1 до 40 м. Высота подъема Нп зависит от расположения прием-
ной части промывной установки. При расположении ее на
борту разреза высота подъема равна сумме мощности россыпи
Н$ и превышения приемной части Нк над поверхностью (рис. 85).
Рис. 85. Схема подъема песков к промывному прибору
Высота установки приемной части относительно поверхности
обусловливает высоту сброса хвостов в отвалы, т. е. высоту отва-
лов h. Вследствие этого емкость отвала, в который хвосты могут
быть размещены самотеком, зависит от высоты подъема пород.
Следовательно, высота подъема определяет срок работы про-
мывной установки на одном месте.
Подъем пород на дополнительную высоту требует затраты
дополнительной энергии и средств. Поэтому увеличивать высоту
подъема и срок стоянки промывной установки целесообразно до
предела, при котором дополнительные расходы не будут больше
затрат, связанных с лишней перестановкой промывной установ-
ки. Стоимость перемещения промывной установки зависит от
сложности применяемого обогатительного оборудования. Так,
промывка алмазоносных песков требует наиболее сложного обо-
гатительного оборудования, перенос которого обходится дорого.
252
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В этих условиях стремятся увеличивать высоту подъема с таким
расчетом, чтобы промывная установка была стационарна и ра-
ботала на одном месте в течение нескольких лет. Пески с круп-
ным золотом промывают на простейших шлюзах, перестановка
которых обходится дешево и занимает мало времени, а беспере-
бойность работы разреза может быть обеспечена запасными
шлюзами. В таких условиях, чтобы уменьшить расход напорной
воды, для подъема песков, предпочитают по возможности умень-
шать высоту подъема при использовании водоструйных насосов.
Однако это связано с необходимостью часто перестанавливать
шлюз и водоструйный насос.
Для наиболее производительного использования гидравли-
ческого транспорта необходимо породы перемещать непрерыв-
ным потоком с равномерным их разжижением, равномерной
загрузкой всего оборудования и с наименьшим числом передаю-
щих устройств. Для этого необходимо увязывать количество по-
ступающих размытых песков с производительностью подъемных
установок. В случаях больших изменений в производительности
следует предусматривать дополнительные подъемные устрой-
ства, которые подключают по мере надобности.
Подъем размытых песков совместно с галькой и булыжни-
ками на россыпях может быть осуществлен водоструйным насо-
сом, землесосом и с помощью особого оборудования.
1. ПОДЪЕМ ВОДОСТРУЙНЫМ НАСОСОМ
Водоструйные насосы (пидроэлеватор) поднимают размытые
пески на высоту 3—15 л, а по горизонтали перекачивают их на
расстояние 3—100 м. Наиболее распространена высота подъема
в 5—9 м. Простейший водоструйный насос показан на рис. 86.
Его изготовляют из труб диаметром 300—500 мм, и он состоит
из смесителя с окнами, насадки, горловины и расширителя. На
Сутарском прииске водоструйные насосы изготовляют из цилин-
дрической трубы и снабжают стальной броней и броневым
языком в камере смешения для направления потока и с всасы-
вающим патрубком для присоединения всасывающей трубы, что
позволяет засасывать породы из приямка, расположенного на
значительном расстоянии от насоса. При напоре у насадки 38 м
и подъеме на высоту 7 м коэффициент полезного действия равен
0,2—0,25.
На всасывающей и подъемной трубах насоса не устанавли-
вают ни задвижек, ни обратных клапанов.
Водоструйные насосы просты по конструкции и имеют не-
большой вес. При обнажении всасывающих отверстий при пони-
жении уровня воды в приямке насос не требует повторного за-
пуска и по заполнении приямка начинает работать на полную
производительность. Насосы могут иметь высоту всасывания до
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
253
6—7 м и засасывать крупную гальку. Для бесперебойной работы
и предупреждения засорения горловины валунами необхо-
димо, чтобы ее диаметр был на 25% больше наибольшего попе-
речника засасываемых камней. Прохождение крупных камней
по насосу редко вызывает механические повреждения, поэтому
водоструйные насосы более приспособлены для подъема каме-
нистых пород, чем землесосы.
Производительность водо-
струйного насоса изменяют пере-
становкой насадки. При сокраще-
нии поступления воды для повы-
шения напора диаметр насадки
следует уменьшить.
Окно
777/Л»77
Расширитель
Смеситель.
Насадка
Подъемная
труда
Вода под напором
Горловина
Задвижка
Рис. 86. Установка водоструйного насоса
Во избежание засорения пространства у насадки породой на
нее необходимо надевать деревянное кольцо.
Подъемную трубу целесообразно устанавливать с углом на-
клона 60—80° к горизонту с наименьшим числом поворотов.
Этим облегчается подъем наиболее крупного камня. Скорость
потока в подъемной трубе должна быть достаточной для подъ*
ема наиболее крупной гальки.
Коэффициент полезного действия используемых на приисках
водоструйных насосов т] изменяется от 0,05 до 0,25. Для того
чтобы насос работал в наивыгоднейшем режиме, необходимо
соблюдать определенное соотношение между высотой подъема
и напором воды у насадки. Наибольший к. п. д. достигается,
когда отношение высоты подъема (с учетом дополнительной
дя_
высоты на преодоление вредных сопротивлений) к напору
1 1
составляет —у и на хорошо работающих насосах равен
0,15—0,25.
При низком напоре водоструйные насосы потребляют боль-
шое количество воды и имеют малый к. п. д.
Для сокращения расхода напорной воды на подъем пород
целесообразно применять более высокие напоры.
254
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
(87)
размы-
Расход напорной воды приближенно можно определить
исходя из уравнения коэффициента полезного действия водо-
струйного насоса, который равен отношению работы по подъему
размытых песков к работе, совершаемой струей при вылете из
насадки насоса. С достаточной точностью коэффициент полезного
действия определяется уравнением
_ 7п0п^п
71 — HQ ’
где 1,02—1,08 — удельный вес размытых песков;
Qn — секундный расход засасываемых
тых песков, м/сек:,
Д= 1,1 —1,3 — коэффициент вредных сопротивлений в тру-
бах;
Нп — высота подъема песков, м;
Н — напор у насадки, м\
Q — секундный расход напорной воды у насад-
ки, м?/сек.
Вредные сопротивления в трубах для предварительных рас-
четов в зависимости от протяженности горизонтального участка
подъемного трубопровода принимают в размере 10—30% общей
высоты подъема.
Водоструйные насосы применяют на гидравлических разра-
ботках с естественным напором, когда напорная вода дешева,
а электроэнергия дорога и когда вода подается под напором бо-
лее 25 м. На подъем породы водоструйными насосами расходу-
ется от 30 до 65% общего количества напорной воды, потребляе-
мой гидравлическим разрезом. Специальных рабочих для об-
служивания насосов не требуется, для пуска его достаточно
открыть задвижку на водопроводе. При большой валунистости
россыпи необходимо убирать камни с решетки приямка.
Перед остановкой из подъемной и всасывающей труб необ-
ходимо удалить гальку и песок. Для этого прекращают подачу
песков в приямок и подъемную трубу промывают чистой водой.
Водоструйный насос может перекачивать размытые пески и,
откачивать воду из разреза; при значительных притоках и от-
сутствии водосточной канавы целесообразно устанавливать спе-
циальные водоструйные насосы для откачки воды.
Для производительной работы насоса по подъему пород не-
обходимо выдерживать конструктивные соотношения между
диаметром насадки, горловины и диаметром подъемной трубы,
а также должным образом располагать насадку относительно
горловины и окон. В настоящее время не имеется достаточно
совершенной теории работы водоструйного насоса и существую-
щие способы расчетов позволяют определять расход напорной
воды, производительность и коэффициент полезного действия
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
255
с небольшой точностью [33, 34]. За последние два десятилетия
на приисках начали строить водоструйные насосы с цилиндри-
ческой горловиной длиной 3—6 диаметров и расположением
насадки на расстоянии 2—3 диаметров от края горловины.
2. ПОДЪЕМ ЗЕМЛЕСОСАМИ
На гидравлических разработках применяются землесосы
средних размеров, приспособленные для перекачки размытых
песков с галькой диаметром до 10—20 см. У таких землесосов ко-
лесо (диск) снабжают только двумя-тремя лопатками и уста-
навливают их с большими зазорами. По этим причинам коэффи-
циент полезного действия у землесосов хотя и значительно боль-
ше, чем у водоструйных насосов, но все же невысок и у новых
конструкций равен 0,55—0,60. Высота всасывания размытых
песков у землесосов не превышает 4 м.
Землесосы на гидравлических разработках россыпных место-
рождений перекачивают пески на высоту 10—40 м, а по гори-
зонтали— на расстояние до 2 км.
Таблица 31. Основные данные землесосов
Показатели Тип землесоса
6П-7 8H3 ЗГМ-1 ЗГМ-2 ЗГМ-2М 12Р-7 20Р-11 20Р-11
Производительность по чистой воде: л/сек 111 222 292 333 389 528 445 972 1112
м3/ч 400 800 1050 1200 1400 1900 1600 3500 4000
Напор, м 42 25 43 43 43 63 53 42 54
Скорость вращения, об/мин 960 760 960 730 590 735 580 490 490
Мощность двигателя, кет ПО НО 260 260 280 570 480 750 1100
Вес без двигателя, т . Диаметр патрубка, мм: всасывающего . . 1,67 2,2 2,2 2,8 3,37 3,37 4,5 9,25 9,25
150 250 250 300 300 350 300 500 500
нагнетательного • 150 200 200 300 300 300 300 500 500
Наибольший размер про- пускаемого камня, мм 60 140 140 170 180 180 200 280 280
К. п. д. на чистой воде 0,5 0,60 0,55 0,68 0,74 — — — —
Диаметр колеса, мм • • 560 610 610 700 850 1000 1100 1250
Внешние размеры (без двигателя), мм: длина 2000 2275 2275 2060 2060 2060 2620 3540 3540
ширина 820 1200 1200 1515 1525 1525 1770 2220 2220
высота 1045 1190 1190 1330 1565 1565 1680 2200 2200
256
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На приисках применяют землесосы производительностью по
воде 400—1900 м3/ч, с манометрическим напором 20—60 м еле»
дующих типов: 8НЗ, 8НЗм, ЗГМ-1, ЗГМ-2, ЗГМ-2м и 12Р-7
(табл.31).
В ближайшие годы будут выпущены землесосы новых типов:
8Гр-8; 8Гр-12; 12Гр-8; 12Гр-12; 20Гр-8; 20Гр-12.
На разработке россыпей наиболее распространен землесос
8НЗ. Он имеет небольшой вес, легко передвигается вслед за от-
рабатываемым забоем. На разрезах большей производительно-
сти используют землесосы ЗГМ-2. Землесосы устанавливают на
металлических салазках и перевозят трактором (рис. 87), без
разборки. Всасывающая труба не имеет клапанов, с помощью
лебедки она может быть поднята или опущена в приямок. Это
облегчает очистку всасывающей и промывку напорной трубы,
а также позволяет опускать всас на необходимую глубину. На
землесосе, а также в конце всасывающей и в начале подъемной
трубы имеются лазы, через которые удаляют застрявшие валуны
и крупные предметы. На напорной подъемной трубе обычно ус-
танавливают обратный клапан, а на длинных трубопроводах
еще и боковой отвод с задвижкой для выпуска песков.
Для уплотнения подшипников к землесосу подводят воду
с напором примерно на 5 м больше развиваемого напора.
На салазках устанавливают распределительный щит, пуско-
вую электроаппаратуру и верстак для проведения текущего ре-
монта. Установку защищают легкой обшивкой.
Запуск землесоса при наличии напорной воды давлением
4—5 атм производят с помощью небольшого водоструйного на-
соса (эжектора). При закрытом обратном клапане водоструйный
насос отсасывает из улиты воздух и заполняется водой (произ-
водится зарядка), после чего запускается электродвигатель.
Когда вода подается к землесосу под низким напором, землесос
запускают путем заполнения подъемной трубы чистой воды при
открытом обратном клапане и вращающемся землесосе. После
того как груба заполнится до нужного объема, двигатель вы-
ключают, вода заполняет улиту и всасывающую трубу, после
чего двигатель вновь запускают и землесос начинает засасывать
пески. Такой способ запуска требует много времени.
Крупные землесосы (ЗГМ-1, ЗГМ-2, 12Р-7 и др.) на россыпях
чаще всего применяют на станциях перекачки. Устанавливают
их на прочном фундаменте, так как они работают на одном мес-
те продолжительное время. Опытные установки с землесосами
ЗГМ-2 и 12Р-7 были изготовлены на шагающем и гусеничном
ходу, весом 40—42 т,
В угольной промышленности, а также на россыпных место-
рождениях Малайи применялись землесосные установки на пон-
тоне, который использовался и для передвижки землесоса на
L. Шорохов
Рис. 87. Землесосная установка на. салазках:
/ — всас: 2 — шаровой шарнир; 5 —лаз; 4 — землесос ЗГМ-2м; 5 — электродвигатель 570 квт\ 6 — сани из труб;
7 — ручная лебедка на 1000 кг; 8 — будка? 9 — стрела; 10 — водоструйный насос для зарядки; //-100-милли-
метровый водопровод; /2 —подъемный 500-миллиметровый пескопровод; 13 ~ обратный клапан; 14 — реостат; /5-=
пусковой яхцик
258
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
плаву. Для этого перед передвижкой откачку из разреза поч-
венных вод прекращают и разрез затопляют.
Как у всех центробежных насосов, производительность и на-
пор землесосов зависят от числа оборотов колес. На некоторых
приисках для увеличения напора диаметр колеса землесоса уве-
личивали путем наварки обода и лопаток.
На оловянных россыпях в Малайе, где плотик преимущест-
венно неровный, распространены вертикальные подвесные зем-
лесосы. Землесос подвешивают к установленному на козлах
рельсу. Он работает в погруженном состоянии, благодаря чему
облегчается его запуск. Вертикальные землесосы изготовляют
мощностью 44—150 кет с диаметром напорного патрубка 150—
200 мм.
Колесо, вал, колено всасывающей трубы, улита и некоторые
другие части землесоса быстро изнашиваются. Срок службы от-
дельных частей зависит от материала, из которого они изготов-
лены, а также от крупности и петрографического состава пород.
Быстрее всего изнашиваются части землесоса при перекачке по-
род, содержащих кварцевую гальку. При глинистых породах изна-
шивание происходит медленнее. Быстроизнашивающиеся части
землесоса целесообразно изготовлять из марганцовистой стали
или с резиновым покрытием. После определенного срока работы
изношенные части наваривают. Примерные сроки службы от-
дельных частей землесосов приведены в табл. 32.
Таблица 32. Объем породы пропускаемой отдельными частями землесосов
до ремонта тыс. я3
Часть землесоса Тип землесоса
8НЗ ЗГМ-1
Песчано-гли- нистые слабо- каменистые породы Исовского увала Алмазоносные речники с кварцевой галькой Койвинского увала1 Легкие породы1 Алмазоносные речники с кварцевой галькой Койвинского увала
Колесо 40 7 160 10
Броневой передний диск 35 3 70 15
Колено на всасывающей трубе 90 20 200 30
Уплотнительное кольцо . 40 3 80 —
Улита (корпус) 60 10 130 15
1 Срок службы восстановленных частей на 10—15% меньше новых. Улита и колесо
навариваются до 4 раз, стоимость разового восстановительного ремонта составляет 17—
20% стоимости этих частей.
2 По Д. Л. Дьякову, при наварке сталинитом срок службы увеличивается в l,t>—3
раза.
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
259
Быстрый износ землесоса и дороговизна наварки износив-
шихся частей являются важнейшими недостатками землесосов.
При понижении уровня воды в приямке ниже обреза всасы-
вающей трубы землесос прекращает всасывание, после чего его
приходится заново заряжать. Это значительно усложняет обслу-
живание установки. Поэтому при использовании землесосов
в непогруженном состоянии необходимо обеспечивать равномер-
ное поступление размытых песков, т. е. достаточно точно увязать
производительность насосной установки или диаметр насадок
и число мониторов, обслуживающих землесосную установку,
с производительностью землесоса.
Крупные частицы могут быть засосаны землесосом, если они
расположены на небольшом расстоянии от обреза всасывающей
трубы и находятся под воздействием больших скоростей всасы-
вания. Так, 5-миллиметровая галька по расчетам засасывается
250-миллиметровой трубой в радиусе 0,3 м и на глубине до 0,11 м
[95]. Поэтому засасывание землесосом частиц с большим удель-
ным весом затруднено.
Заводы-изготовители указывают для землесосов производи-
тельность, развиваемый напор и к. п.д. при работе на воде. При
перекачке песков эти показатели снижаются в зависимости от
удельного веса размытых песков (пульпы).
Удельный вес размытых песков зависит от степени разжиже-
ния песков, что определяется удельным расходом воды на раз-
мыв и объемным весом пород. Если принять удельный вес воды
равным единице и не учитывать поры в песках, удельный вес
пульпы можно определить по уравнению
1 +а ’
где тР — удельный вес размытых песков, т/л1 * 3;
?п—объемный вес песков в целике, т/л3;
а — удельный расход воды на размыв, г/л3.
Величина пор зависит от зернового состава пород. Для песча-
но-глинистых речников относительная пористость составляет
0,1-т— 0,3. При наличии пор объем пульпы будет меньше суммар-
ного объема размытых песков и объема затраченной воды на ве-
личину относительной пористости песков, т. е. в уравнении (88)
единицу в знаменателе следует уменьшить на величину относи-
тельной пористости. Для учета пористости пород можно также
увеличить удельный вес пульпы на 0,5—1%. В наиболее распро-
страненных условиях удельный вес размытых песков ур при
разработке россыпей составляет 1,03—1,10. На вскрышных ра-
ботах угольных разрезов из-за меньшего разжижения пород ?р
увеличивается до 1,15.
17*
260
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Густоту размытых пород определяют коэффициентом разжи-
жения пород, который равен объему воды, затраченному на раз-
мыв единицы объема пород, измеренных в плотном теле. Часто
размытые пески именуют пульпой. Густоту пульпы определяют
коэффициентом консистенции, являющимся обратной величиной
коэффициента разжиженных пород.
При перекачке размытых песков производительность земле-
соса и развиваемый напор снижаются обратно пропорциональ-
но их удельному весу, а к. п.д. уменьшается на 1—2%. Поэтому
при выборе землесоса необходимо предусматривать запас в раз-
мере 15—25% как производительности, так и напора, поскольку
по мере износа частей эти показатели снижаются’ еще больше.
Особенно важно иметь запас в манометрическом напоре, так как
при недостатке напора подъемная труба часто засоряется.
Забойный землесос устанавливают на плотике или выше его
на 1 —1,5 м в случаях, когда имеется опасность затопления раз-
реза при отключении электроэнергии. Рядом с насосом делается
приямок, в который стекают и подгоняются размытые пески
и опускается всасывающая труба землесоса.
При установке землесоса на салазках площадку у приямка
выравнивают так, чтобы салазки располагались горизонтально.
При отсутствии салазок опорную плиту землесоса устанавли-
вают на деревянном ряже, который углубляют на 0,8—1,2 м
и заполняют камнем.
Расход электроэнергии на подачу песков к промывной уста-
новке зависит от расстояния, высоты подъема и степени разжи-
жения песков. Для сокращения расхода электроэнергии и уве-
личения производительности землесоса по пескам важно умень-
шать их разжижение, чтобы землесос перекачивал как можно
меньше воды. В зависимости от этих условий для подъема 1 м3
песков, измеренных в плотном теле, расходуют 1—6 квт*ч
электроэнергии.
При разработке золото-платиновых россыпей промывная
установка в большинстве случаев состоит из легкого шлюза, пе-
рестановка которого не требует больших затрат и времени. В та-
ких условиях целесообразно перестанавливать шлюз чаще, чтобы
сократить расстояние перемещения пород и землесосы произво-
дили перекачку песков из забоя на шлюз в одну ступень
(рис. 88, а).
Промывные установки на россыпях с минералами небольшого
удельного веса (особенно на алмазных) имеют сложное обога-
тительное оборудование и такие установки строят стационар-
ными. Расстояние перекачки в этих случаях достигает 2 км
и пески приходится перекачивать в две ступени (рис. 88, б).
Забойные землесосы применяют более легкого типа, обычно 8НЗ,
которые подают пески в приямок подкачного землесоса. Подкач-
ной землесос подает пески непосредственно на обогатительную
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
261
установку. Он работает без перестановки длительное время, по-
этому в качестве подкачных целесообразно применять землесосы
тяжелых типов, которые имеют более высокий к. п. д., а на
ремонт 1ребуют меньших затрат.
Для увеличения производительности подкачного землесоса по
пескам целесообразно устраивать слив, уменьшая этим разжи-
жение песков. Для предотвращения выноса ценного минерала
при сливе удаляют воду только из самого верхнего слоя. Для
Рис. 88. Схемы перекачки песков из разреза землесосами
этого на отводной канаве (рис. 88, б) устанавливают подъемный
щиток, высота которого определяет количество отводимой из
приямка воды. На угольных разрезах проводили опыты по
использованию для этой цели сгустителей, которые устанавли-
вали на подъемной трубе землесоса [36]. При прохождении через
сгустители породы разделялись на два потока. Нижний, содер-
жащий основную часть породы, направлялся к подкачному зем-
лесосу, а верхний, состоящий из мутной воды, отводился верхней
трубой сгустителя на слив.
Производительность и срок службы подкачного землесоса и
подъемного трубопровода при разработке алмазной россыпи
увеличивали путем установки у приямка подкачного землесоса
бочки для грохочения, в которую перекачивались пески от за-
бойных землесосов (рис. 88, в). Бочкой отгрохочивали гальку
+ 12 мм, которую ленточным транепортерОлМ направляли в отвал.
262
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В этом случае на промывную установку подкачной землесос
ЗГМ-1 подавал только мелкозернистые пески диаметром менее
12 мм. После этого срок службы подъемного трубопровода уве-
личился в 2 раза и он перестал засоряться.
В обязанность машиниста землесоса входит: запуск земле-
соса, смазка, установка всасывающей трубы в приямке на нуж-
ном горизонте, очистка землесоса от застрявших камней, прове-
дение текущего ремонта, очистка решетки от валунов и корней,
а также наблюдение за равномерной подачей песков к приямку
с постоянным разжижением.
3. ПРИЯМОК ДЛЯ СБОРА ПЕСКОВ
Размытые пески, поступающие от забоя, должны собираться
в приямке, где они засасываются водоструйным насосом или
землесосом. Приямок устраивают в наиболее низких местах пло-
тика. Поскольку забойные насосы часто переносятся, его прохо-
дят небольших размеров (рис. 89)—глубиной 0,8—1,7 м
и длиной 1,5—2,5 м. В скальном плотике приямок не крепят,
в малоустойчивых же породах при расположении вблизи борта
разреза стенки закрепляют деревом. На валунистых россыпях
приямок перекрывают решеткой для задержания булыжника
и валунов с таким расчетом, чтобы проходил камень размером
на 2—4 см меньше предельно допускаемого. Решетку изготов-
ляют из 10—15-миллиметровых стальных листов или из рельсов;
снаружи ее укрепляют рамой из уголков и деревянных брусьев.
Решетку следует устанавливать с наклоном в 3—10° и распола-
гать так, чтобы напорная струя, которую используют для подачи
песков из забоя, могла очищать решетку от корней, дерна, ва-
лунов и сбрасывать их за решетку.
Чтобы было легче подгонять пески к приямку, с боков его
устанавливают под углом крылья из деревянных щитов. Крылья
должны также защищать землесос и обслуживающих рабочих
от напорной струи.
Крылья составляют из отдельных щитов, удобных для раз-
борки и переноски. Щиты укрепляют с помощью кольев с раско-
сами. Высота щитов у приямка 2 м, а к концам уменьшается до
0,5 м. Толщина досок щитов у насоса 5 см, а крайних 3 см. На
приисках крылья, решетку и устье промывного шлюза называют
двором или творилом.
При малых уклонах плотика для облегчения смыва песков к
приямку в плотике проводят канавку, которую поддерживают
в незаиленном состоянии. Канаву в разрушенном плотике про-
ходят напорной струей.
Размытые пески в приямке во время всасывания приходят
во вращательное движение, и у всасывающей трубы образуется
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
263
воронка значительной глубины. Когда воронка углубится до
края всаса, работа землесоса прекращается и приходится произ-
водить новую зарядку. Для предотвращения образования ворон-
ки в приямок опускают крестовину, в центре которой пропущена
Рис. 89. Приямок с крыльями
всасывающая труба. У наибольших землесосов с этой целью на-
правляют струю воды от зарядного водоструйного насоса или
бросают в приямок обрезки старой крепи. На крупных землесо-
сах угольных разрезов дополнительную напорную воду направ-
ляют по трубе к дну приямка для взмучивания осевших частиц
песков.
264
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
4. ПОДЪЕМНЫЙ ТРУБОПРОВОД
Трубопровод для перекачки песков выполняют из стальные
сварных труб диаметром 20—80 см. На приисках наиболее рас-
пространен диаметр 25—40 см. Толщина стенок подъемного тру-
бопровода при перекачке породы водоструйными насосами равна
3—4 мм, а у землесосов 5—10 мм.
Трубы свариваются звеньями длиной по 50—200 м. Отдель-
ные звенья соединяются между собой с помощью фланцев с ре-
зиновыми прокладками. Для увеличения срока службы и облег-
чения сборки и обслуживания подъемный трубопровод уклады-
вают на деревянных лежках, а при неровной поверхности на
клетках или козлах.
Во избежание засорений (запрессовки) труб при перекачке
песков необходимо рассчитать диаметр трубопровода и соблю-
дать основные условия перемещения пород. Пески по трубам
перемещаются при повышенных скоростях, когда возникают вих-
ревые потоки (турбулентный режим) с вертикальными скоро-
стями, содействующими подъему твердых частиц и переносу их
во взвешенном состоянии. Вертикальные скорости составляют
0,05—0,2 горизонтальной скорости потока; поэтому подъемная
сила увеличивается с повышением скорости движения потока.
Вследствие этого скорость потока существенно влияет на усло-
вия перемещения твердых частиц. Так, при больших скоростях
потока (свыше критической для наиболее крупных зерен) все
твердые частицы находятся во взвешенном состоянии и непо-
средственно со стенками труб в основном соприкасается вода.
При скорости потока ниже критической наиболее крупные
частицы сосредоточиваются в нижней части трубы или, находясь
во взвешенном состоянии и двигаясь вперед, периодически оседа-
ют на дно и вновь поднимаются, т. е. двигаются скачкообразно.
При дальнейшем снижении скорости наиболее крупные частицы
осядут на дно и будут медленно перекатываться по дну. При еще
большем снижении скорости перемещение малоокатанных круп-
ных частиц прекратится и по дну будут передвигаться только
окатанные частицы. Осевшие плоские частицы затрудняют дви-
жение окатанных и будут содействовать скоплению и более мел-
ких плоских частиц, что вызывает засорение труб. Вследствие
оседания твердых частиц шероховатость -стенок труб возрастает,
а это ухудшает условия перемещения потока. Однако исследова-
ния показывают, что движение потока на скоростях выше крити-
ческой экономически нецелесообразно .вследствие повышенного
расхода энергии и более быстрого износа труб (исследования
производились с мелкозернистой породой с диаметром зерен
менее 10 мм).
Россыпи содержат большое количество гальки, и водоструй-
ные насосы и землесосы перекачивают пески, содержащие как
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
265
мельчайшие глинистые частицы, так и крупную гальку и булыж-
ник диаметром до 100—150 мм. Мелкие зерна перемещаются во
взвешенном состоянии, а крупная галька перекатывается и сколь-
зит по днищу трубы, т. е. перемещение наиболее крупных зерен
производится на скоростях значительно ниже критической.
Однако эта скорость должна быть достаточна для того, чтобы
наиболее крупная галька перекатывалась или скользила на
наиболее трудных отрезках пути перемещения, где трубы уложе-
ны с крутым подъемом. Наиболее тяжело перемещать гальку по
вертикальным трубам, на этих отрезках наблюдается наиболь-
шее снижение скорости перемещения гальки относительно скорос-
ти потока. Понижение скорости должно быть таким, чтобы обра-
зующееся скопление гальки не вызывало засорения труб.
При установившейся скорости движения гальки по вертикаль-
ной трубе давление потока на поверхность гальки, обращенную
навстречу потоку, должно преодолеть силу тяжести. В этих усло-
виях, без учета влияния трения, вихревых потоков и ускоренного
движения гальки, справедливо следующее уравнение:
(и — v )2
Тр^—2^ = (Тг —Тр)<Л
где F—площадь поперечного сечения гальки, перпендикулярная
движению потока, ж2;
v — скорость потока, м!сек\
vr—скорость движения гальки, м!сек\
7г — удельный ,вес гальки;
7р — удельный вес потока;
q — объем гальки, м3.
Необходимая скорость потока для перемещения гальки тож-
дественно [26] выразится следующим упрощенным уравнением:
V = vr 4- k К^г(7г —Тр) , (89)
где k — коэффициент окатанности, зависящий от формы гальки
и учитывающий дополнительные сопротивления;
dr — поперечный размер гальки, м.
Второй член правой части уравнения определяет скорость
свободного падения гальки в воде. Скорость свободного падения
для крупной гальки изучена в недостаточной степени, и по лите-
ратурным источникам коэффициент k имеет различное значение.
Так, для частиц с очертанием шара исходя из предыдущего урав-
нения k = 3,62 [26], по Ретингеру же следует принимать k = 4,43.
При значительных размерах гальки форма оказывает заметное
влияние на скорость свободного падения. Вследствие значитель-
ного превышения скорости потока по отношению к скорости
движения гальки в вертикальных трубах галька неправильной
формы принимает положение, при котором сопротивление дви-
жению потока будет наименьшим. Поэтому скорость свободного
266
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
падения плоской и вытянутой гальки будет больше чем окатанной.
Значения коэффициента окатанности, полученного из предыду-
щего уравнения, приведены в табл. 33.
Таблица 33. Коэффициент окатанности гальки
Форма гальки Коэффициент окатанности k
с 10%-ным запасом теоретическое значение
Шарообразная 4 3,62
Среднеокатанная, близкая к кубу 5 4,44
Малоокатанная, вытянутая с соотношением сто- рон 1:1:2 7 6,25
Плоская, с соотношением сторон 1:1:3 .... 8,5 7,65
В действительности скорости свободного падения частиц
меньше, чем это определяется правым членом уравнения (89),
поскольку не учитывается влияние трения и наличие вихревых
потоков.
При перекачке глинисто-песчаных пород без гальки стреми-
лись применять скорости несколько выше критических. Однако
исследования [23] показали, что перекачка пород на скоростях
несколько ниже критической, когда на дне трубы отлагается слой
породы толщиной до 0,1 диаметра, позволяет сократить расход
электроэнергии в среднем на 23%, а затраты по амортизации
труб на 47—59%.
Критические скорости зависят от диаметров зерен и труб, а
также от удельного веса зерен и пульпы. Уравнения для опреде-
ления этих критических скоростей сложны, поэтому удобнее
пользоваться таблицами [36].
Для вскрышных работ на угольных месторождениях подъем-
ный трубопровод рассчитывают, руководствуясь скоростями,
приведенными в табл. 34, которые даны в зависимости от зерно-
вого состава пород и диаметра труб.
Потери напора при перекачке пород зависят от степени их
разжижения. Кроме того, для глинистых пород эти потери нес-
колько меньше, чем для песчаных. Потери от вредных сопротив-
лений определяют по уравнениям для чистой воды, а затем уве-
личивают на поправочный коэффициент, приведенный в табл. 35.
Засорение (запрессовка) подъемного трубопровода вызывает
значительные простои и дополнительные расходы, поскольку для
устранения его необходимо вначале обнаружить место засоре-
ния, разобрать трубопровод, очистить и вновь собрать. Обычно
трубопровод засоряется в том случае, когда пески содержат
много крупной гальки, а скорость потока недостаточна, поэтому
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
267
Таблица 34. Необходимые средние скорости потока
в подъемном трубопроводе, м/сек
Диаметр подъемно- го трубо- провода, м Г лины Песчано- глинистые породы Песок и гравий Диаметр подъемно- го трубо- провода, м Глины Песчано- глинистые породы Песок и гравий
0,250 1,6 2,0 2,5 0,400 2,2 2,4 3,3
0,300 1,8 2,1 2,8 0,450 2,3 2,6 3,5
0,350 2,0 2,2 3,0 0,500 2,5 3,0 3,8
для предупреждения засорений устанавливают на приямке земле-
сосов решетки, которые предотвращают засасывание крупной
гальки.
Во время разработки россыпи землесос переносят, и длина
подъемного трубопровода постепенно увеличивается. При удли-
Таблица 35. Поправочные коэффициенты для определения
потери напора при движении песков по трубам
Разжиженные породы (объемное отношение ж : т) Поправочный коэффициент Разжиженные породы (объемное отношение ж : т) Поправочный коэффициент
3 : 1 1,6 10: 1 1,3
8 : 1 1,5 20: 1 1,2
5: 1 1,4
нении трубопровода возрастают сопротивления. Поэтому удли-
нять трубопровод можно лишь до такого предела, при котором
наибольшая величина манометрического напора, развиваемого
землесосом, будет достаточна для подъема песков и для преодо-
ления всех вредных сопротивлений. При малом запасе маномет-
рического напора в трубопроводе образуются пробки. Для пре-
дупреждения засорения сокращают длину трубопровода, умень-
шают высоту подъема и устраняют крутые повороты. По мере
износа колеса землесоса напор снижается, что также приводит
к образованию пробок. Чтобы уменьшить возможность засорения
подъемной трубы, можно наварить колесо или увеличить число
оборотов землесоса.
Перед остановкой землесоса необходимо промыть подъемный
трубопровод водой. Для этого прекращают перемещение песков
к приямку за некоторое время до остановки, чтобы к приямку
поступала чистая вода. Во время промывки также поднимают
268
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
всасывающую трубу особенно если промывку необходимо осу-
ществить быстро.
При разработке россыпей галька обычно бывает окатанной,
степень разжижения песков весьма значительной, а длина
подъемной трубы при использовании водоструйных насосов мала.
В этих условиях для увеличения срока службы труб после пере-
носа их переворачивают, добиваясь равномерного износа
внутренней поверхности. На алмазных россыпях срок службы
подъемного трубопровода увеличивали отгрохочиванием в бочке
из песков гальки диаметром свыше 12 мм.
Сроки службы стальных труб на вскрышных работах уголь-
ных разрезов устанавливаются из объема пропущенных пород,
данные по которым приведены в табл. 36.
Таблица 36. Износ стальных труб при перекачке пород
без заиловки днища
Диа- метр трубы, мм Толщи- на стенки, мм Глинистый песок | Песок | Мелкая галька-гравий
Объем пропускаемых пород, а 'ЫС. м3
при износе стенки на 1 мм при пол- ном из- носе и по- вороте трубы при из- носе стен- ки на 1 мм при пол- ном из- носе и по- вороте трубы при из- носе стен- ки на 1 мм при пол- ном из- носе и повороте трубы
200 8 115 460 104 416 58 290
300 10 260 1560 234 1400 130 780
400 11 463 3000 417 2700 230 1610
500 12 735 5500 652 4380 370 2960
5. ОСОБЫЕ СПОСОБЫ ПОДЪЕМА
Размытые пески поднимают также с помощью следующих
особых установок и приемов: монитором по наклонной поверхнос-
ти, понурно-шлюзовой установкой, водометным грохотом, водо-
струйным желобом.
Подъем пород на высоту до 1—2 м может быть произведен
обычным мониторо.м (рис. 90, а). При таком подъеме расход
напорной воды увеличивается в 2—4 раза по сравнению с расхо-
дом на размыв. Поэтому его используют лишь в случаях, когда
забой быстро перемещается, а напорная вода имеется в избытке.
В частности, этот способ применяют при гидравлической вскры-
ше маломощных торфо.в с выгонкой их на сторону, т. е. на бор-
та разреза. На добычных работах подъем песков монитором при-
меняют редко; шлюзы в этом случае располагают на плотике
или при малой мощности на кровле пласта. Наиболее распро-
странен этот способ на отвалах для подъема крупной гальки на
высоту до 2—3 м.
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
269
Подъем на понурно-шлюзовой установке осуществляется по
наклонно установленной колоде с помощью струи монитора-пода-
вателя. Понур соединяется со шлюзом. Понурное звено
(рис. 90, б) устанавливают с подъемом в 15°; при этом превыше-
ние верхней части над плотиком составляет 0,5—1,5 м. Боковые
стенки у понурного звена изготовляют высотой 1,5—2,5 м. Ниж-
нюю часть звена заглубляют в плотик, а с боков устанавливают
направляющие крылья из переносных щитов высотой 2 м.
Управляет монитором один рабочий. Для сокращения расхода
напорной воды в головной части понура (творило) вначале на-
капливают породы с таким расчетом, чтобы, используя подъем
плотика, вести выгонку песков к шлюзу самотеком или с наи-
меньшей высотой подъема.
Хвосты со шлюза вместе с использованной водой отводят из
разреза по выносной канаве.
Понурно-шлюзовая установка является наиболее простым
подъемным устройством. Однако она расходует значительное ко-
личество воды, а для обслуживания ее необходим дополнитель-
ный рабочий. Применяют эти установки для подъема песков на
небольшую высоту.
Подъем на водометном грохоте (гидровашгерде) производит-
ся по наклонной колоде с решетчатым дном напорной струей
монитора-подавателя (рис. 90, в). Водной струей загоняют пески
вверх по колоде; во время перемещения по решетчатому дну
происходит грохочение песков и в верхнюю часть грохота на
высоту 2—3,5 м поднимают только гальку, а мелочь с водой соби-
рается в приямок и отводится в шлюз или в канаву.
Колода имеет ширину 500—700 мм, и ее устанавливают под
углом 25—40°. Решетчатые стальные листы толщиной 10—15 мм
с отверстиями диаметром 10—30 мм укладывают в колоду на
расстоянии 100—150 мм от дна внахлестку так, чтобы нижний
лист перекрывал верхний.
Колоду устанавливают на козлах или на стойках, врублен-
ных в лежни салазок или прогоны. Верхний хомут (переклад) на
колоде не делают. Колоду крепят только на нижних перекладах
(ваймах), так как верхнее крепление разбивало бы струю. С бо-
ков колоды устанавливают направляющие крылья из щитов.
Перед грохотом в плотике проходят приямок (зумпф), который
перекрывают решетчатым листом. От приямка отходит шлюз или
канава, в которой улавливается металл. Напротив колоды уста-
навливают монитор-подаватель с диаметром насадки 50—75 мм,
и воду подают под напором 15—40 м. Рабочий направляет струю
в нижнюю часть грохота и, перемещая ее вверх по колоде, под-
нимает породу к верхнему концу и оставшуюся на грохоте гальку
выбрасывает через верхний конец колоды в отвал.
Производительность грохота и качество грохочения пород
во многом зависят от опытности рабочего. При вязких породах
Рис. 90, Способы подъема песков
ПОДЪЕМ ПЕСКОВ
277
необходимо несколько раз поднимать породу на половину длины
колоды, а затем опускать ее вниз. При этом пески хорошо пере-
мешиваются, мелочь полностью прогрохочивается, а вязкие
частицы размываются струей и галька сбрасывается в отвал хо-
рошо отмытой.
С уменьшением угла наклона производительность грохота
возрастает, но ухудшается размыв песков. Угол наклона колоды
не должен превышать 40°,.а колода не должна быть слишком ши-
рокой. Так, при расходе воды 100 л[сек,, т. е. при насадке 75 мм
и напоре 30—35 м, применяют колоду шириной 700 мм. При
меньших насадках и напорах колоду необходимо сужать. Целе-
сообразная ширина и диаметр насадки для определенной произ-
водительности устанавливаются опытным путем. Суточная произ-
водительность грохота составляет 150—500 м\
В нижней наклонной части колоды иногда устраивают сплош-
ное дно, а решетчатую часть располагают несколько выше (рис.
90, г). В этом случае грохот как бы соединяют с понуром. Та-
кое устройство позволяет располагать шлюз на поверхности пло-
тика и придавать шлюзу больший уклон, если мал уклон плоти-
ка, а также обходиться без приямка.
Для стока воды из головной части творила (двора) в крыль-
ях делают вырезы.
Объем галечного отвала, который может быть размещен за
грохотом, невелик. Поэтому установку приходится часто пере-
станавливать. Емкость отвала может быть несколько увеличена
разравниванием его бульдозером или напорной струей. Чтобы
облегчить перестановку, грохоты изготовляют легкой конструк-
ции, допускающей разборку или перевозку на салазках с по-
мощью трактора.
Водометный грохот целесообразно применять в следующих
случаях: когда имеется возможность провести выносную канаву
для удаления из разреза мелкозернистых хвостов самотеком;
при небольших объемах галечных отвалов, для укладки которых
не нужна большая высота подъема; при разработке глинистых
песков, когда для повышения извлечения металла необходимо
обеспечить полный отмыв глины. Грохот работает удовлетвори-
тельно при невысоких напорах, даже меньше 25 м. При разра-
ботке валунистых россыпей водометный грохот применяли для
облегчения уборки камня с решетки водоструйного насоса [31].
При этом диаметр отверстий на наклонном решетчатом листе
был не менее 70—100 мм и грохот устанавливали вблизи приям-
ка водоструйного насоса или землесоса.
Подъем на водоструйном желобе (открытый элеватор) про-
изводится при установке желоба под углом 20—35° (рис. 90, д).
Желоб располагают около шлюза, высота подъема песков по
нему составляет 2—4 м. У нижнего конца желоба устраивают
приямок, в котором жестко укрепляют короткий конусный ствол
272
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
с насадкой по направлению продольной оси желоба. Внешняя
часть желоба деревянная. Ее изготовляют из досок толщиной
3—5 см, причем дно выкладывают продольными брусьями, при-
давая ему полукруглую форму. К деревянной части крепят
броню из листовой или полосовой стали толщиной 10—15 мм,
которая имеет форму полукруга. Листы укрепляют в стык или
внакладку так, чтобы образующиеся уступы препятствовали спол-
занию песков вниз. Верхний край желоба должен быть выше
торцов шлюза на 300—400 мм. При диаметре насадки 75—100 мм
ширина полукруглого желоба поверху составляет 350—600 мм.
К приямку и стволу подводят водопровод. Ствол укладывают
на дно полукруглого желоба с деревянной прокладкой так, что-
бы ось его была выше дна желоба на 100—150 мм и точно сов-
падала с его продольной осью. Насадку устанавливают пример-
но на уровне воды в приямке, который перекрывают съемным
полом, защищенным стальным листом, а выступ насадки для
предупреждения ударов валунов прикрывают металлическим
кожухом. По бокам желоба устанавливают крылья, направляю-
щие поток к желобу.
Шлюз в головной части должен иметь высокие борта, к кото-
рым крепят отражатель, перекрывающий сверху шлюз по всей
его ширине. Лучше всего отражатель изготовлять из двух щитов,
установленных один за другим и набранных из старых рельсов
таким образом, чтобы передний отражатель направлял струю
на задний, с которого она падает на дно шлюза. В этом случае
удар струи о дно смягчается. Дно в месте падения струи покры-
вают стальным листом. Углы установки отражателей должны
быть увязаны с направлением струи и местом ее падения на
шлюз. К головной части шлюза целесообразно подводить сбоку
дополнительную безнапорную воду.
Водоструйный желоб относится к наиболее простым устрой-
ствам, осуществляющим подъем песков на среднюю высоту.
Главными его достоинствами являются способность пропускать
и поднимать крупные валуны (не многим менее ширины жело-
ба), а также возможность обойтись без постоянного присутствия
рабочего, что необходимо при подъеме по понуру или грохоту.
При одинаковом диаметре насадки у желоба и водоструйного
насоса размер камней, пропускаемых желобом, больше в 2 раза
и по желобу шириной 500 мм можно поднимать валуны разме-
ром до 400—450 мм. Однако коэффициент полезного действия
желоба значительно ниже коэффициента полезного действия
водоструйного насоса. Кроме того, желоб не может откачивать
воду из разреза. Поэтому при его применении вода должна от-
водиться по водосточной канаве или с помощью водогона. Водо-
струйный желоб целесообразнее применять при разработке
каменистых и валунистых россыпей, так как сокращаются про-
стои, вызванные застреванием крупных камней, а также умень-
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
273
шается затрата рабочей силы на уборку камней в забое и у при-
ямка. Так, на валунистых россыпях р. Усы он оказался выгод-
нее водоструйных насосов и применение его увеличило
производительность гидравлических разрезов на 30%; простои,
вызванные неполадками в подъемном устройстве, сократились
с 6 до 0,5—1,5 ч в сутки, а производительность труда рабочих
повысилась в 2 раза [29].
Глава VI. ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Работа промывных установок тесно связана с отвалообразо-
ванием, поскольку применяют непрерывный поточный процесс,
а при разработке золото-платиновых россыпей промывная уста-
новка и отвалы обычно располагаются рядом с разрезом и об-
служиваются одними и теми же рабочими.
Для удешевления строительства промывные установки де-
лают без бункеров для создания запаса песков и пески подаются
непосредственно на обогатительную установку. Поэтому непо-
ладки в работе промывных установок и задержки в размещении
хвостов в отвалы сразу же отражаются на работе гидравличе-
ского разреза, и в таких случаях приходится сокращать очи-
стные работы, а иногда и полностью останавливать. Основ-
ной задачей этого вида работ наряду с достижением высо-
кого извлечения металла при низкой себестоимости является
обеспечение бесперебойной работы промывных установок и от-
валов.
1. ПРОМЫВНЫЕ УСТАНОВКИ
Промывка песков на гидравлических разрезах существенно
отличается от промывки при других способах разработки. Это
объясняется тем, что при размыве пород водной струей в забое
и при перемещении их водным потоком пески разрыхляются, от-
дельные частицы их отделяются друг от друга и пески посту-
пают на промывную установку в размытом (дезынтегрирован-
ном) виде даже в том случае, если содержат глинистые породы.
Только в редких случаях, при разработке крепких глин, они
полностью не размываются и образуются небольшие глинистые
катыши, которые иногда можно встретить на отвалах. Таким
образом, размыв обычных и даже вязких песков на гидравличе-
ских разработках происходит непосредственно в разрезе. Поэто-
му на промывных установках оборудования для размыва (дезин-
теграции) песков не применяют, что является большим преиму-
ществом гидравлического способа разработки. Во время про-
мывки получают серые шлихи, которые в дальнейшем подверга-
ют доводке. На гидравлических разрезах серые шлихи получают
на следующих установках: 1) в выносной канаве, 2) на шлюзе,
3; на кулибине, 4) на шлюзе с отсадочными машинами, 5) на
сложных промывных установках.
18 С. М. Шорохов
OOOL'
OOOh
А-А
-3000 -
840 840
Z320
Рис. 91. Шлюз гидравлических разработок
276
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Промывка в выносной канаве. Во время разработки террасо-
вых и увальных россыпей применяют вскрытие выносными ка-
навами. В этом случае серые шлихи могут устанавливаться в
выносной канаве. Шлихи оседают на дне канавы; 2—3 раза
в месяц зачищают головную ее часть на протяжении 15—25 м
(см. рис. 118). Шлихи по всей длине канавы зачищают 1—2 раза
за лето. Трафарет в канаву не укладывают. Осевшие шлихи со-
бирают и подают на бутару с удлиненной колодой длиной 5 м,
где их промывают и получают черные шлихи. Окончательно чер-
ные шлихи доводят на доводочном станке, где и выделяется шли-
ховой металл.
Для более полного извлечения золота уклон, выносной кана-
вы должен быть небольшим. Однако мелкое золото даже в
длинных канавах оседает плохо, поскольку поток имеет большую
глубину и скорость. Поэтому такой способ промывки применяют
на золото-платиновых россыпях только с крупным металлом,
и при наличии значительного количества мелкого металла его
использование не целесообразно.
Промывка на шлюзе. На гидравлических разрезах шлюз имеет
колоду прямоугольного сечения (рис. 91), ширину его принимают
в зависимости от производительности. Так, при расходе 150—
200 Л1сек размытых песков ширина колоды составляет 0,7 м>
при 500 л!сек 1 м и при 2 м3/сек 1,5 м. Общая длина шлюза
в зависимости от его производительности, крупности металла,
места установки составляет 20—100 м. Борт колоды в средней
части после укладки трафаретов должен возвышаться над
верхним урезом потока на 25—35 см. В головной части для
предупреждения разбрызгивания высоту бортов увеличивают
до 1,2—1,7 м.
Шлюз составляют из отдельных деревянных колод с длиной
звена 5—7 м\ звенья плотно подгоняют одно к другому. Колоду
изготовляют из первосортных сухих досок толщиной 4—5 см,
которые плотно прифуговывают, сучки высверливают, а в от-
верстия загоняют пробки. Через каждые 1,5—1,7 м колоду стя-
гивают рамами, при этом лежень, стойки и верхняк (хомута)
расклинивают клиньями. Рамы опираются на продольные брев-
на— прогоны, устанавливаемые с расчетным уклоном.
При установке шлюза на плотике или в канаве прогоны
укладывают в неглубокие борозды. Если высота установки не
превышает 2 м, прогоны укладывают на лежнях, городках или
невысоких козлах. При увеличении высоты до 4 м прогоны
укладывают при частых перестановках на высокие козлы или
на стойки- Шлюзы с высотой установки 4—12 м обычно распола-
гают на стойках, укрепленных раскосами (рис. 91).
Уклон колоды шлюзов принимают от 0,02 до 0,05. Его рас-
считывают в зависимости от крупности гальки, подаваемой на
шлюз, скорости, необходимой для ее перемещения, и секундного
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
277
расхода воды. Если на шлюз не подают валуны и крупный бу-
лыжник, а также при больших расходах воды принимают мень-
шие уклоны. Когда размытые пески подаются на шлюз насосами
и О1ни выбрасываются из трубы с большой скоростью, в головной
части шлюза допускают снижение уклона на 30—40%. Глубина
потока в колоде обычно составляет 15—25 см.
Рис. 92. Соединение подъемной трубы водоструй-
ного насоса со шлюзом
При подаче песков от землесоса подъемная труба обычно
присоединяется к торцовой стенке шлюза (рис. 91), а при пода-
че от водоструйного насоса врезается в дно шлюза. В послед-
нем случае головку шлюза сверху обшивают досками и уста-
навливают отражатель в виде стального листа толщиной 12—
20 мм (рис. 92).
Длина шлюза может быть рассчитана приближенно. Шлюзы
имеют исключительно большую нагрузку твердых частиц пород
на единицу ширины, поэтому увеличивать улавливающую пло-
щадь за счет длины целесообразно до известного предела, так
как мелкий металл в таком шлюзе обычно сносится. Поэтому
необходимо провести наблюдения за извлечением металла на
шлюзах разной длины. Предпочтение следует отдать такой дли-
не, при которой дополнительные затраты на изготовление и пе-
рестановку удлиненного шлюза целиком перекрывались бы сто-
имостью дополнительно извлеченного металла.
Дно головного звена выкладывают металлическим трафаре-
том торцовым или из угловой стали. Торцовый трафарет может
пропустить 30 тыс. м3 песков, после чего его заменяют новым, а
старый трафарет сжигают и пепел промывают.
В шлюзах, которые переносят не более 1—2 раз за лето, в
верхней части на протяжении 10—15 м устанавливают две па-
раллельные колоды. В головной .части устраивают поворотный
щиток, с помощью которого меняют направление потока, осво-
бождая одну из колод. Применение сдвоенных колод позволяет
производить сполоск, не прекращая в разрезе работы по
278
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
размыву. Если же шлюзы переносят еще реже, то их снабжают
двумя колодами по всей длине.
На обслуживание шлюза рабочих не выделяют. Сменный
мастер и промывальщик осматривают шлюз, а при засорении
трафаретов валунами, что случается редко, его прочищает про-
мывальщик при участии рабочих разреза.
Для облегчения съемки серых шлихов в последнем звене ус-
танавливают решетку и подшлюзок. При сполоске снимают лист,
закрывающий решетку, и
шлихи смывают в под-
шлюзок, у которого уста-
новлена бутара с удли-
ненной колодой, где и
Рис. 93. Кулибина для гидравлических
разработок
производят доводку.
Обычно шлюз сполас-
кивают раз в неделю или
декаду. Частоту сполоска
устанавливают на основа-
нии наблюдений исходя
из того, что затраты, свя-
занные с учащенными спо-
лосками, должны покры-
ваться ценой дополнитель-
но намываемого металла.
Шлюзы на гидравлических разработках целесообразно при-
менять на золото-платиновых россыпях, содержащих крупный
и средней крупности металл.
Промывка на кулибине. Кулибины применяют на гидравличе-
ских разработках россыпей Южного Урала (рис. 93). Эти про-
мывные установки более громоздки, чем шлюзы, что усложняет
их перестановку, однако применение подшлюзков (вспомога-
тельная колода с малым наполнением) позволяет повысить из-
влечение мелкого металла.
Основная колода кулибины, принимающая размытые пески
из разреза, имеет длину 4—20 м и оканчивается грохотом с от-
верстиями 15—30 мм, установленным в дне колоды (на миас-
ских кулибинах длина колоды около 6 м). Мелочь вместе с во-
дой проходит через грохот и по поперечной распределительной
колоде направляется в подшлюзки, число которых должно быть
таким, чтобы общая их ширина была в 4—10 раз больше основ-
ной колоды (на миасских кулибинах подшлюзки состоят из ше-
сти колод длиной по 5 м). Вследствие этого глубина потока и
скорость его в подшлюзках резко -сокращаются. Так, при скоро-
сти потока на основной колоде 2—3,5 м/сек в подшлюзках она
снижается до 1—1,5 м/сек, а глубина потока не превышает 25—
50 мм. Такой режим позволяет применять на подшлюзках рези-
новые маты с заливкой ртутью и устанавливать невысокие угол-*
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
279
ковые трафареты. Все это содействует лучшему извлечению
мелкого золота. Вспомогательные колоды можно устанавливать
с одной или же с двух сторон основного шлюза. На отдельных
приисках промывка песков в кулибинах вместо шлюзов позво-
лила увеличить намыв металла на 20% за счет сокращения
потерь.
Крупная галька, булыжник и валуны при проходе через гро-
хот обезвоживаются, что осложняет их размещение в отвалы.
Поэтому при высоко установленной кулибине галька сразу
сбрасывается с грохота в отвал или же по желобу с уклоном
0,25—0,3 и с дополнительным подводом к нему воды направ-
ляется в хвостовой желоб, в который поступают также хвосты
из подшлюзков. Установка подшлюзков приводит к уменьшению
высоты отвалов на 1—2 ,ч, поэтому на кулибинах необходимо
поднимать пески на большую высоту.
Кулибины применяют при гидравлических выработках на
оловянных россыпях Малайи. Для перебуторки оловянного кон-
центрата на колодах приходится задалживать значительное
число рабочих, и промывка на них весьма трудоемка.
Частота перестановки шлюзов и кулибин зависит от емкости
отвалов хвостов и скорости передвижения забоя. На россыпях
небольшой мощности и при использовании естественного напо-
ра и шлюзов с понуром (шлюзов с водометным грохотом, водо-
струйных насосов) перестановку промывных приборов произво-
дят неиаще раза в неделю. При столь малых сроках работы шлю-
за на одном месте для сокращения простоев разреза необходимо
иметь в работе не менее двух шлюзов, а также запасные, уста-
новленные в запасных забоях. Затраты на перестановку шлюзов
должны перекрываться сокращением расходов на подъем песков
(от уменьшения высоты) и размещение хвостов в отвалы. В наи-
более распространенных условиях шлюзы с водоструйными насо-
сами перестанавливают через 3—6 недель, а иногда еще реже.
При подаче песков землесосом шлюзы перестанавливают зна-
чительно реже. Землесосы тяжелы, и их сложнее перестанавли-
вать. Кроме того, они могут развивать значительный напор и пе-
ремещать пески по длинным подъемным трубопроводам. В этих
условиях целесообразно увеличивать емкость отвалов, распола-
гая шлюзы на большой высоте. Чаще всего такие шлюзы перено-
сят 1—3 раза в год.
Частоту перестановки шлюза следует устанавливать, сопо-
ставляя отдельные варианты, рассчитывая их и проверяя на
опыте. Решающее значение имеет достижение наименьшей себе-
стоимости добычи пород, улучшение использования оборудования
и повышение производительности всех рабочих разреза. При
более частых перестановках шлюза сокращается расход напор-
ной воды, электроэнергии и рабочей силы на выгонку песков к
приямку, на подъем песков к шлюзу и на размещение хвостов
280
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
в отвалы, а также несколько увеличивается производительность
оборудования. Однако при этом возрастают затраты на пере-
становку, что приводит к увеличению простоев оборудования, а
иногда и всего разреза. На основании этого и возможно устано-
вить .наивыгоднейшую частоту передвижки, которая обеспечи-
вает наименьшую себестоимость по всем статьям расхода.
Обычно кривая изменения себестоимости в зависимости от ча-
стоты перестановки в точке перегиба выполаживается, почему
вполне допустимы некоторые отклонения от наивыгоднейших
значений без заметного изменения себестоимости. Поэтому, оп-
ределив на основании расчетов и опытных данных наиболее це-
лесообразную передвижку, можно в зависимости ' от условий
местности варьировать расстояния передвижки, добиваясь наибо-
лее благоприятного расположения каждой установки.
Промывные приборы на гидравлических разрезах во время
сполоска обслуживают промывальщик и рабочие разреза под
надзором горного мастера.
Сложные промывные установки. Для промывки оловоносных
песков или песков с другими ценными минералами шлюз соче-
тают с отсадочными машинами. В таких установках основной
шлюз, как у кулибины, оканчивается грохотом. Мелочь с водой
проходит обезвоживающие конусы, откуда с четырех-пятикраг-
ной степенью разжижения пески направляются на отсадочные
машины с двойной перечисткой. Доводка концентрата зависит
от минералогического состава шлихов.
Наиболее сложные промывные установки применяют для
обогащения алмазоносных песков, поскольку удельный вес ал-
мазов небольшой и составляет 3,3. На этих установках приме-
няют обогатительное оборудование для грохочения песков по
сортам крупности, а также оборудование для отсадки, перечист*
ки, сушки и электро- и рентгеновского обогащения концентрата.
Поэтому на алмазных россыпях промывные установки сооружа-
ют стационарного типа в отепленных зданиях. В таких условиях
промывная установка имеет технический надзор, не зависи-
мый от горного надзора в разрезе, и образует отдельный цех
прииска.
Промывка песков, содержащих оптический кварц, произво-
дится на водометных грохотах (гидровашгердах). Эти установки
обычно имели следующие данные: диаметр отверстий грохота
20 мм, угол наклона колоды 25°, ширина колоды 800 мм и дли-
на 7,5 м. Подаватель имеет насадку диаметром 50 мм и работает
при напоре 30 м. На грохоте гальку тщательно отмывали от
глины и вместе с ценными кристаллами с помощью напорной
струи подавали в верхний конец колоды и далее в бункер. Бо-
ковые стенки колоды и бункера обшиты железными листами.
В нижней части бункера, устанавливают решетку для сброса
воды. Из бункера отмытая галька поступала на сортировочную
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
281
ленту длиной 30 м> шириной 800 мм, со скоростью движения ее
0,2 м/сек. Кристаллы кварца на ленте выбирают четыре сорти-
ровщицы. Мелочь менее 20 мм собиралась в приямок у грохота
и удалялась в отвалы водоструйным насосом или землесосом.
Среднесменная производительность установки 470 л3 при коэф-
фициенте использования рабочего времени 0,4—0,5. Обслужи-
вали установку, включая разрез и насосную установку, 14—15
рабочих. Удельный расход воды во время отработки старых
отвалов, состоящих из глинистых пород, при применении веерной
системы разработки составляет 10—13 т/м2.
2. ОТВАЛЫ
При гидравлической разработке россыпей приходится раз-
мещать большие объемы хвостов в отвалы. Укладка хвостов
должна производиться бесперебойно, поскольку малейшие за-
держки в их размещении вынуждают принимать срочные меры
по уничтожению образующихся заторов, что обходится дорого.
Когда же быстро их устранить не удается, работы в разрезе пре-
кращают. Чтобы обеспечить бесперебойную работу по уклад-
ке хвостов в отвалы, следует упрощать технологию отваль-
ных работ даже за счет некоторого удорожания и усложнения
других работ. Так, например, за счет увеличения высоты подъема
песков у промывной установки можно значительно увеличить,
объем хвостов, размещаемых в отвалы самотеком. Успешное ве-
дение работ по укладке хвостов во многом влияет на себестои-
мость и выгодность применения гидравлических разработок; на
гидравлических разрезах с хорошо налаженным производством
отвалообразование обходится недорого.
При выборе места расположения отвалов, способа доставки
и укладки хвостов необходимо стремиться, чтобы была обеспе-
чена наименьшая себестоимость и бесперебойность, отвалообра-
зования.
Технология отвальных работ видоизменяется в зависимости
от места спуска отработанной воды. В тех случаях, когда воды
в месте водозабора вполне достаточно для гидравлических раз-
работок, а россыпи находятся в малообжитых местах и речки
в нижнем течении не используются для электростанций и судо-
ходства, наиболее просто хвосты размещать в отвал, спуская
отработанную воду в речку. Технология отвальных работ при
этом упрощается, однако отработанная вода содержит много
тонкозернистых частиц, что приводит к загрязнению воды в.
речках и заиливанию пойм. При недостатке воды или дорого-
визне ее при подаче на большое расстояние, а также в случаях,
когда спускать отработанную воду в реки вообще недопустимо,
отвалы устраивают совместно с водоотстойниками. В этом
282
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
случае отстоявшуюся воду используют повторно на гидравличе-
ских разработках или же спускают ее в речки в осветленном
виде. Устройство водоотстойников осложняет технологию от-
вальных работ, однако в определенных условиях использование
оборотной воды экономически целесообразно.
Хвосты при выпуске со шлюза или из трубы расплываются
по отвалу, и глубина и скорость потока резко уменьшаются.
Вследствие этого начинается постепенное оседание и отложение
частиц в отвал. У места выпуска откладывается наиболее круп-
ная и плоская галька, а по мере удаления от него диаметр от-
ложившихся частиц уменьшается. Некоторая часть наиболее
тонкозернистых и глинистых частиц выносится на* значительные
расстояния, доходит до речек и распространяется вниз по до-
лине, заливая пойму на протяжении многих километров. С из-
менением крупности откладываемых частиц, изменяется угол
откоса отвала. Так, углы откоса верхней части отвала в сторону
стока, образованного крупной галькой, составляют 20—25°, в сред-
ней части, где откладываются в основном мелкая галька и пе-
сок, углы откоса уменьшаются до 10—18°, а у основания, где
преобладают песчано-глинистые породы, они снижаются до 2—
3°- При отсутствии крупной гальки углы откоса в верхней части
отвала не превышают 6—15°. При укладке хвостов в водоем
со стоячей водой углы откоса вследствие быстрого снижения
скоростей потока увеличиваются и становятся близкими к углам
естественного откоса пород при водонасыщенном состоянии, т. е.
для речников и гальки они составляют 35—40°, для песчаных
пород 10—20°, а для глинистых — менее 10°.
Песчаные и галечные породы быстро отдают воду, поэтому
отвалы таких пород устойчивы. Глинистые породы отдают воду
медленно, поэтому поверхность отвалов топкая и по ней невоз-
можно перемещать машины.
Уменьшение глубины и скорости потока по мере удаления
от места выпуска является общей закономерностью в его движе-
нии на отвале. Однако в отдельных местах под влиянием скоп-
лений гальки или большего сосредоточения или расплывания
потока наблюдаются скачкообразные изменения скорости и
глубины потока. По этим причинам в верхней части отвела
можно наблюдать наряду с крупнокусковатой галькой отложе-
ния и более мелкозернистых частиц, а у основания отвала
среди основной массы песчаных и глинистых частиц встречают-
ся выносы мелкой гальки.
Вынос хвостов из отвалов в речки зависит от их зернового
состава и условий стока отработанной воды. Наибольший вынос
хвостов из отвалов наблюдается при разработке глинистых рос-
сыпей в тех случаях, когда отвалы подмываются мощным пото-
ком реки во время весеннего половодья, а также во время лив-
невых паводков. В этих случаях вынос хвостов из отвалов мо-
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
283
жет достигать 30—50%; обычно же коэффициент выноса хвостов
р,в равен 0,15—0,25.
Количество твердого остатка на 1 л отработанной воды до-
стигает 20—100 г.
Хвосты осаждаются в отвалы из водного потока весьма -плот-
но, но все же необходимо учитывать разрыхление. У глинистых
пород наблюдается наибольшее разрыхление, поскольку
из-за медленной водоотдачи породы остаются в набухшем со-
стоянии.
В общем виде объем отвала определяется уравнением
Го=(1-Рв)рГп + Гв, (90)
где Wo — объем отвала, м3',
р,в— коэффициент выноса хвостов из отвала;
р — коэффициент разрыхления;
Wn—объем породы в целике, который должен быть разме-
щен в отвале, ./и3;
WB — объем воды в отстойном пруде, необходимый для
осветления воды, ;и3; если отработанную воду спуска-
ют в речку, принимают WB = 0.
Значения коэффициента раз- рыхления при гидравлической укладке хвостов в отвалы при- ведены в табл. 37. Чтобы удешевить работы на отвалах, необходимо все- мерно стремиться увеличить объем хвостов, размещаемых самотеком. Легче всего этого можно достигнуть, используя под отвалы близлежащие ни- зины, овраги, старые разрезы или располагая отвалы под уклон на косогоре. Место под Таблица 37 разрыхления п< в отвалы гицрав. . Коэффициенты )род при укладке лическим способом
Порода Коэф- фици- ент раз- рыхле- ния Порода Коэф- фици- ент раз- рыхле- ния
Речники . Песок . . Супеси . . 1,03- 1,04 1,01— 1,02 1,Об- ЫО Суглинки . ' Глины . . 1,15— 1,25 1,25— 1,35
отвалы выбирают, сравнивая несколько вариантов размещения
промывной установки и отвала. Предпочтение отдают тому мес-
ту, которое по совокупности потребует наименьших затрат на
подъем песков и отвалообразование.
Емкость отвала во многом зависит от угла его откоса и воз-
растает с увеличением этого угла. Величина откоса отвала
ограничивается возможностью самотечного перемещения хвос-
тов. Однако с -помощью особого оборудования можно на опре-
деленной части отвала уложить хвосты с меньшими уклонами,
а иногда даже с некоторым -подъемом и этим еще больше уве-
личить емкость отвала.
Чтобы выположить отвал и обеспечить перемещение хвостов
на наибольшее расстояние от места выпуска, стремятся не
284
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
давать потоку хвостов расплываться, сохраняя этим наиболь-
шую транспортировочную способность потока. Для этого исполь-
зуют направляющие щиты и переносные желоба.
Направляющие щиты (рис. 94, а) изготовляют из нестрога-
ных досок толщиной 3 см и устанавливают их с помощью
Рис. 94. Укладка хвостов в отвалы
подпорок. Щиты позво-
ляют поддерживать до-
статочную глубину по-
тока, что обеспечивает
перенос гальки в ниж-
нюю часть отвала. Па
мере заполнения ниж-
ней части отвала и про-
межутка между щита-
ми их переставляют в
сторону. Использова-
ние направляющих
щитов позволяет про-
извести укладку хвос-
тов с углами откоса
5—8°.
Переносные желоба
устанавливают в конце
шлюза на невысоких
козелках и городках
(рис. 94,6), и по мере
заполнения простран-
ства у желоба их нара-
щивают и поворачива-
ют в сторону. Приме-
нение желобов позво-
ляет производить ук-
ладку хвостов в отва-
лы с углами откоса 3—5°. Способы укладки хвостов с перенос-
ными щитами и желобами относятся к одним из наиболее тру-
доемких. Для обслуживания наращивания и перестановки же-
лобов требуются трое-пятеро, а для щитов двое-трое рабочих.
Для укладки хвостов в отвалы чаще всего применяют хвос-
товые мониторы, которые устанавливают у места выпуска хвос-
тов со шлюза (рис. 94, в). Монитор используют для проходки
канавы по отвалу, благодаря чему облегчается вынос крупно-
зернистых хвостов на значительное расстояние. Кроме того, на-
порной струей можно отбрасывать в стороны крупную гальку и
валуны, которые осели у места выпуска. В пределах одной трети
наибольшей дальности полета струи поверхность отвала может
быть близкой к горизонтальной. При необходимости напорной
струей можно уложить гальку в отвалы на 1,5—2 м выше места
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
285
выпуска со шлюзов. На больших расстояниях от насадки в пре-
делах дальности полета струи углы откоса удается снизить до
3—4°. Монитор работает с перерывами обычно 1—5 ч в смену.,
Если нужно быстро разра'внять отвалы и увеличить их ем-
кость, используют бульдозеры, которые могут уложить хвосты
с подъемом до 0,1—0,2. Однако при разваловке гальки гусеницы
быстро изнашиваются, работа бульдозера продолжительное
время на таких отвалах нецелесообразна.
На больших гидравлических разрезах не всегда удается рас-
положить отвалы вблизи шлюза; в отдельных случаях оказы-
валось выгоднее перемещать хвосты самотеком на расстояние
до 2 км, но зато разместить их в более благоприятных условиях,
чтобы расходы по непосредственной укладке хвостов в отвалы
были небольшими.
3. ВОДООТСТОЙНИКИ
На водоотстойниках гидравлических разрезов сочетают
укладку хвостов в отвалы и поддержание пруда необходимой
емкости для отстоя и осветления отработанной воды- Для спуска
осветленной воды устраива-
ют отводные канавы
(рис. 95, а) или колодцы с
водосборной трубой, по ко-
торой вода подводится
к насосным установкам или
выпускается в реки.
Водоотстойники обычно
располагают в старых раз-
резах или на поверхности
в низинах. Их сооружение
начинается с устройства
оградительной насыпи, для
чего используют бульдозеры.
6
Рис. 95. Водоотстойник
При расположении водоотстойника на поверхности первона-
чальная насыпь имеет высоту 3—4 м при ширине поверху 2,5—*
4 м и коэффициенте заложения откосов 1,5—1,75.
В зависимости от места расположения водоотстойника перво-
начальная насыпь имеет различные очертания. Так, на рис. 96, г
286
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
она прямолинейная 9, и сооружена поперек долины, а на
рис. 96, б имеет очертания неправильного круга 7; в отдельных
случаях насыпи сооружают в виде прямоугольника. Место под
водоотстойник выбирают исходя из следующих положений:
наиболее близкое расположение к разрезу, небольшие работы
по обвалованию; удобное размещение наибольшего объема хвос-
тов при наименьшей себестоимости укладки хвостов; небольшие
потери воды из пруда и удобное использование осветленной
воды.
Гребень отвала должен возвышаться над уровнем пруда не
менее чем на 1—1,5 м. Наращивание насыпи в высоту произво-
дят во время укладки хвостов. Для этого по внутренней части
ее устанавливают легкие козлы или сооружают на стойках лег-
кий помост (эстакаду) высотой 3—5 м, на котором укладывают
распределительный трубопровод с отверстиями для выпуска
хвостов через каждые 10—15 м (рис. 97). Хвосты выпускают
одновременно через два-три отверстия, а остальные закрывают
заглушками. Для создания устойчивой насыпи необходимо, что-
бы у основания опор откладывались наиболее крупнозернистые
породы. С этой целью у выпускных отверстий укрепляют сетки
с отверстиями диаметром 3—8 мм, по которым галька должна
скатываться к основанию опор.
Мелкозернистые хвосты с водой, которые прошли через сет-
ку по деревянным лоткам длиной 3—7 м, отводят от насыпи
внутрь пруда.
После наращивания гребня насыпи на высоту стоек их
удлиняют, а распределительные трубы поднимают. Работы по
подъему трубопровода обычно производят зимой.
Насыпь можно наращивать при трубопроводе, проложенном
по поверхности отвала, если имеется оборудование, которое по-
зволяет быстро удлинять трубопровод. В этом случае хвосты
выпускают из лежащей на отвале трубы, а для образования
места для укладки хвостов наращивают трубопровод за смену
на две-три трубы длиной по 6—10 м, не прерывая подачи хвос-
тов. Для этого на одном конце наращиваемой трубы приварен
воротник (воронка) и скоба для укрепления шарнирной соеди-
нительной тяги. Трубу поднимают гусеничным краном в верти-
кальное положение воротником вниз, на скобы этой трубы и ле-
жащего трубопровода надевают соединительную тягу и опуска-
ют верхний конец трубы на отвал. Во время наращивания тру-
бопровода подачу хвостов не прерывают. На отвале работает
бригада из 4 человек, в распоряжении которой находится гусе-
ничный кран. Периодически используют бульдозер-
Для увеличения объема водоотстойника, расположенного в
старом разрезе, вокруг него создают насыпь высотой 1—3 м и
место выпуска хвостов не переносят.
5
Рис. 96. Схемы водоотстойников и водоснабжения^
4000
2500
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
289
При самотечном перемещении хвостов в отвалы насыпь во-
доотстойника сооружают бульдозерами или скреперами.
Отвалы, отложившиеся в отстойнике выше уровня воды, име-
ют откос 0,01—0,2. В подводной части хвосты откладываются
с более крутым углом откоса (см. рис. 95, а).
Канаву или водосбросный колодец для отвода воды распо-
лагают в части пруда, наиболее удаленной от места выпуска
хвостов (рис. 95). Колодец сооружают на свайном или ряжевом
основании. Он представляет собою сруб или его сооружают из
четырех свай с пазами, в которые вставляют боковые стенки из
досок толщиной 2—3 см. Уровень выпуска воды из пруда опре-
деляется расположением зашитых досками окон сруба или бо-
ковых стенок, вставленных в пазы свай.
Ширина окон сруба и глубина потока, который переливает-
ся в колодец, определяют количество воды, отводимое из от-
стойника. Для выпуска воды из колодца трубу укладывают с
уклоном не менее 0,005.
Небольшие водоотстойники обслуживают рабочие разреза,
а большие— особые бригады.
Размеры отстойного пруда и его объем зависят от количества
поступающих хвостов и размера зерен, которые должны осесть
в водоотстойнике. Твердые частицы в отстойном пруду переме-
щаются в горизонтальной плоскости под влиянием скорости вод-
ного потока. Для того чтобы частица осела в водоотстойнике,
потоку необходимо придать такие малые скорости, при которых
частицы нужной крупности выделились бы из потока и оседали.
В табл. 38 приведены скорости потока, при которых начинается
выпадение твердых частиц горных пород.
Таблица 38. Скорость водного потока, при которой начинается выпадение
твердых частиц
Крупность частиц, мм Скорость потока, м/сек Крупность частиц, || мм Скорость потока, м/сек Крупность частиц, мм Скорость потока, м/сек Крупность частиц, мм Скорость потока, м/сек
1,0 1,2 0,4 0,5 0,08 0,071 0,02 0,0062
0,8 1,0 0,2 0,25 0,06 0,045 0,001 0,0018
0,6 0,7 0,1 0,095 0,04 0,025 0,0009 0,0015
Эти скорости позволяют установить необходимую площадь
поперечного сечения потока в отстойнике. Исходя из этой пло-
щади можно установить ширину отстойника, используемую для
выпуска хвостов, и глубину потока над отложившимися отва-
лами.
Твердая частица, которая должна осесть, имеет две скорости
движения — горизонтальную иг и вертикальную (скорость паде-
19 С. М. Шорохов
290
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ния) vв. Отношение этих скоростей соответствует отношению
глубины осаждения зерна к длине пути осаждения, т. е-
£ = —А, (91)
где L — длина пути осаждения, ж;
h — глубина осаждения, м.
Скорость свободного падения частиц в неподвижной воде
при значительном удалении частиц друг от друга зависит от
диаметра и удельного веса частиц и внешних ее очертаний. Для
малых же частиц на скорость свободного падения влияет вяз-
кость воды, изменяющаяся от ее температуры. На рис. 98 при*
ПРОМЫВКА И ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
291
ведены кривые скоростей свободного падения шарообразных
зерен с удельным весом 2,65 в неподвижной воде [27]. Как видно,
температура воды оказывает .влияние на скорость падения частиц
с диаметром менее 1,5 мм.
Вертикальная скорость падения зерна в движущемся потоке
меньше скорости свободного падения в неподвижной воде и мо-
жет быть выражена следующим уравнением:
где vc — скорость свободного падения частицы в непод-
вижной воде, м/сек\
1,5—3,6 — коэффициент запаса, учитывающий несовершен-
ство процесса осаждения вследствие отсутствия
полного покоя и стестенного падения.
Горизонтальная скорость движения малого зерна может
быть приравнена к скорости потока в водоотстойнике. Подстав-
ляя это уравнение в предыдущее, получим окончательную рас-
четную взаимозависимость между длиной пути и глубиной оса-
ждения:
(92>
где v — скорость потока в водоотстойнике, м/сек.
Для скорейшего осветления воды глубина осаждения дол-
жна быть небольшой. В расчетах для глинистых пород глубину
осаждения принимают равной 0,3—1 м.
Объем воды, находящейся в водоотстойнике, обычно равен
четырех-десяти суточному поступлению в него разжиженных
хвостов. На глинистых россыпях этот запас должен быть боль-
ше, а на россыпях, сложенных из крупнозернистых речников,
меньший. Для осветления воды до загрязненности не более 1 —
2 г/л необходимо иметь шести-семи суточный запас воды.
Рассмотренные расчетные уравнения не позволяют точ-
но установить скорости осаждения частиц, так как весь про-
цесс осаждения протекает сложнее, чем это принято. В частнос-
ти, скорости движения потока в пруду переменны. Поэтому рас-
чет отстойника может быть произведен приближенно. При
расчете задаются наименьшим диаметром зерен, которые дол-
жны осесть. После этого устанавливают наибольшую допускае-
мую скорость потока, а затем по принятой глубине осаждения
определяют (в зависимости от количества поступающих разжи-
женных хвостов) ширину выпуска в отстойнике. В дальнейшем
определяют скорость свободного падения зерна и необходимую
длину пути осаждения.
На одном из приисков при суточной производительности 1,2—1,5 тыс. м3
песков и удельном расходе воды 25 т/м3 был сооружен кольцеобразный
отстойник (рис. 96, в), который одновременно являлся и хвостохранилищем.
19*
292
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В отстойнике размером 450X400 м запас воды составлял 150—200 тыс. м3.
Выпускаемая из пруда осветленная вода содержала твердого осадка 2—2,8 г/л.
На вскрышных работах Бачатского угольного разреза при суточной про-
изводительности 13 тыс. м3 и удельном расходе воды 7,1 т/м3 имелось два
отстойника и два водохранилища. Отстойники находились в пойме небольшого
ключа, Верхний отстойник площадью 74 га рассчитан на 22 млн. м3 породы
и образован земляной плотиной длиной 800 м, сооруженной поперек ключа. За-
пас воды в нем составлял 400 тыс. м3. Отстоявшаяся вода отводилась по во-
досбросному колодцу и канаве в нижний отстойник, образованный насыпью,
проведенной поперек поймы ключа. Нижний отстойник имел площадь 45 га и
был рассчитан на размещение 4 млн. л«3 пород. Водоотстойник имел водо-
сбросный колодец и паводковый водосброс, по которым отстоявшаяся вода
перепускалась в два водохранилища. Водохранилища вместимостью 610 тыс. ж3
располагались в долине реки, которая имела площадь водосбора 50 км2 и
среднегодовой секундный расход воды 0,3—0,4 м3.
На россыпях Урала под водоотстойники используют старые
разрезы (см. рис. 95, а и 96, а), В этом случае шлюз устанав-
ливают на борту разреза, хвосты размещают самотеком в отвал,
расположенный частично на поверхности и в старом разрезе,
отработанная вода скапливается в этом или соседнем разрезе,
где она отстаивается; рядом располагается насосная установка.
Использование старых разрезов значительно сокращает расходы
по содержанию водоотстойников и наращиванию обвалочных
насыпей.
Из водоотстойников можно использовать воду повторно для
гидравлических работ в размере 70—85% того количества, ко-
торое расходуется для размыва пород. Остальная часть теряется,
поскольку вода остается в порах породы, уложенной в отвал,
и просачивается в основание и боковые насыпи. Эти потери дол-
жны восполняться из основного источника водоснабжения.
На небольших гидравлических разрезах с суточной произво-
дительностью около 1000 At3, при расположении отстойников ,в
старых разрезах водоносных долин, сложенных из речников,
обладающих высоким коэффициентом фильтрации, дополнитель-
ное водоснабжение производится только за счет притока под-
земных вод.
Глава VII. ВОДОСНАБЖЕНИЕ
1. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПО ВОДОЗАВОДНОЙ КАНАВЕ
На гидравлических работах потребляется значительное коли-
чество воды и водоснабжение оказывает большое влияние на
экономические показатели работы гидравлического разреза.,
При выборе способа ,водоснабжения необходимо стремиться к
тому, чтобы доля затрат на водоснабжение в себестоимости 1 ж3
добытых песков была наименьшей, причем количество подводи-
мой воды на протяжении теплой части года должно быть по
ВОЗМОЖНОСТИ ПОСТОЯН'НЫМА
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
293
Как указывалось выше, в зависимости от условий водоснаб-
жение осуществляется следующими способами: 1) посредством
водозаводнюй канавы, т. е. с естественным напором; 2) насос-
ной установкой—с искусственным напором и 3) водозаводной
канавой совместно с насосной установкой — с комбинированным
напором.
При искусственном напоре можно использовать воду как из
основного источника водоснабжения, так и отработанную.
Подавать напорную воду к месту разработки по водозавод-
ной канаве можно тогда, когда в верховьях реки или вообще
выше разрабатываемой россыпи вода имеется в достаточном
количестве и когда по увалам долины возможно завести ее на
высоту, достаточную для создания напора. Водозаводную канаву
проходят с уклоном, меньшим уклона долины (см. рис. 74),
и, используя разницу в этих уклонах, заводят воду по канаве
самотеком выше разрабатываемой россыпи на 25—150 м. Во-
дозаводные канавы имеют длину 3—100 км, чаще всего 5—
30 км. Секундный расход воды изменяется от 0,5 до 10 ж3.
Водозаводная канава состоит из плотины, самой канады и
ряда искусственных сооружений (сплоток, трубного перехода,
холостых водоспусков, напорного ларя и водомерных устройств).
2. ПЛОТИНЫ
У места забора воды из речки сооружают плотину.
В большинстве случаев ее строят для того, чтобы укрепить
место отвода и предохранить голову канавы от размыва во
время паводков, а также обеспечить поступление воды в канаву
в нужных количествах при различных уровнях воды в реке. Для
регулирования поступления воды в канаву в устье водослива
или сбоку него устраивают отвод канавы, в котором распола-
гают подъемный щит — ставни.
При недостатке воды в реке дно канавы располагают ниже
порога водослива плотины, чтобы можно было забирать из реки
всю воду. Устье водозаводной канавы как впереди подъемного
щита, так и сзади него обшивают деревом в виде сплоток. Для
облегчения постройки уровень пола в водозаборных сплотах
располагают на 0,1 м выше обычного уровня воды в реке.
Простейшие плотины (рис. 99 а, б) строят при сроках служ-
бы до 2 лет и паводковых расходах менее 15 мЧсек. Прочные
плотины с ряжевым водослцвом (рис. 100) сооружают при боль-
ших сроках службы и при паводковых расходах до 50 мЧсек.
. В случае недостатка в реке воды для обеспечения работы раз-
реза и при благоприятных топографических условиях для соз-
дания запаса во время паводка у места водозабора могут быть
сооружены плотины с высотой подъема уровня воды до 10 м.
Водохранилище может быть рассчитано на разные объемы.
294
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ способ разработки
С этой же целью в Восточной Сибири зимой (в реке выше плотины
создают искусственные наледи, намораживают мощный слой
льда. Летом этот лед, постепенно оттаивая, увеличивает поступ-
ление воды в водозаводную канаву.
3. ЗЕМЛЯНАЯ КАНАВА
Земляная канава проводится по увалам долины и имеет тра-
пециевидное сечение (рис. 101). Откосам канавы придают такие
углы, при которых увлажненные стенки будут устойчивыми
(табл. 39).
При проведении канав по косогорам значительно увеличива-
ется объем работ, поскольку для образования площадки (рис.
.101) необходимо произвести выемку треугольника 1—2—3. Не
омываемому откосу борта канавы придают крутизну на 20—
30% большую, чем смачиваемому. По бокам канавы для
296
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 39. Наибольшие углы мокрого откоса стенок земляной канавы
Породы Угол откоса, град Коэффициент заложения откоса
Илистые 14—16 4—3,5
Супесчаные неплотные 22—27 2,5-2,0
Плотная супесь и легкий суглинок 27—34 2,0—1,5
Речники (гравелистые породы) ... 34—40 1,5—1,2
Обычные глины 40—45 1,2—1,0
Тяжелые глины с галькой и щебнем 45—48 1,0—0,9
Скальные 50—80* 0,8—0,18*
В зависимости от степени выветренности.
уменьшения ее засорения устраивают площадки. Канавы проходят
в глубину с запасом. На прямолинейных участках при расходах
Рис. 101. Сечение земляной канавы
воды до 1,5 мУсек, высота надводного борта должна быть не ме-
нее 0,2—0,4 ж, на косогорах выдерживают наибольшие его зна-
чения. На поворотах высоту надводного борта канавы увеличи-
вают на 20%. Повороты канавы проходят с радиусом, равным
десятикратной ширине водной поверхности в канаве, и только*
в гористых местах уменьшают его до пятикратной ширины.
На поворотах во избежание размыва канавы наружный от-
кос закрепляют, а дно несколько приподнимают. Закрепляют ка-
навы следующим способом: наружный откос и часть дна выма-
щивают булыжником и валунами диаметром 100—200 мм с про-
кладкой мха; по откосу забивают сваи диаметром* 15—20 см с
промежутками 2,5—3 м, а между сваями ставят стенку из 5-сан-
тиметро,вых досок или плах; откос выкладывают накатником,
прижатым к стенкам верхними и нижними распорками.
Для уменьшения просачивания воды из канав при проведении
их по косогорам оставляют в нижнем откосе нетронутый целик
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
297
земли на уровне зеркала воды шириной «не менее 1 ж. Вынутую^
из канавы породу размещают на разрыхленный нижний откос
увала, на котором предварительно снимают дерн.
Потери воды в канавах происходят от просачивания в стенки:
и дно, утечки по промоинам и от испарения. Эти потери в основ-
ном зависят от водопроницаемости пород (коэффициента филь-
трации), от расположения уровня почвенных вод по отношению-
к зеркалу воды в канаве и от ухода за канавой. В канавах, прой-
денных по водонепроницаемым глинистым породам или в нетрещи-
новатой скале, потери воды при хорошем уходе за канавой не-
велики. В первый год потери обычно больше, в дальнейшем поры
дна и стенок канавы заиливаются и снижаются до 1,5—3% рас-
хода на каждый километр. Потери в оросительных канавах при
расходе воды 0,5—5 мЧсек составляют 1—5%, причем в больших
канавах они меньше. При плохом обслуживании потери увеличи-
ваются до 5—7% и применять канавы становится невыгодным.
Потери воды в канаве при глубоком залегании уровня под-
земных вод определяют уравнением [35]
u=kL(B + 2h\ (93>
где и — потери воды по всей длине канавы, м31сек\
k—коэффициент фильтрации, м31сек\
L—длина канавы, м;
В — ширина водного зеркала в канаве, ж;
h — глубина потока воды в канаве, м.
Для сокращения затрат на содержание земляной канавы не-
обходимо, чтобы скорости водного потока находились в опреде-
ленных пределах. Водный поток не должен размывать стенки
канавы, поэтому его скорость должна быть ниже допускаемых
наибольших значений, определяемых крепостью пород, в которых
пройдена канава. На величину неразмывающих скоростей, кроме
крепости пород, влияют также размеры канавы и характер нано-
сов, находящихся в воде во взвешенном состоянии. Так, для боль-
ших канав со значительным секундным расходом и при глинис-
тых наносах предельные неразмывающие скорости увеличи-
ваются.
В табл. 40 приведены значения наибольших допускаемых
средних скоростей потока для канав, пройденных в различных
породах. Наибольшие значения можно выдерживать для канав
с большей глубиной потока, и наоборот.
В канавах с глубиной потока от 1 до 2 ж допускаемые ско-
рости могут быть увеличены по сравнению с данными та(бл. 40
на 15%.
Скорости водного потока не должны быть слишком низкими,
поскольку при малых скоростях канавы быстро заиливаются.
В горных речках вода содержит во взвешенном состоянии значи-
тельное количество твердого осадка. При небольших скоростях
298
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 40. Наибольшие допускаемые средние скорости потока для канав
при глубине потока до 1 лг, м/сек
Породы, в которых пройдена канава Чистая вода Вода с гли- нистыми на- носами
Илистые 0,12—0,2 До 0,3
Мелкий песок 0,2—0,3 До 0,4
Суглинки:
неплотные 0,4—0,6 До 0,7
средней плотности 0,7—0,9 До 1,0
Глины:
средней плотности 0,75—1,0 До 1,1
очень плотные 1,4—1,6- До 1,7
Речник:
с мелкой галькой 0,75—1,1 До 1,4
с крупной галькой 1,2—1,6 До 1,8
Канава, вымощенная булыжником, разрушенная
скала, сцементированные речники 2—2,5 —
Крепкая скала 3—15 —
он оседает на дно ,в больших объемах, отчего возрастают рас-
ходы на чистку канав. Для сокращения объема работ по чистке
стремятся поддерживать такие скорости, при которых частицы
определенной крупности будут находиться во взвешенном со-
стоянии. Критические незаиливающие скорости для частиц
Диаметром 0,25 мм при коэффициенте шероховатости п — 0,225
определяют уравнением [35]
vK = 0,5/fl, (94)
где R — гидравлический радиус, м.
По наблюдениям критические скорости, при которых не про-
исходит заиливания, зависят не только от крупности зерен, нахо-
дящихся во взвешенном состоянии, но и от количества этих на-
носов в воде и от глубины потока (табл. 41).
Таблица 41. Незаиливающие критические скорости по В. Н. Гончарову
Состав взвешенных наносов Средняя глубина потока, м Критическая скорость потока (м/сек) при весовом содержании наносов крупнее 0,005 мм, %
0,01 1 0.1 | 0,25
25% зерен — 0,25 + 0,05 мм .... 0,3 0,22 0,32 0,39
75% зерен — 0,05 + 0,005 мм ... 1,0 0,34 0,52 0,64
75% зерен — 0,25 4- 0,05 мм . . . . 0,3 0,28 0,42 0,50
25% зерен — 0,05 + 0,005 мм . . . 1,0 0,43 0,68 0,83
Уклоны водозаводных земляных канав в зависимости от се-
кундного расхода и условий проведения составляют i = 0,0005—
0,003 и в исключительных случаях увеличиваются до 0,004. В наи-
более распространенных условиях при секундных расходах по-
рядка 1—2 м3 уклоны изменяются от 0,001 до 0,0015.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
299
Канавы наиболее удобно проходить обратнолопатным экска-
ватором с ковшом емкостью 0,25—0,5 м3 (рис. 101). Эти машины
подвижны, могут подниматься по косогорам и проходить каналу
наиболее распространенного сечения с узким дном, поскольку
ширина ковша составляет 0,8—1 м, В последнее время канавы
начали проходить бульдозерами, при этом ширина канавы в ос-
новании получается не менее 3,3 м. Поперечными заездами буль-
дозер сначала срезает породы на верхней части площади косого-
ра, а в нижней части образует отвал. После создания горизон-
тальной площадки углубляют канаву продольными заездами.
• В породах повышенной крепости канавы проходят с приме-
нением буровзрывных работ на выброс. После взрыва для при-
дания канаве расчетного сечения производят зачистку и подрыв-
ку оставшихся выступов.
После механизированной проходки стенки канавы выравни-
вают, корни деревьев из дна и стенок удаляют, а углубления
затрамбовывают глинистыми породами, особенно на стороне
нижнего откоса. Уклон дна канавы проверяют нивелировкой.
Земляные канавы следует применять в случаях проведения
их по водоупорным породам, через которые просачивание и
утечка воды незначительны, а поверхность увала имеет некру-
тые углы откоса. Нецелесообразно проходить канавы в породах,
легко пропускающих воду, например в сухих песках, трещино-
ватых и пористых скальных породах, в породах, легко подда-
ющихся размыву водным потоком. Избегают располагать кана-
вы на крутых увалах с откосами свыше 20—25°, так как в этих
условиях значительно увеличивается объем земляных работ.
Если на пути проведения водозаводных канав встречаются
возвышенности, земляную канаву заменяют тоннелем. В водо-
упорных породах воду пропускают по тоннелю без сплоток.
В малоустойчивых породах тоннель закрепляют сплошными ра-
мами, при этом для уменьшения сопротивления потоку крепь
с внутренней стороны стесывают.‘В устойчивой скале выработку
не закрепляют, а после проходки буровзрывными работами вы-
равнивают стенки.
4. ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ НА ВОДОЗАВОДНОЙ КАНАВЕ
Сплотки представляют собой деревянный желоб, предна-
значенный для пропуска водного потока. В зависимости от усло-
вий сплотки устанавливают на стойках, козлах, клетках
(кострах), подвешивают на кронштейнах или укладывают на
землю (рис. 102, б).
Сплотки прямоугольного сечения изготовляются из досок толщиной 4—
5 см. Доски соединяют в четверть (шпунт), применяют также соединение досок
с проконопачиванием внутренних стыков паклей или мхом. Стыковые поверх-
ности досок стесывают на две трети толщины доски, причем у самого края
300
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
толщину доводят до 2—5 мм. Конопатку зашивают тонкими дощечками —.
нащелинами 5 X 25 мм, прибиваемыми скобками из проволоки диаметром
2 мм. Желоб стягивают через каждые 1,5—2 м рамами-обвязками. Стойки ра-
мы расклинивают в гнездах лежня и верхняка (рис. 102, а). К рамам доски
прибивают гвоздями, длина которых в 2,5 раза больше толщины доски. Стыки
досок устраивают на раме.
Сплотки могут быть изготовлены и без гвоздей (рис. 102, а). В этом случае
каждую раму расклинивают со всех сторон, а доски прижимают к рамам
внутренними брусками, которые также расклинивают. Бруски создают допол-
нительные сопротивления, и коэффициент шероховатости у этих сплоток уве-
личивается.
а
Рис. 102. Сплотки
Боковые стенки сплоток должны превышать уровень воды на
20—30 см. При значительных сроках службы стойки рам изгото-
вляют более высокими и верхняк ставят на 20 см выше верхней
доски, что позволяет в случае необходимости увеличить пропус-
кную способность сплоток.
Скорость водного потока в сплотках допускают 1,5—2,5 м/сек.
При прямоугольном сечении наименьший смоченный периметр
и наибольшая скорость потока достигаются, когда глубина пото-
ка в 2 раза меньше ширины.
Рамы-обвязки сплоток опираются на прогоны, которые укла-
дывают с заданным уклоном на стойках или других опорах.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
301
При значительных сроках службы прогоны сплоток укрепляют на рамных
стойках, установленных с промежутками в 3—4 м (рис. 102, а). Основания —
лежни рам должны опираться на устойчивые породы и зарываться в землю на
глубину, большую зимнего промерзания. Рамные стойки устанавливаются так-
же и непосредственно на неразборной скале, лежень тогда обкладывают кам-
нем. В неустойчивых породах основной лежень укладывают на сваи, забитые
ниже глубины промерзания. На мерзлых увалах необходимо принимать меры
к тому, чтобы основание лежня не оттаивало. В местах возможного подмыва
основания рам возводят ряж, который заполняют камнем. Укладку прогонов
и лежней обвязок сплоток проверяют по уровню и нивелиру. Расход леса
Рис. 103. Понурное звено
и других материалов для изготовления сплоток устанавливают по чертежам.
При площади поперечного сечения желоба сплоток 0,4—1,2 м2 на сооружение
1 пог. м сплоток с прогонами расходуют 0,3—0,5 м3 обработанного леса, 0,3—
0,9 кг гвоздей, 0,6—1,1 кг пакли, 1,5—3 кг смолы.
С земляной канавой сплотки соединяют понуром (рис. 103).
Понур должен обеспечивать плавное изменение скоростей потока
при переходе от большого сечения в канаве к меньшему сече-
нию в сплотках и укреплять место их соединения от размыва.
Для сооружения понура проходят котлован и забивают два
302 •
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
шпунтовых ряда из 7-сантиметровых досок, которые на 1,5 ле
заходят за пределы боковых стенок. Котлован заполняют глинис-
той породой и плотно утрамбовывают. Боковые стенки понура
обшивают 5 см досками к боковым сваям. В месте подхода к
сплоткам ширину потока постепенно уменьшают, а при выхо-
де— увеличивают ее. Дно понура мостят булыжником.
Сплотки на стойках или козлах применяются при необходи-
мости передавать воду через овраги или долины при высоте
установки сплоток над поверхностью 1,5—12 м. При меньшей
высоте сплотки располагают на клетках.
верхний дан
Лежачие сплотки применяют при проведении водозаводной
канавы по малоустойчивым песчано-глинистым или трещиноватым
скальным породам с большим коэффициентом фильтрации или
легкоразмываемым, а также при проведении водозаводной кана-
вы по крутым косогорам или по тоннелю.
Сплотки укладывают на предварительно выровненную пло-
щадку. Малоустойчивые породы вынимают, и подсыпают мелкую
гальку. Для стока дождевых вод через 5—10 м устраивают попе-
речные канавки такой глубины, чтобы вода стекала под прогона-
ми. Прогоны заглубляют в породы на 5—7 см.
Желоб (колоду) лежачих сплоток изготовляют из досок, а в
отдельных случаях — из накатника с прокладкой мохом.
При проведении водозаводной канавы по очень крутым или
отвесным скальным откосам лежачие сплотки укрепляют на
кронштейнах.
Сплотки устанавливают с уклонами, несколько большими ук-
лона земляных канав, в основном от 0,0015 и до 0,0025. Это поз-
воляет уменьшить поперечное сечение желоба сплоток.
Когда сооружение сплоток обходится дорого, а проведение
земляной канавы нецелесообразно, воду передают по металличе-
ским или деревянным трубам,
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
303’
Трубный переход (дюкер, сифон). Передача водного потокд
через глубокие долины речек и через овраги (рис. 104) произво-
дится с помощью трубного перехода.
Трубный переход состоит из верхнего и нижнего баков, соеди-
ненных трубопроводом. Уровень воды в верхнем баке выше, чем
в нижнем. Этим создается напор, необходимый для придания
водному потоку в трубе нужной скорости. В зависимости от диа-
метра, длины и производительности трубопровода разность уров-
ней баков составляет 3—8 м.
Трубы применяют деревянные и металлические. Их уклады-
вают на деревянном помосте и прикрепляют к сваям во избежа-
ние сползания по косогору. При трубном переходе не нужно,
строить высокие и дорогие опоры, но при этом увеличиваются
потери в высоте.
Применять трубный переход целесообразно при глубине овра-
га более 12—18 м. В этом случае при трубном переходе обычно-
уменьшаются затраты на строительство водозаводной канавы.
Наибольшая глубина долин при трубных переходах достигает
40 м, а длина труб 2 км. Скорость воды в трубах обычно состав-
ляет 1,8—2,2 м!сек.
В табл. 42 приведены основные данные по трубным перехо-
дам.
Таблица 42. Технические данные по трубным переходам
Длина трубопро- вода, м Диаметр трубы, м Скорость потока в трубе, м/сек Разность уровней установки баков, м Общие потери напора, м
874 1,3 1,99 1 3,96 2,>
374 1,3 1 1,99 । 2,63 1,0
При расчете трубного перехода для определения разности
уровней установки верхнего и нижнего баков подсчитывают со-
противления в трубопроводе. Разность в уровнях необходимо
рассчитывать с запасом 30—40% Для преодоления вредных со-
противлений при засорении трубы и возможности пропуска
дополнительного количества воды в весеннее время.
Сопротивления в трубном переходе складываются из: сопро-
тивлений входа воды в трубу, выхода из нее, изменения скоростей
потока, поворотов, трения и скоростных потерь.
Для круглых труб разность отметок уровней верхнего и ниж-
него баков h определяют также по следующему уравнению:
л = ^(1 + е0 + е4), (95>*
где о— скорость воды в трубе, м!сек\
g0 = 0,51 — коэффициент;
304
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
g = 0,0144 — коэффициент;
У v
I — длина трубы перехода, м;
d — диаметр трубы, м.
Для очистки трубного перехода и выпуска твердого осадка
и воды осенью в нижней части трубопровода устанавливают за-
движку. Чтобы уменьшить засорение труб, в верхнем баке уста-
навливают сетку и отстойник.
Вид 6
Рис. 105. Холостой водоспуск
Холостой водоспуск. Излишнюю воду из канавы во избежание
ее переполнения выпускают по холостым водоспускам (рис. 105).
Их также используют для выпуска воды и осушения канавы при
ремонте. Холостые водоспуски устраивают примерно через 1 кж;
обычно их располагают в голове канавы у места водозабора, а
также в начале сплоток и трубных переходов, что удешевляет их
сооружение и облегчает проведение ремонтов. В месте присоедине-
ния отводного желоба водоспуска от сплоток устанавливают щи-
•ты (рис. 105), с помощью которых можно перекрыть сплотки
канавы и желоб водоспуска. Высоту щита желоба холостого
водоспуска увязывают с предельным уровнем воды в канаве так,
чтобы при превышении установленного уровня вода перелива-
лась через щит и отводилась по отводному желобу. Щиты изго-
товляют из досок толщиной 50 мм. Боковыми ребрами они вхо-
дят в пазы брусков. Для большей плотности ребра обшивают
.кошмой, Вода, выпускаемая из отводного желоба, не должна
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
305
подмывать канаву; отводные желоба изготовляют длиной
3—10 м.
Напорный ларь. Вода из канавы в трубопровод передается
через напорный ларь (рис. 106). Он предназначается для того,
чтобы предотвратить засасывание в трубопровод воздуха, очи-
щать воду от древесных остатков и крупных твердых частиц,
а также укреплять место отвода воды из канавы.
Рис. 106. Напорный ларь
Напорный ларь состоит из соединительных сплоток, отстой-
ника и бака. Перед отстойником устанавливают решетку с от-
верстиями диаметром 50 мм. Твердые частицы, осевшие в от-
стойнике, удаляют через нижний выпуск. За отстойником уста-
навливают мелкую решетку. Перед отстойником располагается
подъемный щиток, с помощью которого возможно прекращать
доступ воды в отстойник и бак. Во избежание переполнения
отстойника и бака при остановке работ в разрезе и подмыва
основания ларь снабжают двумя холостыми водопусками,
В нижней части бака укрепляют отводный конус трубопровода
так, чтобы его нижняя часть располагалась на 200—400 мм выше
дна бака, а верхняя— на 300—750 мм ниже дна сплоток. Конус
крепят к стенке болтами с прокладкой из просмоленного войло-
ка. Размеры сплоток и бака принимают в зависимости от
20 С. М. Шорохов
А-А
Рис. 107. Водомерный лоток
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
307
диаметра конусного перехода. Примерные размеры ларя приве-
дены в табл. 43.
Таблица 43. Размеры напорного ларя
Диаметр ко- нуса, м Ширина спло- ток, м Высота спло- ток, м Длина бака по оси ларя, м Высота бака, м Ширина ба- ка, м
0,6—0,75 0,8-1,0 0,6—0,8 2,0 2,0—2,2 1,75
0,75—1,0 1,0—1,2 0,8—1,0 2,0—2,2 2,2—2,8 2,0
1,0—1,5 1,2—1,5 1,0—1,2 2,2—2,5 2,8—3,6 2,0—2,5
Бак устанавливают на сваях или же на скальном основании.
Его изготовляют из очищенного от коры накатника или из досок
толщиной 5—6 см и проконопачивают мхом.
Количество воды, подаваемой по канаве, устанавливают по-
средством замера уровня воды на водомерных устройствах. Из-
мерение расхода воды у места водозабора и у напорного ларя
позволяет установить потери её и выявить необходимость ремон-
та канавы. К простейшим водомерным устройствам относятся
водомерные рейки, которые укрепляют в голове канавы и у на-
порного ларя. Этим способом расход воды определяют прибли-
женно, поскольку трудно учесть засорение канавы. При необхо-
димости более точного определения расхода .воды на канаве
сооружают деревянный водомерный лоток (рис. 107). Устройство
его и таблицы для определения расхода воды приведены в посо-
бии [38]. Расход воды в этом лотке устанавливают путем замера
уровня ее в колодцах выше и ниже горловины лотка. Водомерный
лоток не засоряется, но при его установке теряется 50—70 мм
в отметках уровня воды, поскольку устраивается перепад.
5. ВЫБОР РАСПОЛОЖЕНИЯ НАПОРНОГО ЛАРЯ
И МЕСТА ВОДОЗАБОРА
Все сооружения водозаводной канавы взаимно связаны, и из-
менение расположения одного из них отражается на расположе-
нии других, а также на общих затратах по сооружению водоза-
водной канавы. Поэтому необходимо совместно выбирать место
водозабора, трассу водозаводной канавы и расположение напор-
ного ларя, сопоставляя отдельные комплексные варианты.
Рассмотрим основные теоретические положения, которые не-
обходимо учитывать при решении этого вопроса.
Взаимозависимость между длиной водозаводной канавы,
уклонами ддлины и канавы и расположением россыпи в долине
показана на рис. 108. Из схемы имеем
йр Иг 4" (2 ""г- 3) = (2 -г- 4) или йр 4~ fir 4~ =
20*
50&
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
откуда j = ^г + ^р (9б)
где Ар — высота расположения насадки над уровнем воды
в реке, jw.;
//г — геодезический напор, т. е. высота расположения уров-
ня воды в напорном ларе относительно насадки мони-
тора, установленного на россыпи,
i — средний уклон канавы;
I — длина водозаводной канавы,
J = tga — средний уклон долины.
При разработке долинной россыпи величина Ар равна глу-
бине россыпи относительно уровня воды в долине и имеет отри-
цательное значение. Расположение плотика россыпи относитель-
но уровня воды в реке оказывает большое влияние на длину
водоздводной канавы. Уравнение (96) определяет теоретичес-
кую длину водозаводной канавы, действительная же ее длина
устанавливается после трассировки на плане или на местности,
когда будут учтены изменения откосов на всей длине канавы,
наличие боковых оврагов и притоков, впадающих в речку, и
переменность уклона долины,
Как видно из уравнения, при определенном расположении
россыпи длина канавы зависит от ее уклона и от геодезического
напора, который создается у россыпи.
Изменение уклона канавы влияет на скорость потока. Ско-
рость потока в канаве может изменяться в пределах ог незаили-
вающей до наибольшей неразмывающей. Пределы возможного
изменения скоростей потока, а следовательно, и уклонов в ряде
случаев значительны. Поэтому при выборе уклона водозаборных
канав необходимо стремиться обеспечить наименьшую стоимость
сооружения водозаводной канавы, а при ограниченном расходе
роды в реке—наибольший отвод воды в канаву*
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
309
Стоимость сооружения земляной канавы предопределяет
основные затраты по водоснабжению. При выдержанных отко-
сах увалов затраты на прочие гидротехнические сооружения
водозаводной канавы обычно пропорциональны затратам на
проходку земляной канавы. В этих условиях канава, обеспечи-
вающая наименьшие затраты на проведение земляных работ,
будет наивыгоднейшей.
Как видно из рис. 108, при малых уклонах уменьшается дли-
на канавы, одновременно уменьшается и скорость потока, поэто-
му для пропуска заданного количества воды требуется проходка
канавы большего сечения. С увеличением уклона увеличивается
длина канавы и уменьшается ее сече-
ние. Изменение длины и сечения кана-
вы приводит к изменению объема ра-
бот по ее проходке. Наличие такого
противоречия обусловливает суще-
ствование определенного уклона, при
котором затраты на проходку и объем
работ будут наименьшими. Графи-
чески эта закономерность представлена
кривой на рис. 109, выражающей за-
траты или объем работ в зависимости
от уклона канавы. Точка перегиба кри-
вой определяет уклон, при котором за-
траты или объем работ на проходку
будут наименьшими. Для определения
Рис. 109. Кривая затрат
по проходке канавы в за-
висимости от уклона
этого уклона выражаем зависимость
стоимости проходки земляной канавы от уклона
где s — стоимость проходки 1 м3 канавы, руб.;
А — коэффициент земляных работ, равный отношению попе-
речного сечения всей канавы к сечению потока;
F—площадь поперечного сечения потока, м2;
I—длина канавы, м.
тэ Щ л
Взяв производную этого уравнения, приняв = 0 и ре-
шив уравнение относительно уклона [39], получаем следующее
выражение для наивыгоднейшего уклона, при котором затраты
и объем работ по проходке земляной канавы будут наименьшими:
J
£ - -----------
3,5+1,5/п
где п — коэффициент шероховатости стенок канавы (по табл. 44).
В уравнении (97) не учитывается влияние эксплуатационных
расходов по наблюдению за канавой на общие годовые затраты
310
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
и на себестоимость напорной воды. Расходы на ремонт в общих
случаях пропорциональны затратам на проходку канавы, почему
такие статьи расхода охватываются уравнением. Расходы по
уходу за канавой уменьшаются пропорционально ее длине, по-
этому при учете этих затрат наивыгоднейший уклон будет умень-
шаться. Для того чтобы учесть влияние этих расходов на уклон
канавы, достаточно несколько уменьшать наивыгоднейший ук-
лон, округляя полученные значения по уравнению (97) в мень-
шую сторону. Таким образом, полученный по уравнению уклон
следует рассматривать как наибольший допускаемый для со-
поставляемых вариантов. Следует выбирать уклон в левой части
кривой рис. 109 на отрезке 1—2.
На речках, количество воды в которых больше, чем нужно
для гидравлических разработок, расход ее не оказывает влияния
на выбор уклона водозаводной канавы.
Предложения при выборе уклона учитывать ценность не за-
бираемой в водосточную канаву воды из речки [41, 42] не заслу-
живают внимания.
Если воды в реке недостаточно для гидравлических разрабо-
ток, то при выборе уклона канавы необходимо учитывать и ко-
личество воды, которое может быть отведено из реки. При опре-
деленном положении напорного ларя величина уклона канавы
предопределяет место водозабора, а следовательно, и площадь
водосбора, с которой вода будет поступать в канаву. Поэтому
для того, чтобы увеличить количество воды, поступающей в ка-
наву, следует уменьшить ее уклон. Наибольшее количество воды
будет поступать при наименьшем уклоне, который устанавли-
вается по незаиливающей скорости. Для определения целесо-
образности отступления от наивыгоднейшего уклона необходимо
выявить удорожание стоимости проходки канавы с наименьшим
уклоном и прирост секундного расхода, а также учесть какое
будет снижение эксплуатационных расходов по разработке при
увеличении притока воды.
Высота расположения напорного ларя над россыпью (геоде-
зический напор) предопределяет величину рабочего напора у
насадки. Геодезический напор оказывает решающее влияние на
длину водозаводной канавы. Увеличение напора приводит к уве-
личению длины канавы, но при постоянной производительности
гидравлического разреза сечение канавы будет сокращаться,
поскольку при более высоких напорах уменьшается удельный
расход напорной воды на размыв пород в забое и на подъем
песков водоструйным насосом. По этим причинам затраты на
сооружение ,водозаводной канавы и объемы работ изменяются
с изменением как геодезического, так и рабочего напора, а от-
меченные выше взаимозависимости предопределяют существова-
ние такого напора, при котором затраты и объемы работ по со-
оружению водозаводной канавы будут наименьшими.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
311
Так же как и при выборе наивыгоднейшего уклона канавы,
данный вопрос можно решить для долин с выдержанными укло-
нами исходя из объемов и затрат на сооружение земляной ка-
ндвы. Для этого необходимо выразить затраты и объемы работ
по проходке канавы в функции от напора Ц = sAFl = f(H).
Уравнение стоимости проходки канавы в функции напора
может быть составлено различно в зависимости от принятой
закономерности изменения удельного расхода воды на размыв
a=f(H). Так, используя наиболее простую зависимость а ==
Р
= jj + а2 [44], берем от уравнения стоимости проходки канавы
первую производную -^г, приравниваем ее нулю и решаем от-
носительно напора способом косинуса тройного угла [67]. В ре-
зультате получаем следующие расчетные уравнения напора, при
котором затраты по проходке земляной канавы будут наимень-
шими:
Нн — A cos 4“ — 0,09п;
о
А — ]/&Нрт + 0,8мйр + 0,03/г2!
0,013га3 + 0,48га (7,73mtfn + гайп) — 105й„тЯп
COS? =---------------i------------Ei------2---Z
ц_Д7п„
m = —; n = — + — Ho,
a2 a2 4
(98)
1
где A, m, n, <p — вспомогательные коэффициенты;
//p — мощность россыпи, м\
hp — высота расположения плотика над уровнем
воды в реке, м\
Р\ — коэффициент размыва, в тонно-метрах на
1 м3 песков [49];
а2 — удельный расход воды на выгонку песков,
А =1,25—1,35—коэффициент вредных сопротивлений при
подъеме песков;
Тп = 1,03—1,05 — удельный .вес размытых песков;
у— к. п. д. водоструйного насоса.
Если напорная вода не расходуется на подъем песков водо-
струйным насосом, то уравнение наивыгоднейшего напора прини-
мает следующий вид:
7УН = 02m2 4-0,6тЛр — 0,13m.
(99)
Для гидравлических разработок, использующих подъем пород
водометным грохотом или понурно-шлюзовой установкой, наи-
выгоднейший напор находится между величинами, определяе-
мыми уравнениями (98) и (99).
312
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Крутизна кривой затрат на проходку кана.вы в функции от
напора зависит от относительного расхода воды на отбойку и
выгонку пород. При больших расходах воды на выгонку кривая
имеет более крутой подъем, и область минимума значительно
сокращается; наоборот, при малых расходах воды на выгонку
кривая выполаживается, что позволяет отклоняться от наивы-
годнейшей величины напора без значительных изменений затрат
на проходку канавы.
Анализ этого уравнения подтверждает целесообразность при-
менения на гидравлических разработках с водозаводной кана-
вой малых и средних напоров, при которых обеспечиваются наи-
меньшие затраты на водоснабжение.
Напор у насадки оказывает влияние на расстояние установки
монитора от забоя и на ширину заходки (фронт работы), а сле-
довательно, и на частоту перестановки. Поэтому после опреде-
ления напора, наивыгоднейшего для данных условий водоснабже-
ния, необходимо рассмотреть целесообразность применения этого
напора исходя из высоты отрабатываемого уступа и крепости
пород, ширины заходки и частоты перестановки оборудования.
При выборе напора следует также учитывать количество во-
ды, которое может быть отведено в канаву. Применение низких
напоров в сочетании с наименьшими уклонами канавы позволяет
приблизить место водозабора к россыпи и этим увеличить коли-
чество воды, поступающей в канаву. В таких условиях следует
выявить, какое дополнительное количество воды можно полу-
чить при отступлении от наивыгоднейшего напора при наимень-
ших допускаемых уклонах канавы и с какими дополнительными
затратами на сооружение водозаводской канавы это сопряжено.
Самый низкий напор, при котором будет получено наибольшее
количество воды, нужно увязывать с крепостью пород, мощ-
ностью россыпи, определяющей высоту отрабатываемого уступа
и высоту подъема песко.в водоструйным насосом к промывной
установке. В таких условиях выбирают напо>р сопоставлением
вариантов. Вообще наиболее низкие напоры целесообразно при-
менять, если при этом существенно увеличивается подвод воды
по канаве, возрастает производительность гидравлического раз-
реза и этим окупаются дополнительные затраты на сооружение
водоза,водной канавы.
Необходимо учитывать при выборе расположения напорного
ларя, водозаводной канавы и места водозабора также следую-
щие общие соображения. Напорный ларь нужно располагать
возможно ближе к россыпи так, чтобы уменьшить длину водо-
провода и потери в нем. Водозаводную канаву желательно про-
водить по одному увалу долины, наиболее близко расположен-
ному к россыпи (рис. ПО, а). В Сибири водозаводные канавы
предпочитают прокладывать по увалу, обращенному в южную
сторону. Такие канавы быстрее освобождаются от снега, что
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
313
снижает расходы на их очистку и позволяет раньше приступить
к добыче. Однако не всегда возможно сочетать все эти условия.
Так, иногда для снижения затрат целесообразно перевести
канаву на противоположный увал (рис. НО, б), если поверхность
там более пригодна для этих целей. В некоторых случаях это
делается для того, чтобы использовать воду боковых притоков
реки.
314
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Переброску водного потока канавы через овраги и долины
с помощью сплоток или трубных переходов целесообразно осу-
ществлять в наиболее узких местах с устойчивыми породами
увалов. В отдельных случаях вместо постройки высоких сплоток
можно обойти овраги за счет проходки земляной канавы (рис.
НО, в). При этом объем работ по постройке сплеток сокращается
или же надобность в них совсем отпадает. Необходимо учиты-
вать, что при обходе оврагов снижается высота установки на-
порного ларя. Направление прокладки канавы выбирают, срав-
нивая несколько вариантов.
Рис. 11. Схемы вариантов напора и уклона канав
В различных условиях возможны весьма разнообразные ре-
шения расположения основных сооружений водозаводной кана-
вы. Предпочтение необходимо отдавать варианту, обеспечиваю-
щему наименьшие затраты средств по напорной воде на 1 м3
добытых пород при наиболее постоянном количестве подавае-
мой воды на протяжении всего рабочего сезона.
Место водозабора канавы иногда определяется благоприят-
ными природными условиями, например местом слияния крупных
боковых притоков, когда расположение водозабора выше по
долине приведет к резкому сокращению воды, забираемой ка-
навой, или сильно усложнит ее проведение. В таких условиях
приходится выбирать только месторасположение напорного ла-
ря и направление проведения канавы. Для этого необходимо
рассмотреть варианты трассировки канавы, которые ограничи-
вались бы наивыгоднейшим уклоном по объему проходческих
работ (рис. Ill, 1—2) и наименьшим незаиливающим уклоном
1—4. При этом для сопоставляемых вариантов необходимо уста-
новить не только затраты на проведение водозаводных ка-
нав, но и влияние изменения напора на производительность
разреза.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
315
В случаях, когда место водозабора не ограничивается опре-
деленными условиями и воды в реке имеется в избытке, место
отвода канавы из речки, а также и расположения канавы и ларя
находят, сравнивая несколько вариантов трассировки, причем
напор и уклон канавы выбирают близкими к наивыгоднейшим.
Трассировка канавы на местности или на плане позволяет
учесть влияние боковых оврагов, переменного уклона долины
и увалов и изменения крепости пород увалов на общие затраты
на сооружение всей водозаводной канавы.
При недостатке воды в реке место водозабора устанавлива-
ют, сопоставляя варианты в пределах между вариантом, обеспе-
чивающим наивыгоднейший напор и уклон канавы 1—2, и
вариантом с наименьшим напором и уклоном 5—6. Место водо-
забора в последнем варианте приблизится к россыпи и перемес-
тится из точек 1 и 3 в точку 5, отчего увеличится площадь водо-
сбора, питающего канаву, а следовательно, и количество воды,
которое может быть отведено из речки. Увеличение расхода во-
ды в канаве зависит от боковых притоков речки, впадающих
в нее на участке 1—5. Полезно также сравнить вариант наи-
меньшего уклона канавы и наивысшего напора 1—4, определяе-
мого местом ^водозабора, с вариантом наименьшего объема ра-
бот. При сравнительной оценке необходимо учитывать дополни-
тельное количество воды, которое может быть подведено к
россыпи, или дополнительно получаемый напор, а также допол-
нительные затраты на удорожание строительства водозаводной
канавы и преимущества от увеличения производительности гид-
равлических разработок.
За время трассировки водозаводной канавы необходимо
провести наблюдения над фильтрационными свойствами пород.
Для этого по трассе проходят шурфы и после сильного дождя
или искусственной заливки их водой устанавливают быстроту
утечки воды, а также определяют коэффициент фильтрации,
после чего решают вопрос о целесообразности проведения на
отдельных участках трассы земляной канавы или сплоток. На
основании профиля канавы и поперечных сечений устанавлива-
ют объем земляных работ, расположение и протяженность спло-
ток на стойках, трубных переходов, протяженность тоннелей, а
также расположение других сооружений.
Себестоимость напорной воды при подаче ее по водозавод-
ной канаве в благоприятных условиях, получается наиболее де-
шевой и обычно не превышает 0,05—0,2 коп. за 1 т. Это являет-
ся главным преимуществом водоснабжения с естественным
напором. Кроме того, при этом способе водоснабжения на гидрав-
лических разрезах мало потребляется электроэнергии. Соору-
жение водозаводной канавы обходится дорого. Так, стоимость
канав, построенных в послевоенное ,время, составляла от 0,5
до 1,8 руб. на I ж3 годовой добычи гидравлических разрезов,
316
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
а в среднем 0,8 руб. Напорная вода на протяжении рабочего
сезона поступает по канаве неравномерно. Вследствие этого
необходимо иметь в разрезах больше запасного оборудования
для более полного использования воды весной и осенью. Однако
вследствие дешевизны напорной воды себестоимость добычи
1 м3 на гидравлических разрезах с водозаводной канавой полу*
чается наиболее низкой.
6. РАСЧЕТ КАНАВ
Водозаводные канавы обычно рассчитывают исходя из за-
данных секундного расхода воды и уклона канавы. Рассчитать
канавы можно различными способами [35, 39], причем все они
основаны на использовании уравнения Шези. Ниже рассмотре-
ны расчеты способами подбора скоростей, по уравнению наи-
большей скорости потока и графоаналитический.
Расчет канав способом подбора скоростей основан на том,
что предварительно принимают скорость потока, близкую к
возможной скорости в рассчитываемой канаве при заданном
расходе воды, уклоне, коэффициенте шероховатости и угле от-
коса стенок. Для принятой скорости подсчитывают размеры ка-
навы и укло'Н. Если уклон получился больше заданного, то зада-
ются меньшей скоростью, а при получении уклона меньше за-
данного—^большей скоростью и вновь определяют уклон. Такие
подсчеты делают до тех пор, пока подсчитанный уклон будет
отличаться от заданного не более чем на 5—10%. Рассчитывают
канаву в порядке, изложенном в главе IV, но поправочный ко-
эффициент д в уравнении (86) принимается равным 1,0.
Этот способ расчета весьма распространен, но трудоемок из-
за большого объема вычислений.
Второй способ расчета основан на использовании уравнения
наибольшей скорости потока, которое выражает скорость в за-
висимости от секундного расхода воды и уклона канавы. Это
уравнение выводится из уравнения Шези [39], для чего коэффи-
циент Шези заменяют через уравнение Павловского, а гидрав-
лический радиус через выражение, соответствующее наимень-
шему смоченному перимеру:
v = kicQd, (100)
где v — скорость потока, м!сек\
k — коэффициент, зависящий от шероховатости боковых по-
верхностей и от угла откоса стенок канавы 0;
i — уклон канавы;
Q — секундный расход воды, м3!сек\
с, d — коэффициенты, зависящие от шероховатости боковых
поверхностей канавы.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
317
В табл. 44 приведены значения коэффициентов с, d, k для
наименьшего смоченного периметра, поэтому, решая уравнение
(100), определяют наибольшую скорость потока, которая воз-
можна при заданных уклоне, секундном расходе и шероховато-
сти стенок.
Таблица 44. Коэффициент шероховатости п и вспомогательные
коэффициенты с, d, k при наименьшем смоченном периметре
Характер поверхности п с d & для углов откоса стенок р, град
37 40 45 50 60 75 90
Лотки деревянные Строганые доски, уло- женные вдоль течения 0,011 0,377 0,248 17.8
Нестроганые доски, уло- женные вдоль течения 0,015 0,372 0,254 — — — — — — 13,5
Канавы земляные и в скале Канавы в лёссе, плотном гравии, плотной зем- ле, затянутые илистой пленкой без наносов . 0,020 0,369 0,262 10,39 10,50 10,61 10,70 10,76 10,68
Большие и средние зем- ляные канавы.в хоро- ших условиях эксплу- атации и уходе, кана- вы, чисто высеченные в скале 0,022 0,368 0,265 3,48 9,59 9,70 9,79 9,85 9,77 —и
Большие земляные кана- вы в средних условиях содержания 0,025 0,366 0,270 8,43 8,52 8,62 8,70 8,75 8,67
Земляные канавы в пло- хих условиях содер- жания 0,027 0,365 0,272 7,86 7,92 8,02 8,09 8,14 8,07
То же, при наличии во- дорослей и местами об- валов откосов .... 0,030 0,363 0,275 7,16 7,24 7,33 7,40 7,45 7,38
Канавы в скале, стенки сглажены, средние ус- ловия 0,033 0,361 0,278 6,57 6,65 6,74 6,80 6,84 6,77
Земляные канавы с не- правильным профи- лем, сильно заросшие и засоренные 0,035 0,360 0,281 6,22 6,29 6 37 6,43 6,47 6,40
Канавы, грубо высечен- ные в скале 0,040 0,357 0,286 5,49 5,55 5,63 5,68 5,71 5,65
ПРИМЕЧАНИЯ:
1. Значения коэффициентов шероховатости по данным Главгидроэнергостроя [27].
2. При проходке земляных канав машинным способом без последующей подчистки
поверхности коэффициент шероховатости увеличивать; для лучших условий на 0,1 nt
для средних на 0,2 п, для худших на 0,3 п.
315
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Уравнение наибольшей скорости потока позволяет без про*
межуточных подсчетов и без подбора определять скорость по-
тока, благодаря чему упрощается весь расчет канавы.
Пример расчета канавы. Определить основные размеры канавы для секунд-
ного расхода Q= 1,5 м3/сек при уклоне канавы i — 0,0012.
1. По коэффициенту шероховатости стенок п — 0,025 и углу откоса стенок
р = 45° из табл. 44 выбирают вспомогательные коэффициенты с — 0,366;
d = 0,270; k = 8,62.
2. Определяют степенные величины уклона и секундного расхода [уравне-
ние (100)]: 0,00120*366 = 0,086; 1,50*27 = 1Д1.
3. По уравнению (100) находят наибольшую скорость потока
v = 8,62 • 0,086 • 1,11 0,823 м/сек.
4. Проверяют полученную скорость по условиям устойчивости стенок
и незаиливания и принимают окончательную скорость потока
v = 0,82 м/сек.
5. Сечение потока
О 15
/= — = о^82 ~ 1'83 мг.
6. Наивыгоднейшая глубина потока
Л = 1/У*-0^6 о м.
У 2 — 0,706
7. Наивыгоднейшая ширина основания
45°
Ь = 2 . 1 tg -у ~0,83 м.
8. Проверяют возможность механизированной проходки канавы. Если
ширина ковша экскаватора меньше подсчитанной ширины основания канавы,
то на этом расчет заканчивается, а в противном случае ведут пересчет в сле-
дующем порядке:
а) задаются наименьшей шириной основания канавы исходя из ширины
ковша экскаватора;
б) по уравнению п. 9 (пример в главе IV) определяют глубину потока.
9. Затем определяют смоченный периметр, гидравлический радиус, коэф-
фициент Шези и уклон канавы (см. уравнения пп. 10—12 примерного расчета
главы IV).
Упрощенный графоаналитический способ [35] основан на
использовании уравнения, в котором секундный расход воды
выражен через уравнение Шези, а коэффициент Шези — через
упрощенное уравнение Павловского, откуда
= (101)
у *
Величину Аш называют расходной характеристикой единич-
ной шероховатости, которая может быть выражена в зависимости
от конструктивных размеров канавы, т. е. от угла откоса стенок,
отношения ширины потока к глубине и от глубины потока.
Эта зависимость представлена графиками (рис. 112), по ко-
торым возможно определить глубину потока при углах откоса
6
Рис. 112. Номограммы Журина:
в) для/и== 1,5; б) для гп« 1,0;) в) для^«=0
320
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
стенок Р = 33°40'; р = 45° и р = 90° (что соответствует коэффи-
циентам заложения откосов ctgp = m=l,5; m=l; m = 0) и при
различных соотношениях ширины потока к глубине Д = у.
Если глубина потока Л<2 л, наиболее распространено отноше-
ние Д = 2—10.
Расчет канавы по этому способу производится в следующем порядке.
1. По уравнению (101) определяют расходную характеристику единичной
шероховатости
1,5 • 0,025
£1П = -7 = 1,085.
ш /0,0012
2. По графику (рис. 112, б) для принятой относительной ширины канавы
А=2 и коэффициента заложения откоса т — \ определяют глубину потока
h = 0,78 м.
3. Ширина основания канавы
Ь — Д/г = 2 • 0,78= 1,56 м.
4. Поперечное сечение потока
f = (Д + т) h2 = (2 + 1) 0,782« 1,83 м.
5. Скорость потока
1,5
V — j-gg = 0,82 М.
6. Проверяют допустимость полученной скорости по условиям размыва,
устойчивости стенок и незаиливания, а также по возможности проходки кана-
вы механизированным способом. При невозможности выполнения одного из
этих требований необходимо произвести пересчет.
Недостатком способа является возможность расчета по при-
веденным графикам только для двух углов откоса стенок канавы,
а также и то, что при расчете не выявляется наибольшая ско-
рость потока, которая возможна при наименьшем смоченном пе-
риметре.
7. ВОДОСНАБЖЕНИЕ НАСОСНЫМИ УСТАНОВКАМИ
Подачу напорной воды в гидравлический разрез от насосных
установок можно осуществлять при разных условиях расположе-
ния россыпи и рельефа увалов долины. При искусственном напо-
ре расходуется значительное количество энергии на создание
напора, поэтому данный способ целесообразен при низкой стои-
мости электроэнергии или дизельного топлива, а также когда
подвод воды в нужном количестве водозаводной канавой обхо-
дится дорого или вообще невозможен.
На насосных установках чаще всего применяют центробеж-
ные насосы с двусторонним всасыванием типов НДв и НДс. На
небольших гидравлических разрезах наиболее распространены
насосы 8НДв, а на более крупных (12^-20) НДс.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
321
В зависимости от необходимой производительности насосной
установки и потребного напора насосы соединяют параллельно
или последовательно.
Производительность центробежного насоса и развиваемый
напор зависят не только от его конструкции, но и от сопротив-
ления в водопроводе. В теоретических расчетах производитель-
ность и напор насоса устанавливаются точкой пересечения кри-
вой производительности насоса (в зависимости от напора) с кри-
вой сопротивлений водопровода в зависимости от. расхода воды,
затрачиваемой на размы.в и подъем пород.
На небольших насосных установках с секундным расходом
воды менее 300 л запасных насосов не предусматривают. Во вре-
мя смазки и ремонта такие насосные установки прекращают
подачу воды, а следовательно, останавливаются добычные работы
в гидравлическом разрезе. К этому времени обычно приурочи-
вают проведение .в разрезе ряда вспомогательных работ по пере-
становке оборудования и др. Более крупные насосные установки
снабжаются запасными насосами, производительность которых
достигает 20—30% расчетной, и подачу воды в разрез произво-
дят непрерывно.
На напорном водопроводе устанавливают задвижку и обрат-
ный клапан. Для заливки насоса в обход обратного клапана при-
варивают обводную трубку, с краном. Для дистанционного
управления небольшими насосами на всасывающей трубе уста-
навливают бак. Он позволяет по простой электрической схеме
осуществлять запуск и остановку насоса из разреза. Крупные
насосы запускают с помощью вакуум-насоса. Дистанционное
и автоматическое управление этими насосами требует более
сложной электрической схемы, так как в этом случае должно
быть предусмотрено включение вакуум-насосов и управление
задвижками с помощью электрического привода.
Насосы обычно устанавливают на ряжевом фундаменте из
бревен диаметром 20—40 см, заложенных на глубину 1—1,5 м.
При неустойчивых породах насосы устанавливают на свайном
основании (рис. 113). Приемный колодец (зумпф), в котором
размещена всасывающая труба насоса, закрепляют деревом. Во
избежание засорения всаса у колодца устанавливают две сетки
и предусматривают подъем их для очистки. Для облегчения
обслуживания всей установки в холодное время года часть
колодца иногда располагают в насосном здании. Воду к колодцу
подводят по канаве. При заборе воды из водохранилища, обра-
зованного плотиной, насосную установку можно расположить
ниже плотины, что облегчит запуск насосов. Если насосы раз-
мещают на берегу речки, то всасывающие трубы выносят в реку
и укрепляют на сваях, вдоль которых устраивают мостки
(рис. 114).
21 С. М. Шорохов
OOH r~—OOS£-
Рис. 113. Насосная установка
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
323
Канава должна забирать из речки наименее засоренную воду.
Поэтому ее проводят выше спуска хвостов гидравлических ра-
бот в речку или устраивают водозабор в месте, где вода уже
отстоялась. Устье канавы или место водозабора должно быть
защищено от разрушения во время ледохода и паводков.
По мере перемещения забоев насосные установки переносятся
с целью сокращения длины водопровода. Поэтому здания насос-
ных строятся легкого типа из накатника диаметром 15 см или из
досок с засыпкой. В холодное время года они обогреваются
железной печкой.
Рис. 114. Водозабор на сваях
При насосном водоснабжении возможна подача на гидравли-
ческие разработки большего количества воды, с более равномер-
ным расходом на протяжении всего лета по сравнению с водоза-
водной канавой. Это объясняется тем, что место водозабора мо-
жет быть выбрано не в верховьях речек, а в среднем их течении
у разрабатываемой россыпи или даже ниже ее, где водоносность
речки больше и где наименьшие расходы воды в засушливое
время значительны. Это является главным преимущест-
вом насосного водоснабжения. Затраты на организацию водо-
снабжения с искусственным напором при наличии электроэнергии
на месте работ небольшие.
Основным недостатком насосного водоснабжения является
значительный расход электроэнергии, который в зависимости от
условий водоснабжения и условий разработки изменяется от 3
до 10 квт-ч на 1 м3 добытых пород (без учета расхода электро-
энергии на работу землесосов). Стоимость 1 м3 напорной воды
при подаче ее насосами составляет 0,4—1,5 коп.
8. КОМБИНИРОВАННОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
В сложных условиях водоснабжения и при недостатке воды
применяют комбинированное водоснабжение и используют обо-
ротную воду. На* гидравлических разрезах, разрабатывающих
террасовые и увальные россыпи Урала, водоснабжение часто
21*
324
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
осуществляется с помощью водозаводных канав и насосных
установок. Такое водоснабжение позволяет сократить потребность
в трубах, когда основной водный источник находится на значи-
тельном расстоянии от россыпи, уменьшить расход электроэнер-
гии и снизить стоимость напорной воды. Кроме того, комбиниро-
ванное водоснабжение увеличивает подачу напорной воды в раз-
рез за счет использования водных источников, расположенных
как ниже, так и выше разрабатываемой россыпи.
На рис. 115 даны различные схемы комбинированного водо-
снабжения. На рис. 115, а насосная установка 1 (подкачная)
поднимает воду из реки на увал по водопроводу 2 на высоту
15—20 ж, где она поступает в водозаводную канаву. По водоза-
водной канаве 3 протяженностью 1 —10 км воду по увалу подво-
дят к россыпи, где сооружена вторая насосная установка 4 (на-
порная), которая подает воду в гидравлический разрез 5,
На рис. 115, б показана схема водоснабжения, осуществляе-
мого из двух водных источников. Часть гидравлического оборудо-
вания разреза получает воду от напорного ларя 6, к которому
вода подводится по водозаводной канаве 3 протяженностью
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
325
22 км. Остальная часть снабжается водой от насосной установки
/, расположенной на другой реке, от которой проложен водопро-
вод 2 протяженностью 2 км.
Встречаются и другие варианты комбинированного водоснаб-
жения. Так, первоначально воду забирают из речки водозавод-
ной канавой, которая подводит воду к всасывающему колодцу
или напорному ларю насосной установки.
9. ВОДОСНАБЖЕНИЕ С ОБОРОТНОЙ ВОДОЙ
Отработанная вода может быть использована вторично для
размыва, если ее собрать и осветлить в водоотстойнике. При водо-
снабжении оборотной водой необходимо применять искусствен-
ный напор. Оборотную воду на гидравлических разработках
используют в разнообразных условиях: ее применяют при недос-
татке воды в водном источнике, для повышения годовой произ-
водительности гидравлических разработок; при большой удален-
ности водного источника для удешевления стоимости напорной
воды, когда свежую воду приходится подавать в разрез на боль-
шие расстояния и высоты подъема; во избежание заиливания
нижележащих долин хвостами гидравлических разработок и для
спуска в речки отработанной воды в осветленном виде и в неболь-
ших количествах.
На рис. 96, а изображена простейшая схема водоснабжения
с использованием оборотной воды, которую применяют на южно-
уральских гидравлических разрезах при разработке долинных
россыпей. Насосную установку 1 с насосом 8НДв располагают
на старом разрезе 7, который отделен от нового перемычкой.
Напорную воду подают по водопроводу 2 в разрез к мониторам 3.
Землесос 4 типа 8НЗ подает пески по трубопроводу 5 на
шл^з 6, отвалы которого располагают на поверхности россыпи.
Отработанная вода и тонкозернистые хвосты стекают с отвалов
,в старый разрез 7. Водоотстойник, образованный в нем, получает
дополнительную воду от притока подземных вод. Такое водо-
снабжение применяют на долинных россыпях со значительным
притоком подземных вод, когда поверхностный сток речек летом
сокращается и недостаточен для водоснабжения гидравлических
разработок или когда гидравлические разрезы расположены
в пойме на большом расстоянии от речки. При этой схеме пода-
ют в разрез до 200 л/сек воды, совершенно не используя поверх-
ностный сток речки или при очень малом стоке, а кроме того умень-
шается протяженность напорного водопровода.
На рис. 96,6 изображена схема водоснабжения с использо-
ванием оборотной воды, которая применялась для разработки
увальной алмазоносной россыпи Урала, где воды не хватало и бы-
ло запрещено спускать хвосты в речку. В верхней части этой
россыпи с помощью плотины был образован водоем 9 с чистой
326
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
водой. Насосная установка 1 была расположена ниже уровня во-
ды и по водопроводу 2 подавала чистую воду на обогатительную
фабрику для питания отсадочных машин и промывки песков на
грохотах. Отработанная вода с хвостами землесосом 4 по трубо-
проводу 5 подавалась в кольцевой водоотстойник 7. Отстоявшая-
ся вода через колодец по водосбросной трубе 8 подавалась к
главной насосной установке /, которая по водопроводу 2 подава-
ла напорную воду в разрез. Из разреза землесосы 4 первого и
второго подъема по трубопроводам 5 перекачивали пески на
фабрику.
На рис. 96,6 изображена схема водоснабжения с использова-
нием оборотной воды при разработке террасовой россыпи, распо-
ложенной на пологом увале на 40 м выше речки на расстоянии
2 км от ее долины. В старом разрезе был сооружен водоотстой-
ник и осветленная вода подавалась насосной установкой /, рас-
положенной вблизи разреза, по водопроводу 2 к мониторам 3.
Землесос 4 по трубопроводу 5 перекачивал размытые пески’на
шлюз, от которого хвосты стекали в водоотстойник. Россыпь не
имела притока подземных вод, и поэтому на реке была установ-
лена насосная подкачная установка подпитки /, восполнявшая
потери воды. Использование оборотной воды с такой схемой
водоснабжения позволило повысить напор в разрезе, а также со-
кратить расход электроэнергии на единицу добытых пород.
10. ВОДОПРОВОД
От насосной установки или от напорного ларя вода к мони-
торам и водоструйным насосам подается по водопроводу, кото-
рый подразделяется на главный (магистральный) и разводящий
(распределительный). Главный водопровод работает без перено-
са несколько лет. Его собирают из стальных или деревянных
труб. Для разводящего водопровода используют только сталь-
ные трубы, поскольку их переносят по мере продвижения
забоя. Стальные трубы имеют диаметр 200—1 000 мм; их
подразделяют на тонкостенные со стенками толщиной 2,5—5 мм
и обычные со стенками толщиной 8—14 мм.
Тонкостенные трубы изготовляются электросваркой со спи-
ральным швом и имеют внутренний диаметр 245—630 мм. Они
легки и удобны для переноски.
Обычные водопроводные стальные трубы тяжелы и их целе-
сообразно применять только для главных линий. Главный водо-
провод составляется из труб диаметром 350—1000 мм, соединен-
ных электросваркой, а в местах установки фасонных частей и
задвижек — с помощью фланцев. Для увеличения срока службы
трубы целесообразно покрывать смолой в смеси с гудроном или
составом, состоящим из 95% кузбасслака. Осмоливание труб
производится в колодцах» в которых смолу медленно нагревают
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
327
до 150—180°. Расход смеси составляют 5 кг на 1 м2 поверхности
трубы.
Разводящие водопроводы сооружают из труб диаметром
200—400 мм и длиной 4—8 м. Эти водопроводы часто переносят,
поэтому их следует соединять с помощью быстроразъемных
скреплений.
На 1рис. 116, а изображено фланцевое соединение с клиновыми скобами.
Между фланцами вставляют резиновую прокладку, а затем стягивают их тре-
мя скобами, забивая клинья. На рис. 116, б показано сальниковое соединение.
Для образования сальникового уплотнения к одному концу трубы приварива-
ют сначала кольцо 6, затем к нему обечайку 4, которая образует кольцеобраз-
ное гнездо сальника. На другом конце трубы приваривают обечайку 5, кото-
рая выступает за обрез трубы и входит в кольцеобразное гнездо сальника
следующей трубы. В гнездо вкладывают набивку 7. Трубы стягиваются ско-
бой 2 с помощью клина 3; скобы надевают на крюк 1. Быстроразъемные соеди-
нения (рис. 116, а и б) применяют при напорах до 7 атм.
На рис. 116, в изображено соединение, в котором к концам труб прива-
рены кольца с конической поверхностью. Между кольцами вставляют про-
кладку, зажимаемую при затяжке обода болтом. Такое соединение приме-
няют при напорах до 10 атм.
На рис. 116, д изображено конусное соединение. К одному концу
трубы приваривают раструб и два или три крюка, а на другом — крючья
со скобами и упорное кольцо. Конец трубы с упорным кольцом обматывают
просмоленной пенькой и вставляют в раструб. Трубы стягивают клиньями,
которые загоняют в проушины скобы и крюка. Используют эти соединения
при напорах до 6 атм.
На рис. 116, г изображено самоуплотняющее соединение, применяемое
на гидротехническом строительстве. На концах трубы приваривают упорные
кольца и надевают резиновую манжету особого профиля. Обод, охватываю-
щий манжету, стягивают болтами.
Как главный, так и разводящие водопроводы укладывают по
ровной поверхности на деревянных подкладках — лежках, на
клетках и козелках. Точки опоры выбирают таким образом, чтобы
стыки труб не испытывали больших нагрузок.
Ответвление от водопровода осуществляют с помощью трой-
ника, отвод которого располагают под углом 60°. Такие тройники
уменьшают потери напора и более удобны для прокладки разво-
дящих водопроводов в разрезе.
Переход труб от одного диаметра к другому осуществляют
с помощью конических переходов. Угол конусности перехода со-
ставляет 8—15°.
Повороты водопровода осуществляют коленами с углом по-
ворота 90° и полуколенами с углом поворота 45°. Радиус пово-
рота в коленах принимают равным трем-семи диаметрам трубы.
В наиболее возвышенных точках перегиба водопровода уста-
навливают воздушные клапаны с шариком (рис. 116, е). С по-
мощью клапанов из труб выпускают воздух, а при выпуске воды
через них поступает воздух, что предотвращает сплющивание
труб.
Задвижки на водопроводах должны создавать наименьшие
сопротивления и обеспечивать плотное перекрытие. Для чистой
Рис. 116. Быстроразъемные соединения труО
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
329
воды больше подходит параллельная задвижка с выдвижным
шпинделем.
При длинных прямолинейных участках водопровода необхо-
димо устанавливать компенсаторы, которые предотвращают из-
менение длины труб от температурных колебаний.
Диаметр труб выбирают по средней скорости движения воды.
Для главных водопроводов выдерживают скорости от 1,8 до
2,5 м1сек, а для разводящих — от 2,5 до 4 м!сек. При малых на-
порах уменьшения вредных сопротивлений целесообразно при-
менять скорости, близкие к меньшим пределам.
Водопровод от напорного ларя или насосной установки про-
кладывают к разрезу по кратчайшему направлению, учитывая
при этом перемещение забоев во время отработки россыпи. Тру-
бы прокладывают с учетом расположения их ниже линии паде-
ния напора — гидравлического уклона (рис. 117, а), в противном
случае непрерывная подача воды по водопроводу невозможна
330
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На возвышенных местах водопровода устанавливают воздуш-
ные клапаны, а в низинах — тройники с задвижкой для выпуска
воды. Схемы водопроводных линий на гидравлических разработ-
ках приведены на рис. 117, б, в.
Место укладки труб выравнивают бульдозерами. В местах
установки задвижек для выпуска воды устраивают водоотводные
канавы. При прокладке трубопроводов через речки или овраги
сооружают легкие помосты, а на крутых косогорах забивают
сваи для их закрепления.
Укладку труб производят тракторным краном или автокра-
ном, а доставку труб — тракторами или лесовозными автома-
шинами.
Перед соединением трубы должны быть очищены от мусора и
посторонних предметов. Главные магистрали труб сваривают на
месте укладки. При сболчивании фланцев обращают внимание
на правильность установки прокладок и на равномерную их за-
тяжку.
Во время эксплуатации необходимо предотвращать просачи-
вание воды из неплотных соединений труб, не допускать засо-
рения труб, образования воздушных пробок и промерзания труб.
Глава VIII. ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТ ПО ОСУШЕНИЮ
Производительная разработка россыпи гидравлическим спо-
собом возможна лишь в том случае, когда россыпь осушена так,
чтобы на дне разреза не скапливалась вода и можно было про-
изводить тщательную выемку богатых песков, залегающих у
плотика.
' При разработке долинных водоносных россыпей поверхност-
ные воды отводят по руслоотводной и нагорной канавам. При
разработке увальных или террасовых россыпей ограничиваются
нагорной канавой, а при малой площади водосбора гидравличе-
ского разреза и малых осадках или благоприятных условиях
стока поверхностных вод канав не проходят. Расположение ка-
нав и способы их проходки описаны в первом разделе.
Воду, которая скапливается в разрезе, удаляют по водосточ-
ной— капитальной канаве землесосом или водоструйным насо-
сом одновременно с подачей песков на промывную установку и
особым центробежным или водоструйным насосом.
Водосточные канавы для удаления воды из разреза приме-
няют в случаях, указанных в первом разделе.
Во избежание быстрого заиливания водосточных канав не сле-
дует направлять в них водный поток с мелкозернистыми поро-
дами от гидравлических работ.
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
331
При вскрытии россыпи выносными канавами поверхностные
и подземные воды отводят из разреза вместе с размытыми по-
родами по выносным канавам. Надобность в проходке особых
водосточных канав в этом случае отпадает.
Проще всего удалять воду из разреза с помощью замлесоса
или водоструйного насоса, подающих размытые пески на шлюз.
В этом случае скапливающиеся в разрезе дождевые и подземные
воды направляют в приямок землесоса и вместе с размытыми
песками их подают на шлюз и далее на поверхность. При этом
способе водоотлива землесосы перекачивают вместо песков лиш-
нюю воду, вследствие чего сокращается производительность раз-
реза по пескам, если насосная установка подает напорную воду
с расходом, соответствующим производительности землесоса.
По этим причинам такой способ водоотлива целесообразно при-
менять на небольших гидравлических разрезах, расположенных
в пойме долин с малыми продольными уклонами, или когда
подаваемое насосной установкой количество напорной воды не-
достаточно для полной загрузки землесоса. Дополнительное ко-
личество воды, которое должен перекачать землесос способствует
сокращению числа остановок землесоса, вызванных недостатком
размытых песков в приямке. При таком способе водоотлива во
избежание полного затопления разреза при отключении элек-
троэнергии землесос следует устанавливать на 1—2 м выше
плотика.
Особыми центробежными или водоструйными насосами (во-
дотоками) воду из разреза откачивают при разработке долин-
ных водоносных россыпей с малым продольным уклоном. Вся
вода и размытые пески обычно стекают в приямок землесоса или
водоструйного насоса, откуда верхний, более чистый слой воды
отводят в особый приямок водоотливного насоса. Для откачки
избыточной воды обычно используют центробежные 50—100-мил-
лиметровые насосы низкого давления. Водоотливный насос ра-
ботает по мере необходимости. На всасывающей трубе целесо-
образно устанавливать бак для самозалива, чтобы запуск водо-
отливного насоса осуществлялся от места установки землесоса.
На гидравлических разработках с естественным напором для
водоотлива используют водогоны с насадкой диаметром 40—
70 мм.
Установка водоотливного насоса позволяет перекачивать из
разреза менее разжиженные пески, благодаря чему увеличивает-
ся производительность землесоса по пескам. Кроме того, несколь-
ко сокращается общий расход электроэнергии и землесос загру-
жается более равномерно.
Работы по осушению на водоносных долинных россыпях про-
водят с опережением последующих работ на 0,5—2 года. На
маловодных россыпях работы по осушению и вскрытию совме-
щают.
332
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
2. СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ
Для установки гидравлического оборудования на эксплуата-
ционный горизонт россыпи и для транспортировки песков к про-
мывному прибору проходят выработки вскрытия. К таким выра-
боткам относятся выносные канавы и штольни, по которым
перемещают размытые породы на поверхность, а также котлова-
ны, в которых устанавливают оборудование для выемки и подъ-
ема песков.
На гидравлических разработках применяют следующие
основные способы вскрытия; 1) выносной канавой; 2) штольней;
3) котлованом; 4) бортовое вскрытие; 5) канавой -и котлованом;
6) независимое вскрытие горизонтов россыпи; 7) смешанные спо-
собы вскрытия. Первые четыре способа относятся к основным,
остальные являются смешанными и представляют различные
сочетания предыдущих.
Выработки вскрытия взаимосвязаны с видом транспорта, при-
меняемого для перемещения песков. Так, при вскрытии канавой
и штольней размытые пески перемещаются самотеком. При всех
других способах вскрытия пески поднимают на определенную
высоту землесосом, водоструйным насосом и другим оборудо-
ванием.
Способ вскрытия предопределяет главнейшие особенности
технологии всего процесса разработки россыпи гидравлическим
способом.
Основные способы
Вскрытие выносной канавой. Для того чтобы обеспечить до-
ступ к пласту и выдать размытые пески на поверхность к про-
мывному прибору, а хвосты в отвалы, проходят выносную кана-
ву 1—2—3 (рис. 118) с уклоном Z = 0,015—0,04, достаточным для
самотечного перемещения размытых пород. Затем приступают
к добычным работам и выносная канава используется для вы-
дачи пород с площади 4—5—6—7. По мере продвижения очист-
ных работ в плотике проходят ответвления канавы 2—10^2—11
и 2—12. Вскрытие вышележащей площади россыпи производят
второй выносной канавой, в которую поступают пески площади
6—7—8—9.
Отметку выхода выносной канавы на увале (точка /) уста-
навливают так, чтобы канаву можно было подвести к плотику
в наиболее удаленной и низко расположенной площади (точ-
ка 10), а также чтобы породы, отработанные на всей площади,
могли самотеком размещаться в отвалах поймы долины. Таким
образом, на расположение отметки устья канавы влияет вели-
чина поперечного и продольного уклона плотика россыпи. Когда
эти уклоны значительно превышают необходимые для самотеч-
ного транспорта, то выносную канаву проходят по плотику с не-
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
333
большим углублением, чтобы поток не расплывался. Если уклоны
плотика близки к предельной величине уклона самотечного пе-
ремещения, канаву углубляют в плотик с таким расчетом, чтобы
ее ответвление подходило к плотику в нижней части площади,
т. е. к точке 10. При меньших уклонах плотика неизбежна значи-
тельная углубка в него выносной канавы, причем величина углуб-
ки будет тем больше, чем меньше уклоны плотика и чем больше
Рис. 118. Вскрытие канавой террасовой россыпи
размеры площади, отрабатываемой этой канавой. Так, при раз-
работке широких россыпей, расположенных на увалах далеко
от поймы, выносные канавы иногда углубляют в плотик на 4—
5 м.
Для успешного самотечного перемещения размытых пород
в забое плотик должен иметь уклон не менее 0,015—0,02. Тогда
не требуется значительных затрат на проходку канав и больших
расходов напорной воды на выгонку песков. Эти уклоны и опре-
деляют область целесообразного применения на россыпях вскры-
тия канавами. Однако этот способ применяют и при меньших
уклонах плотика, допуская несколько больший расход воды на
выгонку, но все же стремятся, чтобы поверхность смыва по пло-
тику имела уклоны не менее 0,007.
334
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Внешняя выносная канава, расположенная за бортом разреза
(отрезок 1—2), обычно имеет длину 10—300 м и зависит от рас-
положения пласта на увале. На отдельных россыпях эта канава
может отсутствовать, вследствие чего описываемый способ перехо-
дит в способ вскрытия без выработок. В пределах разреза длина
внутренних выносных канав определяется шириной россыпи;
обычно она составляет не менее 40 ж, а на широких увалах до-
стигает 1,5 км.
Расстояние между смежными канавами, когда длина их за
границей россыпи мала, принимают равным двойной ширине за-
ходки, но не менее 40 м. При большой длине внешних выносных
канав для сокращения объемов работ по их проходке стремятся
Рис. 119. Вскрытие канавой ключевой россыпи
по возможности сократить число канав. Однако уменьшение чис-
сла выносных канав увеличивает протяженность внутренних от-
ветвлений канав. Поэтому расстояние между выносными кана-
вами устанавливают, сопоставляя ряд вариантов. Предпочтение
отдают варианту, который обеспечивает наименьшие объемы
работ как по внешней, так и по внутренним канавам. На боль-
ших россыпях по увалу р. Ис, когда длина внешней выносной
канавы достигает 300 ж, а внутренней превышает 1 км, расстоя-
ние между выносными канавами доходит до 0,6—1 км. Вынос-
ные канавы стремятся располагать в низинах, чтобы облегчить
подход к площади с наиболее низкими отметками плотика, и
тем самым уменьшить объемы работ по проходке канав.
Выносную канаву можно проходить на полную глубину не
сразу. На рис. 119 показан порядок проходки всей выносной ка-
навы. Так до начала очистной добычи проходят часть канавы 1.
Углубку выносной канавы а в плотик осуществляют по мере пе-
ремещения забоя во время отработки площади А. В дальнейшем,
чтобы обеспечить доступ к площади Б и отвести с нее размытые
породы, выносную канаву 2 углубляют по всей ее длине, причем
эти работы производят зимой. Углубка канавы б в плотик про-
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
335
изводится уже во время отработки площади Б. Для обеспечения
доступа к площади В зимой производят новую углубку вынос-
ной канавы 5 и т. д.
Вскрытие канавой обеспечивает производительную разработ-
ку россыпи, поскольку породы перемещаются самотеком и затра-
ты на транспортировку очень малы. Для использования этого
способа необходимо, чтобы вблизи россыпи имелась низина до-
статочной емкости, в которую можно самотеком направлять и
размещать хвосты. Поэтому данный способ вскрытия наиболее
широко применяют для разработки террасовых россыпей, распо-
ложенных достаточно высоко относительно поймы. В этих усло-
виях затраты на проходку выносных канав обычно невелики,
а использование дешевого и производительного транспорта по-
род во время разработки обеспечивает низкую себестоимость
добычи.
Вскрытие канавой можно также применять для разработки
ключевых россыпей с крутым продольным уклоном. Так, если
ключ впадает в долину реки с большим превышением над по-
верхностью поймы, то хвосты можно разместить самотеком в до-
лине этой реки. В этом случае достаточно, если продольные укло-
ны ключевой россыпи будут равны 0,02—0,03 (рис. 119). В пре-
делах разреза эту выносную канаву проходят во время отработки
россыпи по линии низших отметок плотика. Если уклон плотика
недостаточен, то канаву углубляют в плотик или же устанавли-
вают лоток, по которому пески отводят к промывной установке,
а хвосты размещают в пойме долинц реки.
При отсутствии вблизи ключевой россыпи низины вскрытие
канавой можно применить, если продольные уклоны плотика
больше 0,05—0,07. В этом случае выносную канаву проходят
по оси оврага ключа. Место для отвала хвостов создается за
счет того, что канаву проходят с уклоном, меньшим уклона до-
лины. В дальнейшем промывную установку переносят в разрез
и отвалы размещают в выработанном пространстве, а выносную
канаву используют только для отвода из разреза воды и мелко-
зернистых хвостов. Этот способ вскрытия целесообразно приме-
нять для ключевых россыпей небольшой глубины при малой
каменистости пород, когда отвалы хвостов получаются невысо-
кими.
Вскрытие штольней. При этом способе проходят штольню
1—2 (рис. 120) к плотику россыпи с наиболее низкими отмет-
ками. Штольня должна иметь уклон, достаточный для самотеч-
ного перемещения размытых пород. От нее проходят восстающую
Выработку 2—3.
В штольне устанавливают сплотки, а в верхнем ее конце — щиты, кото-
рые направляют размытые породы, поступающие с восстающей, в сплотки.
Штольню закрепляют неполными рамами, а восстающую — сплошной вен-
цовой крепью. В основании восстающей устраивают подушку из крупных
камней. Первоначальный разрыв образуется благодаря размыву пород с по-
З3в
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
верхности вокруг восстающей выработки; при этом венцовую крепь по мере
углубки разреза разбирают. В последующем штольню, как и выносную ка-
наву, используют для выдачи размытых пород к промывной установке.
Рис. 120. Вскрытие штольней
Этот способ имеет ограниченное распространение и применял-
ся для разработки мощной террасовой россыпи, когда объем
работ по проходке выносных канав резко возрастал и проходка
штольни с восстающей оказалась дешевле.
Рис. 121. Вскрытие котлованом
Вскрытие котлованом. Котлован проходит в месте наиболее
низкого расположения плотика (рис. 121). Сначала в котловане
устанавливают только землесос или водоструйный насос, а после
его расширения и мониторы. По борту котлована прокладывают
подъемную трубу для выдачи породы на поверхность к промыв-
ной установке, которую обычно устанавливают вблизи котлова-
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
337
на. Высота подъема песков изменяется от 4 до 40 ж и в основном
зависит от мощности россыпи и высоты расположения промывной
установки.
При перемещении забоя на 40—100 м землесос перестанав-
ливают ближе к нему. В каждом новом месте его установки про-
ходят только приямок в плотике и наращивают подъемный тру-
бопровод. При неровном плотике эти приямки стремятся распо-
лагать в западениях плотика, для чего предварительно
производят разведку щупом по 10-метровой сетке. Пески выдают
на поверхность по постепенно удлиняемому трубопроводу к мес-
ту первоначального расположения промывной установки. Земле-
сос передвигают до тех пор, пока не будет использована вся
емкость отвала у промывной установки. Емкость отвала в основ-
ном и определяет размеры (площадь) отрабатываемой заходки
(блока). Размеры блока также ограничиваются манометриче-
ским напором землесоса, поскольку удлинение подъемного тру-
бопровода увеличивает сопротивления. Когда сумма всех внеш-
них сопротивлений будет приближаться к предельному напору,
который в состоянии развить землесос, трубопровод засоряется
и возникают запрессовки. Во избежание этого длину подъемного
трубопровода приходится ограничивать. Длина заходки по вос-
станию россыпи, отрабатываемой с одной установки подъемного
трубопровода и шлюза, для землесосного подъема составляет
70—200 ж, а для водоструйных насосов — 40—150 м. После ис-
пользования емкости отвала и манометрического- напора шлюз
и весь напорный трубопровод передвигают ближе к забою. На
нешироких россыпях промывную установку обычно располагают
на борту разреза с таким расчетом, чтобы можно было исполь-
зовать выработанное пространство для размещения хвостов и
этим уменьшить высоту шлюза и подъема песков. При размеще-
нии хвостов в выработанном пространстве необходимо, чтобы
отработанная вода постоянно стекала за пределы разреза, не
возвращаясь обратно в забой.
При вскрытии котлованом неизбежен подъем размытых по-
род, на что необходимо затрачивать значительное количество
электроэнергии или напорной воды. Поэтому транспортировка
пород при этом способе вскрытия обходится дорого. Способ
вскрытия котлованом применяют для разработки россыпей в
сложных условиях залегания, например для месторождений,
вблизи которых нет низин для размещения хвостов, или когда
плотик расположен ниже поверхности земли. Таким образом, за
счет некоторого удорожания транспортировки песков при вскры-
тии котлованом можно использовать гидравлический способ для
разработки ключевых, долинных россыпей, увальных и терра-
совых с низко расположенным или неровным плотиком.
Расстояние самотечного перемещения песков от забоя при
этом способе вскрытия можно сократить до 30—40 м и тем
22 С. М. Шорохов
338
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
самым обеспечить успешную выгонку песков даже при очень
малых уклонах плотика, порядка 0,002.
Вскрытие котлованом широко распространено при разработке
россыпей.
Бортовое вскрытие. Выдачу пород из разреза на поверхность
осуществляют струей монитора по выположенному борту разре-
за (рис. 122). Торфа перемещают струей в отвалы, расположен-
ные на поверхности вдоль борта разреза. Пески выгоняют
к шлюзу, который устанавливают на кровле пласта. Для облег-
чения выгонки и подачи песков в шлюз подвешивают к козлам
отбойные щиты, однако выгонка песков в шлюз все же ослож-
нена.
Рис. 122. Бортовое вскрытие
На выгонку пород в гору по длинному откосу затрачивается
значительное количество воды, и успешно она может быть осу-
ществлена на расстояние не более 50—70% наибольшей даль-
ности полета струи и при небольшой высоте подъема.
В отвалы перемещаются в основном крупнозернистые части-
цы торфов, а Тонкозернистые сносятся потоком обратно в разрез,
и их отводят по выносной канаве.
Расход напорной воды при бортовом вскрытии выше обычно-
го при очистной выемке в 2—5 раз.
Бортовой способ применяют главным образом для вскрытия
уступа торфов мощностью не более 1,5—2 м, Он выгоден, когда
вдоль одного из бортов разреза имеется низина, в которой удобно
размещать торфа. При углах наклона поверхности свыше 5° бор-
товой способ становится малопроизводительным.
♦ Главным преимуществом данного способа вскрытия являет-
ся простота общей технологии работ. Его целесообразно приме-
нять при естественном напоре и особенно весной, когда водоза-
водная канава подводит избыточное количество воды. В таких
случаях избыточная напорная вода поступает к разрезу без до-
полнительных затрат и использование ее позволяет осуществить
вскрышу торфов с наименьшей себестоимостью.
Смешанные и независимые способы вскрытия горизонтов
Разработку россыпей можно осуществлять также смешанны-
ми способами, представляющими сочетание рассмотренных вы-
ше основных способов. К основным смешанным способам вскры-
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
339
тия относятся: 1) канавой и котлованом; 2) независимым вскры-
тием двух горизонтов; 3) независимым вскрытием по отдельным
заходкам; 4) независимым вскрытием трех горизонтов.
Вскрытие канавой и котлованом. При этом способе к месту
с наиболее низкими отметками плотика проходят выносную
канаву и котлован (рис. 123). В котловане устанавливают подъ-
емные устройства, например водометный грохот, понурно-шлю-
зовую установку или водоструйный желоб, с помощью которых
• Запасы, вскрытые со Пположения проныв
ной колоды
Рис. 123. Вскрытие канавой и котлованом
поднимают и размещают в отвалы крупнозернистую часть хво-
стов — валуны, булыжник и крупную галю. Мелкозернистые
хвосты направляют в выносную канаву, для чего ее проходят
с небольшими уклонами — значительно меньшими, чем при
вскрытии только одной выносной канавой. Таким образом, при
этом способе вскрытия напорная вода расходуется только для
подъема камня. В зависимости от установленного оборудования
камни поднимают на 'высоту 2—7 ж; отвалы вначале размещают
в котловане, а после переноса подъемной установки — в выра-
ботанном пространстве.
Размеры заходки по восстанию, отрабатываемой с одной
подъемной и промывной -установки, ограничиваются емкостью
галечного отвала, которую возможно создать данным подъем-
ным оборудованием.
Обычно длина заходки в направлении перемещения забоя из-
меняется от 25 до 50 м.
Данный способ 'вскрытия в основном применяют для разра-
ботки ключевых россыпей с продольным уклоном от 0,01 до 0204,
22е
340
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
а также для разработки низко расположенных увальных или
террасовых россыпей. С уменьшением каменистости пород и глу-
бины россыпи расширяется область целесообразного примене-
ния этого способа, поскольку объем галечных отвалов получается
небольшой и сокращается частота перестановки промывной ус-
тановки.
Независимое вскрытие двух горизонтов. Выработки проводят
к двум горизонтам, т. е. к плотику и к промежуточному горизон-
ту, расположенному в средней части наносных отложений. Каж-
дый уступ отрабатывают независимо, с опережением верхнего
уступа по отношению к нижнему (рис. 124).
Вскрытие нижнего уступа обычно производят- котлованом
(значительно реже — канавой и котлованом), и отрабатывают
этот уступ гидравлическим способом. На верхнем уступе для его
отработки применяют гидравлическое оборудование, бульдозе-
ры и другие горные машины. В зависимости от используемого
оборудования видоизменяются выработки вскрытия, проводимые
к верхнему горизонту. При отработке верхнего уступа гидравли-
ческим способом его вскрытие может быть осуществлено вынос-
ной канавой или бортовым способом.
Независимый способ вскрытия двух горизонтов имеет не-
сколько разновидностей, которые различают по виду выработок
вскрытия, применяемых на каждом уступе.
Опережение в отработке отдельных уступов зависит от усло-
вий залегания россыпи, распределения металла в породах и при-
нятой технологии работ. Так, при равномерном распределении
металла в породах всех уступов опережение обычно выдержи-
вают от 1 до 3 лет. Если в верхних уступах находятся торфа, то
опережение составляет 3—6 месяцев. Если торфа размещают в
выработанном пространстве, опережение выдерживают 0,5—3
месяца, так как значительное опережение удорожает и ослож-
няет вскрышные работы. Если это содействует значительному
повышению производительности вскрышных работ и снижает их
себестоимость, опережение сокращают до 10 дней.
При равномерном распределении металла в породах россыпи
независимое вскрытие в два горизонта применяют для разработ-
ки увальных и террасовых россыпей глубиной более 4—5 м в тех
случаях, когда разработка их в два самостоятельных уступа
удешевит среднюю себестоимость добычи и увеличит производи-
тельность труда, например при невысоком расположении плотика,
относительно поймы, когда самотеком в отвалы может быть раз-
мещена только часть хвостов, или при неровном плотике с глубо-
кими западениями. В таких условиях горизонт основания верх-
-него уступа определяется возможностью самотечного размещения
хвостов в отвалах поймы или же приурочивается к верхним от-
меткам плотика до начала его глубоких западений. Пески, зале-
тающие ниже этого горизонта, отрабатывают отдельным уступом
Рис, 124, Независимое вскрытие двух горизонтов
342
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
с применением вскрытия котлованом. Данный способ вскрытия
позволяет при равномерном распределении металла отработать
верхний горизонт песков с наименьшими затратами. На россы-
пях глубиной более 20—40 м -вскрытие каждого из двух уступов
может быть осуществлено одним и тем же способом.
При наличии торфов независимое вскрытие горизонтов при-
меняют для самых разнообразных условий залегания россыпей,
так как при этом удешевляется отработка торфов верхнего усту-
па, поскольку торфа направляют прямо в отвал, минуя про-
мывку.
Независимое вскрытие позволяет использовать для вскрыши
торфов бульдозеры или другие машины, что в ряде случаев уде-
шевляет вскрышные работы по сравнению с гидравлической
вскрышей. При применении гидравлической вскрыши наряду
с гидравлической добычей независимое вскрытие россыпи поз-
воляет лучше использовать водные ресурсы. Так, например,
вскрышные работы на верхнем уступе выгоднее производить вес-
ной, когда вода имеется в избытке. Необходимо также учитывать,
что при этом для отработки уступа торфов можно использовать
наиболее производительные способы вскрытия, а также облег-
чается отработка мерзлых россыпей с естественной оттайкой.
Область целесообразного применения независимого вскрытия
расширяется по мере увеличения мощности торфов и возможно-
сти использования для большего объема пород наиболее дешевых
и производительных способов вскрытия, а также с увеличением
разницы между себестоимостью гидравлической добычи песков
и вскрышных работ. Особенно выгодно применять данный спо-
соб вскрытия для разработки россыпей с минералами малого
удельного веса, у которых промывка обходится дорого.
Независимое вскрытие получает все большее распростране-
ние, поскольку при нем создаются лучшие условия для раздель-
ной выемки песков, вследствие чего разубоживание снижается
в 2—10 раз. Кроме того, при этом способе сокращаются расходы,
связанные с транспортировкой песков и торфов во время разра-
ботки. По всем этим причинам независимое вскрытие относится
к одним из наиболее прогрессивных.
Независимое вскрытие террасовой россыпи выносной кана-
вой и котлованом изображено на рис. 124. Этот вариант вскрытия
особенно целесообразен для разработки террасовых и увальных
россыпей, залегающих на неровном плотике, сложенном извест-
няками. Верхний уступ отрабатывается при равномерном рас-
пределении металла с опережением в 2—3 года. Наиболее рас-
пространен этот способ на россыпях Среднего Урала.
На рис. 125, а показана схема независимого вскрытия пой-
менной россыпи с использованием для верхнего уступа бортового
вскрытия, а для нижнего — вскрытия котлованом. Этот вариант
применяют на россыпях с небольшой мощностью торфов при
Рис. 125. Разновидности независимого вскрытия в два горизонта
344
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
благоприятных условиях размещения отвалов торфов по бортам
разреза и избытке дешевой напорной воды.
В тех же условиях залегания, но при недостатке напорной
воды, на верхнем уступе применяют бульдозеры или колесные
скреперы и вскрытие его осуществляют сплошными выездами
с укладкой торфов на бортах разреза. Вскрытие нижнего уступа
может быть осуществлено котлованом с подъемом песков водо-
струйным насосом (рис. 125, а) или же канавой и котлованом
с использованием понурно-шлюзовой или других подъемных
установок. Опережение отработки верхнего уступа торфов вы-
держивают в пределах обычных сроков опережения вскрышных
работ.
На рис. 125, б изображено независимое вскрытие широкой
террасовой россыпи. По ширине россыпь отрабатывалась не ме-
нее чем в три самостоятельные полосы (заходки) шириной по
50—80 м. Верхний уступ был представлен торфами, и при при-
менении бульдозеров вскрытие этого уступа осуществлялось
смешанным способом — посредством сплошных выездов для пер-
вой бортовой полосы, а средних полос способом без выработок
с размещением торфов в выработанном пространстве; при ис-
пользовании на верхнем уступе гидравлических вскрышных ра-
бот вскрытие первой бортовой полосы проводится бортовым спо-
собом с размещением отвалов торфов вдоль борта разреза, а
остальных полос — также способом без выработок с укладкой
отвалов в выработанном пространстве. Вскрытие нижнего гори-
зонта песков производится котлованом. Опережение в отработке
верхнего уступа по отношению к добычному при этом способе
вскрытия зависит в основном от длины россыпи и обычно не мо-
жет быть большим. Независимое вскрытие, сочетающее способы
без выработок и с котлованом, обеспечивает высокую производи-
тельность вскрышного оборудования и низкую себестоимость
вскрышных работ при большой их мощности, даже когда для
верхнего уступа невозможно применить вскрытие выносной ка-
навой. При этом себестоимость вскрышных работ на верхнем
уступе значительно ниже себестоимости добычи песков.
Независимое вскрытие отдельных заходок. Этот способ при-
меняют на россыпях, имеющих торфа. Разработка всей россыпи
в этом случае осуществляется в два уступа отдельными заходка-
ми (блоками). В верхний уступ выделяют только торфа и выра-
боток вскрытия не проходят, а торфа смывают мониторами с по-
верхности в выработанное пространство и отвалы укладывают
на площади соседней заходки (рис. 126). К нижнему уступу про-
ходят котлован или канаву и котлован. Пески выдают к промыв-
ной установке водоструйным насосом или другими подъемными
устройствами.
По ширине россыпь подразделяют на две-три полосы (заход-
ки), размеры которых в основном зависят от применяемого на
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
345
добычном уступе подъемного оборудования, предопределяющего
емкость отвала хвостов, и частично от системы разработки.
Обычно ширина заходок составляет 30—60 м, а длина по вос-
станию россыпи 30—120 м. Заходки наименьшей длины приме-
няют при вскрытии пласта песков канавой и котлованом с ис-
пользованием понурно-шлюзовых и других простейших подъ-
емных устройств. При вскрытии нижнего уступа котлованом
с подъемом песков водоструйным насосом или землесосом длину
заходки принимают не менее 60 м.
Рис. 126. Схема разработки при независимом вскрытии отдель-
ных заходок
Верхний уступ торфов отрабатывают с опережением по отно-
шению к нижнему уступу на одну заходку так, чтобы торфа
в отвалы перемещались по кратчайшим расстояниям после того,
как на соседней заходке полностью или частично закончена вы-
емка песков и зачистка плотика. Вследствие этого опережение
отработки верхнего уступа торфов относительно нижнего не пре-
вышает продолжительности выемки и зачистки песков на пло-
щади заходки, т. е. 10—30 дней. Торфа с первой заходки, а также
частично с бортовых заходок размещают в отвалы на бортах
разреза.
Независимое вскрытие отдельными заходками применяют на
россыпи с торфами мощностью до 2—3 ж, при ширине россыпи
более 60—80 м. В таких условиях для верхнего уступа применяют
наиболее производительный способ вскрытия без выработок с
малым расстоянием перемещения торфов в отвалы, при котором
346 ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вскрыша торфов обходится дешево» Таким образом, при незави-
симом вскрытии отдельными заходками за счет отдельной отра-
ботки торфов с малым опережением удается значительно снизить
общие затраты на разработку и сократить расход напорной
воды или электроэнергии. Малое опережение отработки верхнего
уступа осложняет технологию разработки из-за тесной взаимо-
зависимости работ на вскрышном и добычном уступах и необхо-
димости часто перестанавливать подъемное и промывочное обо-
рудование. Поэтому при независимом вскрытии отдельными за-
ходками следует применять легкие шлюзы и подъемное
оборудование, которые не требуют больших затрат на переста-
новку.
Независимое вскрытие трех горизонтов. Этот способ встреча-
ется только при разработке алмазоносных террасовых россыпей.
Россыпь имела глубину 12—18 м, причем 6—10 м составляли
торфа. Вскрыша торфов осуществлялась двумя уступами, каж-
дый из них имел независимые выработки вскрытия. Вскрытие
верхнего уступа мощностью около 2,5 м производилось сплош-
ными выездами, торфа отрабатывались бульдозерами и разме-
щались в отвалы по бортам разреза. Второй уступ торфов мощ-
ностью 5—8 м вскрывали отдельными бортовыми выездами и
отрабатывали лопатным экскаватором с вывозкой торфов са-
мосвалами во внешние отвалы. На третьем добычном уступе
использовали вскрытие котлованом и отрабатывали его гидрав-
лическим способом с подъемом песков землесосом.
Независимое вскрытие в три горизонта применяют при раз-
работке глубоких россыпей или россыпей средней мощности в
случаях, когда торфа резко меняют свои свойства (крепость
и устойчивость), вследствие чего может оказаться выгодным для
отдельных слоев применять различные вскрышные машины.
Комбинированные способы вскрытия применяют на россыпях
при резких изменениях условий залегания пласта — расположе-
ния плотика относительно поймы, уклона плотика, ширины рос-
сыпи, мощности песков и торфов. В таких случаях может ока-
заться целесообразным для разработки отдельных площадей
россыпи применить различные способы вскрытия. Так, на пло-
щадях террасовой россыпи с высоким расположением плотика
может оказаться целесообразным использовать способ вскрытия
канавами, а с понижением отметок плотика перейти на незави-
симое вскрытие двух горизонтов или на вскрытие канавой и
котлованом, а в отдельных случаях — на вскрытие только кот-
лованом. Важно правильно выбрать способ вскрытия для отдель-
ных площадей со своеобразными условиями залегания, поскольку
это обеспечит лучшее использование оборудования при наимень-
ших затратах энергии и средств. Этим можно повысить произво-
дительность разреза и снизить себестоимость добычи.
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
347
3. ВЫРАБОТКИ ВСКРЫТИЯ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
ИХ ПРОВЕДЕНИЯ
Для проведения выработок вскрытия стремятся применять
гидравлическое оборудование, которое будет использовано на
добычных работах. Канавы глубиной до 2 м проходят монито-
ром, располагая его сбоку, примерно в 2 м от бровки канавы.
Породу выгоняют на противоположный борт канавы, выполо-
женный до 20—25° (рис. 127, а). Канавы глубиной до 5—6 м
проходят с помощью монитора, установленного в голове канавы
на поверхности (рис. 127, б). Размытые породы перемещают вниз
по канаве к водоструйному насосу или землесосу. Углы откоса
стенок канавы во время проходки и в течение непродолжитель-
ного времени составляют 50—70°. При продолжительном сроке
службы канавы борта выполаживают до естественного угла от-
коса. Ширина канавы в основании определяется расчетом по
пропускной способности. В глубоких канавах выше уровня по-
тока устраивают площадки шириной 0,5—1 м для размещения
крупных валунов, удаляемых из потока. Более глубокие канавы
проходят в два уступа с расположением монитора на промежу-
точном горизонте (рис. 127, в). Канавы проходят по восстанию.
Расход напорной воды и себестоимость проходки канав зависят
от глубины канавы и способа проходки, обычно они выше очист-
ной выемки в 1,3—3 раза.
Канавы глубиной свыше 9—10 м чаще всего проходят взры-
вом на выброс с последующим размывом напорной струей.
В этом случае по оси канавы проходят шурфы с рассечками,
в которых размещают заряды (рис. 127, г). Расстояние между
шурфами и расположение зарядов определяют расчетом.
Наиболее дешево проходить канавы экскаваторами, а не-
глубокие — бульдозерами.
В скальном плотике канавы проходят буровзрывными рабо-
тами, применяя мелкошпуровое бурение электросверлами, а при
большом объеме буровзрывных работ и крепком плотике исполь-
зуют бурильные молотки и передвижные компрессоры.
Размеры котлованов зависят от типа подъемного оборудова-
ния. Наибольшие размеры имеют котлованы для землесосов, на-
именьшие — для водоструйных насосов. Размеры котлована ус-
танавливают с таким расчетом, чтобы в нем разместилось подъ-
емное оборудование, приямок с грохотом и оставалось достаточно
места для отвала валунов.
На рис. 128 изображен котлован для землесоса 8НЗ, для про-
ходки которого обычно используется гидравлическое оборудова-
ние. В месте расположения котлована вначале проходят шурф
глубиной 3—4 м, сечением 1,2X2,0 м и рядом с ним устанавли-
вают землесос, огражденный забором. С помощью монитора раз-
мывают стенки шурфа, расширяя до необходимых размеров кот-
лован на глубину 3—3,5 м. Землесос перекачивает размытые
Рис. 127. Проходка канав
ОСУШЕНИЕ И ВСКРЫТИЕ РОССЫПИ
349
породы на шлюз, где улавливают металл. В дальнейшем в дне
котлована 'вновь проходят шурф, а землесос спускают в котло-
ван, для чего предварительно в месте спуска выполаживают борт.
Второй уступ котлована размывают с поверхности до пло-
тика, после чего землесос спускают на плотик. В породах, легко
Рис. 128. Проходка котлована
поддающихся размыву, шурф проходят глубиной 2 м, а даль-
нейшую углубку котлована производят посредством опускания
всаса землесоса. При глубине россыпи более 8—9 м перестанав-
ливают землесос 3—4 раза, что увеличивает размеры котлована
.и время, затрачиваемое на перестановку. Такая глубина обычно
является предельной для проходки котлована гидравлическим
способом. Котлованы глубиной более 9—12 м проходят преиму-
щественно взрывом на выброс. Для этого проходят шурф с
350
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
рассечками. Расход ВВ составляет 2,5—4 кг/м3. Взрывом удает-
ся выбросить 60—80% объема пород. Остальные породы размы-
вают струей и откачивают землесосом. Землесос устанавливают
в котловане на площадке промежуточного горизонта. Спуск и
площадку под землесос очищают бульдозером.
Углубка приямка в котловане при крепком плотике произво-
дится с помощью взрывных работ.
Котлованы глубиной до 4 ж проходят также бульдозером, а
большие —и экскаватором с отвалом породы на борт.
Первоначальный котлован или выносную канаву закладыва-
ют на нижней площадке отрабатываемой россыпи, в месте наи-
более низкого залегания плотика. Такое расположение выра-
боток вскрытия предопределяет передвижение очистной выемки
по восстанию россыпи, что облегчает перемещение размытых по-
род самотеком и предотвращает затопление забоя.
Местоположение первоначальных выработок вскрытия долж-
но обеспечивать отработку в первые годы наиболее обогащенных
площадей россыпи, а также меньшие затраты на водоснабжение,
осушение, вскрытие и подготовку. Поэтому большие россыпи под-
разделяют на отдельные площади с достаточно выдержанным
залеганием, которые могут отрабатываться по отдельности в на-
правлении от нижней границы к верхней. Последовательность
отработки этих площадей устанавливают сопоставлением вари-
антов по количеству добываемого металла по отдельным годам
и по общим затратам на первые годы работ. Методика сопостав-
ления такая же, как и при выборе места заложения дражного
котлована, которая изложена в разделе четвертом.
В ряде случаев может оказаться целесообразным вначале от-
работать верхние или средние площади россыпи. Однако неза-
висимо от принятой последовательности отработки отдельных
частей россыпи выработки вскрытия на каждой площади закла-
дывают в нижних частях так, чтобы отработка их производилась
по восстанию.
4. ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ
При выборе способа вскрытия наряду с условиями залегания
россыпи необходимо учитывать места размещения промывной
установки, трудоемкость ее переноса и себестоимость промывки.
Например, при разработке россыпей с минералами малого удель-
ного веса промывка песков обходится дорого, поэтому нужно
стремиться применять независимое вскрытие, при котором легче
всего обеспечить раздельную отработку пласта песков с наимень-
шим разубоживанием, вследствие чего сокращается объем пес-
ков, поступающих на промывку, и значительно уменьшаются
затраты на обогащение и разработку.
Выбор способа вскрытия начинают с рассмотрения возмож-
ности применить наиболее производительный способ вскры-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
55/
тия — канавами. При этом определяют объем и стоимость работ
по проходке выносных канав, а также объем хвостов, которые
можно разместить в низине самотеком. Если все хвосты разме-
щаются в пойме, а объемы работ по проходке выносных канав
невелики, то принимают вскрытие канавами, поскольку при нем
обеспечивается наиболее низкая себестоимость добычи. На рос-
сыпях, имеющих с поверхности торфа и содержащих полезные
ископаемые малого удельного веса, целесообразно применять не-
зависимое вскрытие двух горизонтов. При этом верхний, а так-
же нижний горизонты россыпи стремятся вскрыть выносной ка-
навой.
На россыпях, которые невозможно вскрыть выносной кана-
вой (из-за недостатка места для отвалов в пойме или больших
объемов работ по проходке канав), следует рассмотреть воз-
можность вскрытия канавой и котлованом или же независимого
вскрытия, при котором верхний горизонт был вскрыт канавой,
а нижний — котлованом. В этом случае необходимо обосновать
применение способа вскрыши для верхнего уступа — гидравли-
ческий, бульдозерный и др.
Для месторождений с равномерным распределением металла
во всей толще россыпи, когда независимое вскрытие канавой
верхнего горизонта невозможно или же не создает преимуществ
при очистной выемке нижнего горизонта, применяют вскрытие
котлованом.
На некоторых россыпях можно применить несколько способов
вскрытия, причем ни один из них не имеет явных преимуществ.
В таких случаях следует сопоставить отдельные варианты. При
этом по отдельности учитывают затраты на вскрытие и отвало-
образование, а также размеры вскрытых запасов. В наиболее
сложных случаях при сравнении приходится определять себесто-
имость металла и извлекаемые запасы; методика такого сопо-
ставления изложена во второй части.
Глава IX. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
1. ВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ
Для достижения большей производительности на очистных ра-
ботах необходимо заранее очистить площадь от леса, предохра-
нить поверхность россыпи от глубокого промерзания зимой,
осуществить вскрышные и другие работы.
На гидравлических разрезах вскрышные работы производят
с помощью гидравлического оборудования, бульдозерами, скре-
перами или экскаваторами. Гидравлические вскрышные работы
наиболее желательны, поскольку на добычных и вскрышных ус-
тупах разреза используют однотипное оборудование, что упро-
щает общую организацию. Однако на ряде россыпей не хватает
352
гидравлический способ разработки
воды или гидравлические вскрышные работы обходятся дорого.
В таких условиях вскрышные работы следует производить буль-
дозерно-скреперным или экскаваторным способом.
В данной главе рассматриваются лишь общие положения по
применению отдельных способов вскрышных работ и особенности
технологии этих работ на гидравлических разрезах.
Гидравлические вскрышные работы. Технология гидравличе-
ских вскрышных работ предопределяется способом вскрытия
верхнего уступа торфов, системой вскрышных работ, способом
размыва торфов и намыва отвала. Гидравлические вскрышные
работы наиболее выгодны при дешевой напорной воде, поэтому
их в основном применяют при естественном напоре.
Вскрытие верхнего горизонта россыпи, представленного тор-
фами, производят чаще всего бортовым вскрытием с размеще-
нием торфов в отвалы на бортах разреза и способом без выра-
боток с размещением торфов в выработанном пространстве.
При бортовом вскрытии верхнего горизонта (см. рис. 125, а)
торфа выгоняют на борта в гору, вследствие чего увеличивается
удельный расход воды. Поэтому вскрышные работы при этом
способе обычно производят весной и осенью, во время наиболь-
ших осадков, когда водозаводная канава подводит избыточное
количество воды. Продолжительность вскрышных работ обычно
составляет весной 1—2 месяца, осенью 1—1,5 месяца, а в тече-
ние года 2—3,5 месяца. При таких малых сроках необходимо сво-
евременно провести все подготовительные работы, чтобы с по-
явлением талых вод вскрышные работы начать сразу на значи-
тельном фронте наиболее производительными способами,
используя в наибольшей степени воду весеннего и осеннего поло-
водья. С этой целью следует заранее очистить поверхность от
леса и в широком объеме провести работы по предохранению
поверхности от промерзания, использовать для размыва торфов
мониторы большой производительности с наибольшими насадка-
ми, заранее установив их в нужных местах, а также своевременно
очистить водозаводную канаву от снега. Бортовое вскрытие верх-
него горизонта торфов следует применять при избытке напорной
воды и при благоприятных условиях залегания россыпи, т. е,
при небольшой ширине россыпи, наличии свободного места по
бортам разреза для размещения отвалов и небольшой мощности
торфов.
Вскрытие верхнего горизонта торфов без выработок предо-
пределяет размещение торфов в выработанном пространстве
(см. рис. 126). Торфа в этом случае смывают в низину и удель-
ный расход воды значительно ниже, чем при бортовом способе
вскрытия и вскрытии котлованом. Таким образом, гидравличе-
ские вскрышные работы с использованием вскрытия без выра-
боток позволяют сократить средний удельный расход воды по
всему разрезу, увеличить производительность гидравлического
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
353
разреза при подаче напорной воды с постоянным расходом и
снизить себестоимость добычи металла. Вскрышные работы при
этом способе необходимо производить более равномерно на про-
тяжении всей теплой части года.
Мощность уступа торфов при гидравлических вскрышных ра-
ботах обычно находится в пределах 1—3 м, поэтому размыв тор-
фов производится с поверхности (см. главу X). Талые торфа раз-
мывают на всю мощность уступа, а при мерзлых торфах приме-
няют слоевой размыв по мере оттайки. Небольшая мощность
уступа торфов позволяет широко применять для вскрышных
работ систему с попутным отступающим забоем, что содействует
уменьшению удельного расхода воды. На вскрышных работах
эта система несколько видоизменяется и порядок смыва торфов
принимают следующий: мониторы устанавливают на верхней
границе блока и каждый из них на своей самостоятельной за-
ходке сначала пробивает канаву (рис. 126 и 134), а затем начи-
нает расширять ее по падению. Длину канав, т. е. размер заход-
ки, принимают несколько меньше дальности полета струи. Ос-
тавляя недомыв (рубашку), можно увеличить уклон поверхности
смыва торфов, что позволяет уменьшить удельный расход воды
на размыв торфов. В этом случае породы, оставленные в недо-
мыве. отрабатывают совместно с нижним уступом.
Гидравлические вскрышные работы, сочетающие применение
наиболее производительного вскрытия без выработок с попутной
системой и размывом торфов с оставлением недомыва, позволяют
сократить удельный расход напорной воды в 2—5 раз по сравне-
нию с расходом ее на нижнем уступе, вскрытие которого произ-
водят котлованом с применением водоструйного насоса. Такие
вскрышные работы обеспечивают высокую производительность
труда и низкую себестоимость. По этим причинам гидравлические
вскрышные работы особенно целесообразно применять при раз-
работке долинных, ключевых и террасовых россыпей, на которых
вскрытие горизонта песков производится котлованом.
На угольных разрезах гидравлические вскрышные работы
применяют при мощности наносов 5—30 м. В этих условиях
вскрышные работы производят в два или три уступа с незави-
симым вскрытием каждого горизонта. Гидравлические вскрыш-
ные работы применяют только на верхних уступах, одном, реже
двух, а остальные нижние уступы отрабатывают экскаваторами.
Вскрытие верхнего горизонта, отрабатываемого гидравлическим
способом, в зависимости от условий залегания производят кана-
вой или котлованом с размещением отвалов на поверхности за
бортом разреза. Размыв наносов ведут с оставлением большого
недомыва (1—5 м), создавая крутой уклон поверхности смыва
(0,01—0,04). Вследствие этого значительно сокращается расход
напорной воды на выгонку породы. Вскрышные работы на уголь-
ных разрезах чаще всего ведут встречными забоями, что обус-
23 С. М. Шорохов
354
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ловливается параллельным перемещением добычных экскава-
торных забоев на нижних уступах. Крутой уклон смыва, отсутст-
вие в наносах крупной гальки и валунов, возможность обойтись
без работ по гидравлической зачистке недомыва позволяют ве-
сти гидравлические вскрышные работы на угольных разрезах в
породах II—IV категорий с малым удельным расходом воды,
значительно более, низким, чем при разработке россыпей. Так,
при напоре у насадки 60—150 м удельный расход для пород II—
IV категорий составляет 4—12 т воды на 1 м3 вскрыши, а средний
расход электроэнергии 4—8 кет • ч/м3.
Бульдозерно-скреперная вскрыша. Вскрышные работы на
гидравлических разрезах получают все большее распростране-
ние, причем в наибольшей степени используются бульдозеры.
Торфа часто представлены глинистыми породами и раститель-
ным торфом повышенной влажности, а в этих условиях бульдо-
зеры работают лучше. Важным преимуществом бульдозерной
вскрыши является возможность по мере необходимости исполь-
зовать вскрышные бульдозеры для механизации различных
вспомогательных работ в гидравлическом разрезе. Бульдозер-
ные вскрышные работы на россыпях с гидравлической разра-
боткой применяют при мощности уступа торфов 0,5—6 м и
ширине россыпи до 400 м. Большое влияние на показатели буль-
дозерных вскрышных работ и на условия целесообразного их
применения оказывает способ вскрытия верхнего горизонта и
размещение отвалов торфов. Так, при вскрытии без выработок
и размещении отвалов торфов в выработанном пространстве
(см. рис. 125,6) возможности применения бульдозерной вскрыши
значительно расширяются. Особенно целесообразно применение
бульдозерных вскрышных работ при недостатке напорной воды
для гидравлических работ. Условия применения бульдозеров
и колесных скреперов на вскрышных работах, технология этих
работ, расчет производительности и технико-экономические по-
казатели приводятся в разделе первом.
Экскаваторная вскрыша. При разработке алмазных россы-
пей с торфами мощностью до 8—10 м для вскрышных работ
используют лопатные экскаваторы с емкостью ковша 0,75—
1 м3 и самосвалы. Технология вскрышных работ такая же, как
при экскаваторных транспортных разработках.
При разработке гидравлическим способом фосфоритных
месторождений Флориды, которые по условиям залегания близ-
ки к россыпям, вскрышные работы с отвалом наносов в выра-
ботанное пространство производят крупными драглайнами.
2. ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Поверхность россыпи очищают от леса и кустарника на всей
отрабатываемой площади с запасом за границу россыпи при-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
355
мерно на 5—20 м в зависимости от использования борта раз-
реза для прокладки водопровода, линии электропередачи, уста-
новки шлюзов, подъездных дорог и пр.
В пределах границ разреза необходимо выкорчевать крупные
пни, так как они задерживают обвал верхней части уступа при
его подрезке напорной струей и способствуют образованию на-
висаний. Нависания не позволяют устанавливать мониторы
близко к забою и увеличивают объемы работ по подрезке усту-
па. Кроме того, корневища пней затрудняют выгонку пород из
забоя после обвала, а также осложняют работы по зачистке
плотика. Поэтому при своевременной корчевке пней сокращает-
ся расход напорной воды на обрушение и выгонку пород, умень-
шаются простои оборудования в забое и расход рабочей силы.
Работы по очистке поверхности опережают вскрышные работы
на 3—10 месяцев.
На россыпях, где зимой породы промерзают на глубину свы-
ше 0,5—1 ;и, целесообразно проводить работы по предохранению
их от промерзания. С этой целью заливают поверхность россыпи
или кровли •пласта водой. Затопляемую площадь предвари-
тельно обваловывают бульдозерами, подразделяя ее на отдель-
ные площадки с небольшими колебаниями отметок поверхности.
Заливку производят поздней осенью, чтобы при первых моро-
зах образовалась ледяная корка.
Промерзание пород уменьшают также снегозадержанием.
При этом дороги и тропинки переносят в сторону от предохра-
нительной площади. Наиболее тщательно предохраняют пло-
щади, которые намечено отрабатывать весной и в начале лета.
Россыпи с многолетней мерзлотой обычно разрабатывают
с послойным размывом пород по мере их естественной оттайки.
На россыпях, сложенных из мерзлых глинистых пород повы-
шенной мощности, может оказаться целесообразным примене-
ние водооттайки, которая описана в разделе пятом.
К подготовительным работам относится также устройство
съездов в разрез для подачи бульдозеров, кранов, доставки
смазочных и других материалов. Обычно съезды устраивают
бульдозерами вдоль борта разреза.
Для спуска рабочих в разрез и их выхода из него устраи-
вают лестницы. В пределах разреза на путях основного движе-
ния рабочих через канавы сооружают мостки с поручнями, а
через трубопроводы делают переходы. При этом запрещается
хождение по трубам.
Во время строительства гидравлического разреза обычно за
счет капитальных вложений сооружают линию электропередачи
с трансформаторным киоском, водозаводную канаву и напор-
ный водопровод, подводят электроэнергию к электродвигателям
и оборудуют освещение разреза. Во время эксплуатации шее
работы по удлинению и переносу электролинии и мачт с
23*
356
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
прожекторами, удлинению водозаводной канавы и переносе
напорного ларя и магистрального водопровода, насосной уста-
новки и др. стремятся произвести зимой, чтобы сократить простои
разреза в летнее время и использовать рабочих на зимних ра-
ботах. Эти работы следует производить с опережением, обес-
печивающим бесперебойную работу гидравлического разреза на
протяжении всего лета. Во время эксплуатации все эти работы
финансируют за счет оборотных средств по статье горноподго-
товительных работ.
3. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ НА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
РАЗРЕЗАХ В ЗИМНЕЕ ВРЕМЯ
После остановки гидравлических разработок на зиму вы-
пускают всю воду из трубопроводов, ларей, баков, сплоток и
водозаводной канавы, а также ослабляют в отдельных местах
фланцевые соединения длинных водопроводов и ободья дере-
вянных труб. Земляную канаву чистят и укрепляют.
Зимой ремонтируют сплотки, сооружения водозабора, а так-
же оборудование разреза. Трубы подъемного трубопровода для
равномерного износа поворачивают.
Зимой производят также работы по вскрытию и по подго-
товке на площадях, которые будут отрабатываться летом.
С этой целью углубляют выносные канавы (см. рис. 119); про-
ходят новые котлованы и приямки, предохраняют поверхность
россыпи и добычных уступов от глубокого промерзания; пере-
носят оборудование в разрезе и насосные установки. Для вы-
полнения всех этих работ используют рабочих гидравлического
разреза. Рабочих, не занятых на зимних работах в разрезе,
переводят на подземные работы, на строительство новых гид-
равлических разрезов и в другие цехи прииска.
Все подготовительные работы должны быть закончены за
2—3 недели до начала добычных работ, так как в зависимости
от погоды благоприятное время для них может наступить рань-
ше обычных сроков. Весной необходимо возможно раньше очи-
стить канаву от снега и ила, чтобы скорее подать воду к на-
порному ларю или насосной установке.
Глава X. ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
На золото-платиновых гидравлических разрезах к добычным
работам относят размыв песков, транспортировку их к шлюзу,
промывку и укладку хвостов в отвалы, а также вспомогатель-
ные работы по рыхлению песков, уборке валунов, зачисгке пло-
тика и по перестановке оборудования. На алмазных и других
россыпях со сложными промывными установками и трудоем-
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
357
ким процессом промывки промывку и отвалообразование хво-
стов выделяют в самостоятельный вид работ — так называемую
переработку песков.
Добычные работы на гидравлических разрезах могут быть
осуществлены различным образом. Основными в этом комплек-
се являются работы по размыву песков. Технология гидравли-
ческой добычи песков определяется способом размыва и систе-
мой разработки. Добычные работы различают также и по дру-
гим особенностям — способам зачистки плотика, уборки крепи
и валунов и передвижки оборудования.
1. СПОСОБЫ РАЗМЫВА ПОРОД
Главными отличительными признаками способов размыва яв-
ляются расположение монитора относительно размываемого
уступа и приемы, используемые для отделения пород от целика,
определяющие порядок размыва пород в забое. По этим при-
знакам различают следующие основные способы размыва:
с поверхности, с плотика, с увлажнением, с механическим рых-
лением, с рыхлением взрывными работами, с недомывом, с пе-
ременным напором и комбинированные способы.
Размыв с поверхности. Монитор при этом способе устанав-
ливают на поверхности и размыв пород производят послойно
струей, направленной вниз (рис. 129,а). Породы верхней части
уступа размываются быстро, поскольку насадка расположена
вблизи забоя. Размыв этой части следует вести осторожно, так
как из-за большой плотности струи у насадки во время размыва
галька отскакивает с большой скоростью и может травмировать
рабочего. В нижней части забой расположен на большом рас-
стоянии от насадки и послойный размыв малопроизводителен.
Поэтому с увеличением высоты уступа и крепости пород раз-
мыв затрудняется, особенно осложняется работа по зачистке
плотика. Поэтому при необходимости зачищать плотик размыв
с поверхности применяют на россыпях глубиной не более 2,5—3jh.
На более глубоких россыпях его используют только в тех слу-
чаях, когда другие способы размыва еще менее производитель-
ны, например на очень валунистых месторождениях и при за-
легании валунов у плотика. При этом уступ высотой более
5—7 м подразделяют на два подуступа, причем верхний размы-
вают монитором с поверхности, а для размыва нижнего под-
уступа монитор спускают вниз на промежуточный горизонт. Это
позволяет значительно сократить расход напорной воды для
размыва пород нижнего подуступа. Во время размыва валуни-
стых пород в нижнем забое следует постоянно убирать валуны
корчевателем или канатной лебедкой, а при зачистке плотика
использовать бульдозеры.
358
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При размыве пород поворачивать ствол монитора в горизон-
тальной и вертикальной плоскостях следует плавно. Запреща-
ется подставлять под струю руки, различные предметы или на-
правлять ее на людей, на оборудование, провода электролиний
или кабели, а также работать во -время грозы,
Рис. 129. Размыв с плотика и поверхности
Размыв с плотика — основания уступа. Этот способ размыва
наиболее распространен. Монитор устанавливают на плотике.
Вначале струю направляют к основанию уступа и подрезают
его, образуя вруб, чтобы верхняя часть уступа сама обрушилась
(рис. 129,6). Вруб проходят высотой 0,4—0,5 м и глубиной в
зависимости от устойчивости пород 0,5—1 м. Работы по подрез-
ке трудоемки, удельный расход воды большой, поэтому необ-
ходимо стремиться сокращать их объем. В устойчивых породах
для ускорения обрушения уступа целесообразно кроме его под-
резки проходить вертикальные врубы по краям или углам за-
боя (рис. 129,6). При определенных условиях водоснабжения
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
359
на величину напора у насадки может заметно влиять диаметр
насадки. В этих случаях породы средней и повышенной крепости
стремятся подрезать с меньшим диаметром насадки и с по-
вышенным напором. Обрушенные породы разрыхляются, благо-
даря чему облегчается перемещение их напорной струей — вы-
гонка из забоя — и сокращается удельный расход воды на
выгонку. Общий удельный расход воды на отбойку и выгонку
зависит от крепости пород и от отношения обрушаемых пород
к объему подрезки. Выгонку обрушенных пород стремятся про-
изводить, используя насадки увеличенных диаметров с подачей
возможно большего количества воды.
Увеличение длины забоя (ширины заходки) усложняет под-
резку уступа по его краям и увеличивает расход воды на под-
резку, однако при этом сокращается время на перестановку
монитора. Исходя из этого можно установить наивыгод-
нейшую длину забоя. На наивыгоднейшую длину забоя основ-
ное влияние оказывает напор у насадки, крепость пород, высота
уступа и частота перестановки монитора. Так, с повышением
напора длина забоя может быть принята большей, а с увеличе-
нием крепости пород и высоты уступа она сокращается. Частота
перестановки монитора зависит от длины труб наращиваемого
водопровода и при более коротких трубах можно увеличивать
ширину заходки. До настоящего времени подробных исследо-
ваний по этому вопросу не проводилось и наивыгоднейшую
длину забоя приходится устанавливать путем наблюдений. При
этом руководствуются распространенным мнением, что под-
резку уступа не следует производить на расстояние свыше чет-
верти величины напора у насадки.
Монитор в забое нужно устанавливать на безопасном рас-
стоянии от уступа, чтобы породы при обрушении не нанесли
увечья рабочему. По Правилам безопасности расстояние его
установки не должно быть меньше высоты уступа. Устойчивость
откоса зависит от крепости пород и сцепления отдельных ча-
стиц. Уступы песчаных и легких суглинистых малоустойчивых
пород при подрезке обрушиваются или оползают постепенно.
В устойчивых породах, сложенных из плотных глин, в верхних
частях уступов образуются нависания (козырьки), которые вне-
запно обрушаются и могут завалить рабочих и оборудование.
Поэтому нависания нужно своевременно срезать струей, доби-
ваясь постепенного обрушения пород, особенно если в верхней
части встречаются крупные валуны. По наблюдениям уступы
высотой 20—30 м при обрушении заваливают площадку основа-
ния на расстоянии не более чем на половину высоты уступа.
Для производительной работы и сокращения удельного расхо-
да воды монитор следует устанавливать возможно ближе к
забою. При небольших напорах удельный расход воды особен-
но возрастает, когда расстояния до забоя превышают 12—17 м.
360
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Поэтому на отдельных разрезах при наличии разрешения гор-
ного надзора мониторы с дистанционным управлением устанав-
ливают от оснований уступа на расстоянии, равном 0,7 высоты
его, т. е. коэффициент установки снижается до g = 0,7. До пере-
становки необходимо срезать напорной струей верхнюю часть
уступа и этим предотвратить возможность внезапного обруше-
ния откоса.
Для повышения удельного давления струей на забой при
низких напорах мониторы приходится перестанавливать как
можно чаще. Обычно на разводящих водопроводах применяют
трубы длиной 6 м. Для более частых перестановок изготовляют
вставки труб длиной 2—4 м, что позволяет сократить расстоя-
ние передвижки до 2 м. Мониторы, работающие на высоких на-
порах (120—160 м) и имеющие насадки диаметром свыше
100 мм, переставляют через 8—12 м. Наиболее целесообразно
расстояние перестановки устанавливать на основании наблюде-
ний. Место установки монитора в забое выбирают наиболее,
удобное для проведения обрушения и выгонки песков. Для
более успешной выгонки стремятся располагать его на местах
с наиболее возвышенным плотиком.
Длину забоя (ширину заходки) в зависимости от высоты
уступа, расстояния перестановки и предельной дальности раз-
мывающей струи определяют из треугольника 1—2—3 (см.
рис. 129,6) следующим уравнением:
^ = 2)//2-(Wp + ZT)2. (Ю2)
где L — длина забоя (ширина заходки), м\
lQ = zH—наибольшая допускаемая длина струи при под-
резке уступа (в = 0,25—0,3 — коэффициент исполь-
зования струи при подрезе, Н — напор у насадки);
В — коэффициент установки;
Нр — высота уступа, м;
1Т — длина труб забойного водопровода (расстояние
перестановки), м.
В наиболее распространенных условиях длина забоя состав-
ляет 15—30 м. Подрезка* уступа и выгонка чаще всего произво-
дятся отдельно на каждой половине длины забоя.
При размыве пород с плотика значительно облегчается за-
чистка его струей, вследствие чего сокращается расход воды
на эти трудоемкие работы.
Способ размыва с плотика в основном применяют для раз-
мыва пород I—III категорий при мощности уступа больше 2,5 м,
В породах большей крепости резко увеличивается удельный
расход воды и применение этого способа становится все менее
целесообразным.
Размыв с увлажнением. Монитор устанавливают на плотике.
Вдоль верхней бровки откоса забоя с поверхности забивают
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
361
иглы, по которым подается вода под напором 25—50 м. Иглы
изготовляют из газовых труб с внутренним диаметром 16—
20 мм. Конец иглы заострен путем косого среза трубы; длина
стержня иглы от 2 до 4 м\ стержни соединяются муфтами.
К верхнему концу иглы присоединяют резиновый шланг, другой
конец которого прикреплен к переходнику (соску) разводящего
водопровода (рис. 130, а).
S
Рис. 130. Размыв с увлажнением и рыхлением взрывом
Иглу осаживают в породу при непрерывной подаче напорной
воды. Во избежание засорения наконечника иглу через каждый
метр осадки несколько приподнимают над забоем, после чего
вновь приступают к осадке. Обычно иглы устанавливают в
один ряд, располагая их в зависимости от высоты уступа и
водопроницаемости пород на расстоянии от. верхней кромки на
0,4—0,6, а в ряду с промежутком 0,6—0,9 высоты уступа. Глу-
бина забивки игл составляет 0,8—0,9 высоты уступа. Размеще-
ние игл уточняют для каждой россыпи на основании наблю-
дений.
По иглам нагнетают воду, породы увлажняются, силы сцеп-
ления частиц уменьшаются и уступ оползает. Продолжитель-
ность подачи напорной воды до обрушения уступа зависит от
зернового состава и водопроницаемости пород. Так, супесчаные
362
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
и суглинистые породы оползают через 0,5—1,5 суток. При этом
удельный расход напорной воды составляет 0,2—0,5 т/м3 обру-
шенных пород. Не всегда удается убрать иглы до оползня, и
обычно они освобождаются после размыва обрушенных пород.
В супесчаных и суглинистых породах оползание уступа проис-
ходит достаточно быстро. В речниках же и в плотных глинах
вызвать оползень не удается и применять этот способ размыва
нецелесообразно.
К размыву пород приступают после оползня, когда породы
разрыхлились. Для производительной работы разреза при раз-
мыве пород с увлажнением необходимо на один рабочий забой
иметь один-два запасных забоя. В одном из забоев производит-
ся увлажнение, в другом — переноска разводящего водопрово-
да и подготовка к установке новых игл.
В случаях, когда после увлажнения пород возникает опол-
зень уступа, расход воды на размыв сокращается. Это проис-
ходит за счет резкого уменьшения расхода воды на подрезку
забоя, т. е. на отбойку, и вода затрачивается, по существу,
только на выгонку пород.
Размыв пород с предварительным увлажнением применяют
на россыпях глубиной свыше 3—4 м. При низких напорах этот
способ позволяет производительно размывать породы в уступах
большой высоты, когда особенно важно устанавливать водомет
возможно ближе к забою. Данный способ размыва применяют
в суглинистых и супесчаных породах II и IV категорий, с высо-
ким коэффициентом фильтрации, при увлажнении которых
уменьшается угол естественного откоса. Размыв с увлажнением
применяют на россыпях Южного Урала.
Размыв с механическим рыхлением. Породы отделяют от
целика бульдозером или экскаватором. Монитором осуществ-
ляют только выгонку породы, вследствие чего расход напорной
воды сокращается.
Для рыхления используют бульдозеры типа Д-271, которые
подгребают пески вниз под уклон (рис. 131, а). Величина укло-
на составляет 0,15—0,20, расстояние перемещения песков 20—
50 м. В этих условиях производительность бульдозера дости-
гает 350—600 м3 в смену, а себестоимость рыхления обходится
3—7 коп. за 1 м3.
При этом способе монитор можно устанавливать близко
к размываемым породам, вследствие чего производительность
его увеличивается. По «наблюдениям удельный расход воды при
бульдозерном рыхлении суглинков II категории снижается на
25%, а глин IV категории с 15 до 3 т/м3 (при напоре 75 м) при
уменьшении общей себестоимости с 30 до 17 коп. на 1 м3.
Для бесперебойной работы разреза при этом способе раз-
мыва необходимо иметь запасные забои, чтобы в одних произ-
водить размыв, а в других рыхление, подгребку (окучивание)
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
363
песков. Размыв с механическим рыхлением бульдозерами целе-
сообразно применять для пород выше III категории при мощ-
ности россыпи 3—10 м.
На угольных разрезах при высоте уступов 7—15 м механи-
ческое рыхление на вскрышных работах производят одноков-
шовыми экскаваторами с ковшами емкостью 2—4 л*3. При
Рис. 131. Размыв с механическим рыхлением
применении драглайна его устанавливают на кровле уступа и по-
роды размещают в отвал на кровле или у его подошвы (рис. 131, б).
Мониторы, установленные у основания отвала, размывают и
перемещают породы к землесосу. Обычно один экскаватор
обслуживает один или два землесоса ЗГМ-2. Для механическо-
го рыхления можно использовать небольшие роторные экска-
ваторы.
При размыве пород повышенной крепости с предваритель-
ным механическим рыхлением сокращается удельный расход
воды, электроэнергии и увеличивается производительность обо-
рудования (по породам), а также снижается себестоимость до-
бычи. С увеличением крепости пород и с повышением стоимости
364
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
электроэнергии целесообразность применения этого способа
размыва возрастает. Так, для пород IV—VI категорий удель-
ный расход электроэнергии на 1 м3 пород удается сократить на
2—10 квт-ч, а напорной воды в 1,5—2,5 раза; производитель-
ность мониторов и землесосов по породам при этом возрастает
в соответствующее число раз. При очень низкой стоимости
электроэнергии использование размыва с механическим рыхле-
нием даже для пород повышенной крепости может оказаться
невыгодным.
Размыв с рыхлением взрывными работами. Размыв пород IV
и более высоких категорий при мощности россыпи выше 5—7 м
производят также с предварительным рыхлением 'взрывными
работами. Для размещения заряда проходят дудки или сква-
жины. Дудки диаметром 0,8 м обычно не крепят и проходят с
поверхности до плотика. Для размещения заряда от дудки про-
водят рассечки длиной 1—3 м (см. рис. 130,6). Дудки распола-
гают в один ряд на расстоянии от бровки откоса, равном 0,6—
0,8 высоты уступа. Расстояние между дудками в ряду прини-
мают 0,8—1,5 высоты уступа. В зависимости от крепости пород
расход аммонита составляет 0,1—0,3 кг на 1 м3 взорванной
породы. Наивыгоднейшее расположение дудок и величина за-
ряда должны проверяться на основании пробных взрывов. При
отсутствии валунов и гальки дудки можно проходить буровым
станком КШК-2. Дудки целесообразно применять при высоте
забоя более 8 м.
Для бурения скважин на каменистых россыпях наиболее
приспособлены станки БСА-3 Магаданского завода, которые
могут бурить скважины глубиной до 5 м. Однако на гидравли-
ческих разрезах взрывные работы с бурением скважин не по-
лучили распространения.
На угольных разрезах для рыхления вязкой глины у осно-
вания уступа размывали напорной струей горизонтальные
скважины глубиной 2—3 м. В каждую скважину, закладывали
15—20 кг аммонита, и при одновременном взрыве трех сква-
жин обрушивали забой высотой 10 м и глубиной 5 м на протя-
жении 20 м.
Размыв с рыхлением пород взрывами на россыпях имеет
небольшое распространение. Применение его позволяет снизить
удельный расход напорной воды на подрезку пород уступа.
Размыв с недомывом. Мониторы устанавливаются на пло-
тике, и пески размывают с подрезкой уступа по основанию с по-
следующим обрушением. Уступ подрезают вначале, когда при-
ступают к отработке заходки (блока) по плотику, а затем по
мере продвижения забоя и удаления его от приямка землесоса
горизонт подрезки по отношению к плотику повышают так,
чтобы достигнуть необходимого уклона поверхности смыва пес-
ков (рис. 132,а). Уклоны поверхности смыва всегда больше
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
365
уклона плотика, вследствие чего облегчается выгонка пород из
забоя и сокращается удельный расход воды на выгонку основ-
ной массы пород. При таком способе размыва на плотике остав-
ляют пески 1—2—3 (рис. 132, а) в виде недомыва. Для умень-
шения потерь полезного ископаемого после отработки каждой
заходки недомыв необходимо зачищать. Объем недомыва при
Рис. 132. Размыв с недомывом и переменным напором
определенном уклоне плотика зависит от величины уклона по-
верхности смыва и от длины заходки, т. е. от расстояния 1—3.
Объем недомыва можно сократить уменьшением длины заход-
ки, однако это приводит к частым перестановкам насосного
оборудования. Поэтому расстояние выгонки и длину заходки
необходимо выбирать, учитывая объем недомыва, стоимость
его зачистки, а также стоимости перестановки землесоса и свя-
занных с этим простоев. Обычно стремятся к тому, чтобы рас-
стояние выгонки песков не превышало 50—80 м, а мощность
недомыва 1 м. Частоту перестановки землесосов сокращают
путем использования удлиненного всаса, который иногда дово-
дят до 70 м, наращивая его через каждые 15—30 ж
366
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Во время зачистки недомыва подрабатывают плотик, причем
эти работы производят при малых уклонах плотика. Недомыв
зачищают с помощью монитора, установленного на возвышен-
ной части, размывая и выгоняя породу к приямку землесоса или
канаве. Зачистка недомыва трудоемка, и удельный расход на-
порной воды на зачистку очень большой. В тех случаях, когда
вода дорогая, на зачистке целесообразно использовать бульдо-
зер и этим уменьшить удельный расход воды. Бульдозер под-
гребает к землесосу большую часть песков недомыва, а напор-
ной струей их смывают в приямок и производят окончательную
зачистку плотика. При большой мощности недомыва его часто
отрабатывают экскаваторами.
Размыв песков с недомывом наиболее широко используют
при системах со встречным забоем; при веерной и боковой си-
стемах разработки его применяют при малом уклоне плотика,,
а также если уклон имеет обратное падение. Недомыв приме-
няют также при разработке россыпей с ребристым или неровным
плотиком с большими западениями. В этих условиях стремятся
оставлять недомыв наименьшей высоты, при которой получает-
ся ровная поверхность смыва без скалистых выступов плотика.
Этим уменьшают потери металла, поскольку при отработке ос-
новной части пород уступа размытые пески перемещаются по
ровной поверхности и металл не застревает в трещинах пло-
тика.
Размыв с переменным напором. Иногда породы размывают
переменным напором. В этом случае монитор располагают у
основания уступа и подрезку производят струей с повышенным
напором, а выгонку пород с пониженным напором. Для созда-
ния повышенного напора к магистрали водопровода последова-
тельно подключают дополнительный центробежный насос.
Одна из возможных схем подключения дополнительного насоса
показана на рис. 132,6. Такая схема позволяет повысить напор
во время подрезки на 4—6 атм. Подрезку с повышенным напо-
ром целесообразно производить в породах выше III категории на
высоких уступах, когда по условиям безопасности не представ-
ляется возможным устанавливать монитор близка к основанию
уступа. Повышенный напор целесообразно использовать также
для зачистки недостаточно разрушенного плотика.
Комбинированные способы размыва. При разработке неко-
торых россыпей может оказаться целесообразным применение
комбинированных способов размыва, которые, несмотря на не-
которое усложнение технологии работ, позволяют повысить
производительность оборудования и снизить расход воды.
Обычно комбинированные способы встречаются в следующих
сочетаниях: размыв верхнего подуступа с основания промежу-
точного горизонта, а нижнего подуступа с механическим рых-
лением (рис. 132,в); размыв с рыхлением и недомывом; раз-
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
367
мыв с увлажнением и недомьивом; размыв с поверхности и рых-
лением. Применять комбинированные способы целесообразно
тогда, когда условия разработки на отдельных площадях часто
изменяются.
2. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Порядок перемещения нарезного и очистного забоев зависит
от расположения как очистного забоя, так и места, к которому
доставляются размытые пески. Главным отличительным при-
знаком гидравлических систем разработок является порядок
перемещения очистных выработок (забоев), который влияет на
использование ударной силы размывающей струи для перемеще-
ния песков от забоя к основным транспортирующим устройствам.
По этому признаку различают системы с попутным, встречным
и смешанным — комбинированным забоем. Подчиненным отли-
чительным признаком системы является направление перемеще-
ния забоя относительно восстания долины — продольное и по-
перечное или относительно главного подъемного устройства —
веерное и полувеерное.
По этим признакам различают следующие системы гидрав-
лических разработок:
1) с попутным забоем: а) попутно-продольная; б) попутно-
поперечная; в) попутная с отступающим забоем;
2) со встречным забоем;
3) с боковым забоем: а) боковая продольная; б) боковая
поперечная;
4) веерная: а) полным веером; б) полувеером;
5) комбинированные.
Порядок перемещения очистного забоя оказывает большое
влияние на удельный расход воды, затрачиваемой на размыв
песков; кроме того, он влияет на простои, связанные с переста-
новкой гидравлического оборудования и разводящих водопро-
водов, а также на полноту отработки определенной площади
россыпи. Таким образом, система разработки оказывает влия-
ние на производительность оборудования, величину потерь пес-
ков, оставляемых в обособленных целиках и на плотике, а так-
же на объем вспомогательных работ.
Системы с попутным и встречным забоем
Системы с попутным забоем. После проходки котлована или
выносной канавы, установки транспортного оборудования и
шлюза и проведения подготовительных работ приступают к про-
ходке нарезной канавы от котлована в сторону подъема плоти-
ка (рис. 133). Канаву проводят по восстанию долины или поперек
ее. Для этого на поверхности в направлении оси канавы прокла-
дывают водопровод и проходку канавы осуществляют монитором
368
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
с поверхности отступающим забоем. Длина нарезной канавы, а
следовательно, и заходки составляет в зависимости от условий
перемещения размытых песков по канаве и объема хвостов, ко-
торый может быть размещен в отвалы, 30—140 м. Так, на мало-
каменистых россыпях с уклоном плотика свыше 0,025 и при
отсутствии затруднений в размещении хвостов в отвал стремят-
ся проходить канавы возможно большей длины. При меньших
уклонах плотика приходится увеличивать уклон канавы, углубляя
ее в плотик. В слабо разрушенном плотике, плохо поддающемся
размыву водной струей, углубка канавы усложняется. Умень-
шить трудоемкие работы по подработке плотика можно путем
сокращения длины нарезной канавы. Поэтому при малых укло-
нах плотика, а также на валунистых россыпях длина канав не
превышает 70 м. Ширина канавы в основании в зависимости от
мощности россыпи составляет от 3 до 15 м. После проведения
канавы на заданную длину расширяют ее в'верхней части в обе
стороны на расстояние 20—60 м, но не далее границы россыпи.
В двух образовавшихся очистных забоях устанавливают на пло-
тике от одного до трех мониторов. Сплошной размыв песков
в очистных забоях производят в сторону падения плотика, т. е.
в обратном направлении проходки нарезной канавы. Для облег-
чения выгонки песков очистной забой располагают под углом
120—140° к оси канавы, что создает плавный переход потока йз
забоя в канаву. Такое косое расположение особенно важно для
забоев, размещенных ниже канавы в направлении падения пло-
тика (нижние забои). Их делают короче забоев, направленных
в сторону подъема плотика (верхние забои).
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
369
При таком порядке ведения очистных работ направление по-
лета струи совпадает с направлением перемещения потока к ка-
наве и приямку. Выгонка песков в этом случае происходит под
воздействием как потока воды, так и удара размывающей струи,
вследствие чего выгонка облегчается и происходит быстрее. По-
этому при системе с попутным забоем значительно сокращается
расход напорной воды на выгонку песков.
При системе с попутным забоем облегчается зачистка пло-
тика, поскольку она производится напорной струей одновременно
с выгонкой песков. Кроме того, упрощается перестановка мони-
торов и разводящих водопроводов, которые при этой системе рас-
полагаются на более осушенных площадях, а также несколько
сокращаются работы по уборке камней.
Удельный расход воды на выгонку при системе с попутным
забоем изменяется в зависимости от уклона плотика и от круп-
ности и относительного количества гальки, перемещаемой по ка-
наве. Так, при размыве песчаных пород I—II категории без галь-
ки, при уклонах поверхности смыва свыше 0,02—0,03 удельный
расход воды на выгонку составляет 0—1,5 t/jw3. При уклоне ме-
нее 0,02 и размыве песков, содержащих гальку и валуны, с одно-
временной зачисткой плотика расход воды на выгонку для пород
II—IV категорий изменяется от 3 до 15 т/л3. Однако при этой
системе по мере увеличения глубины канавы возрастает трудо-
емкость нарезных работ, поэтому ее можно применять лишь
в тех случаях, когда сокращение расхода напорной воды при
очистной выемке будет превышать увеличенный расход напорной
воды на проходку нарезной канавы.
Система с попутным забоем является одной из наиболее про-
изводительных. Ее целесообразно применять при мощности на-
носных отложений от 2 до 8 л и при ширине россыпи более 40 л.
На узких долинных и ключевых россыпях нарезную к'анаву
проходят по восстанию по наиболее низким отметкам плотика.
При широких россыпях систему с попутным забоем можно при-
менять в двух разновидностях: с расположением нарезной ка-
навы по восстанию или по простиранию россыпи. Предпочтение
отдается той разновидности, которая обеспечивает наибольший
уклон канавы и наименьший объем нарезных работ.
При разработке террасовых россыпей нарезную канаву обыч-
но проходят поперек россыпи. Когда россыпи залегают у самого
обрыва увала, выносные канавы получаются короткими. В таких
условиях каждая нарезная канава переходит в выносную, по ко-
торой хвосты отводятся в долину. Длинные выносные канавы
обычно обслуживают несколько нарезных канав.
На россыпях глубиной до 2—2,5 л распространена попутная
система разработки с отступающим забоем (рис. 134). При этой
системе применяют только размыв с поверхности, а нарезные
канавы проходят небольшой длины лишь на расстояние произ-
24 С. М. Шорохов
370
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
по канаве к промывной
Рис. 134. Система разработки с попут-
но-отступающим забоем
водительного размыва струи, т. е. при небольших напорах длиной
д0 ю—15 м. Каждым установленным на поверхности монитором
проходят отдельную канаву. После проходки канавы напорную
струю переключают на сплошной размыв песков заходок 1—4
путем расширения канавы к низу. Размытые пески направляют
е — шлюзу, оборудованному
крыльями из разборных щи-
тов. Крылья шлюза (твори-
ло) перестанавливают через
каждые 10—35 м. При ма-
лом уклоне плотика приме-
няют шлюз с понуром, а при
крутом — обычный шлюз,
располагаемый непосредст-
венно на плотике.
При системе с попутно
отступающим забоем на ка-
ждый рабочий необходим
запасный забой, в котором
заблаговременно переносят
шлюз с творилом, а также
водопровод с мониторами.
Порядок перестановки обо-
рудования указан на
рис. 134.
Система со встречным за-
боем. При этой системе мо-
ниторами, установленными
на поверхности у котлована,
расширяют выработку в сто-
роны, к границам россыпи
для образования разреза (рис. 135). Затем это оборудование и
разводящий водопровод переносят на плотик в разрез и присту-
пают к очистной выемке—сплошному размыву песков по борту
разреза, в направлении подъема плотика. При таком порядке
перемещения очистного забоя направление полета напорной
струи противоположно направлению потока размытых песков
от забоя к приямку. Поэтому ударная сила струи не содействует
перемещению песков от забоя, к приямку и доставка песков от
забоя происходит под воздействием водного потока. По этим
причинам даже при средних уклонах плотика наиболее крупные
частицы пород сразу оседают и для их перемещения приходится
периодически приостанавливать работы по отбойке песков и пе-
реключать монитор на выгонку обрушенных песков к приямку.
Чтобы обеспечить перемещение песков от забоя, используют
переносные щиты, почвенные канавы или переносные лотки, ко-
торые подводят как можно ближе к забою и этим предотвра-
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
371
шают расплывание потока, доставляющего пески от забоя к при-
ямку. Кроме того, стремятся выдержать такой порядок переме-
щения забоя, при котором выгонка размытых песков произво-
дится в направлении наибольших уклонов плотика.
При системах со встречным забоем удельный расход воды на
выгонку увеличивается, поскольку монитор значительную часть
сменного времени работает только на выгонке песков. Степень
увеличения удельного расхода воды колеблется в широких пре-
делах в зависимости от зернового состава и уклона плотика или
Рис. 135. Система разработки со встречным забоем
поверхности смыва. Так, при размыве песчаных пород I—II кате-
горий без гальки и при уклонах плотика свыше 0,02—0,03 расход
воды на выгонку составляет 0,5—3,0 т/уИ3, а при уклонах свыше
0,04—0,05 еще меньше. Однако с увеличением размера зерен
пород даже с появлением некрупной гальки и при уклоне плотика
менее 0,02 удельный расход воды на выгонку начинает резко
возрастать. Например, для пород II—IV категорий при уклоне
плотика менее 0,02 и необходимости зачищать его удельные
расходы воды на выгонку для систем с встречным забоем со-
ставляют 5—28 т/м3.
В системах с встречным забоем не нужно проходить нарез-,
ные выработки, поэтому технология разработки упрощается и
ускоряется развитие очистной добычи. Это особенно ценно при
разработке россыпей шириной до 30—60 ж, а также глубоких
россыпей мощностью более 20—30 м.
Система с встречным забоем обеспечивает невысокую про-
изводительность гидравлического оборудования. Ее следует
24*
372
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
применять только в особых, указанных выше случаях. Наиболь-
шее распространение она получила на вскрышных работах уголь-
ных разрезов, где создаются крутые уклоны поверхности смыва, а
наносы представлены мелкозернистыми породами.
Смешанные системы разработки
Система с боковым забоем. При этой системе размыв пород
осуществляется как попутным, так и встречным забоем, для
чего отрабатываемый борт разреза делится на два (рис. 136),
Рис. 136. Система разработки с боковым забоем
а при большой ширине россыпи и на четыре забоя. Размыв пород
начинают с проведения на возвышенной части плотика в направ-
лении его подъема опережающей заходки 1—2 длиной 6—20 м
до линии 3—4. При размыве с плотика для безопасной работы
ширина заходки не должна быть менее двойной мощности усту-
па. Опережающую заходку отрабатывают встречным забоем и
стремятся пройти наименьшей ширины. При недостаточном укло-
не плотика для облегчения выгонки песков из опережающей за-
ходки в плотике проходят канаву. Породы в средней части за-
ходки— забой 7—2—4 размывают водометом из точек 5 и 6 по-
путным забоем. Средняя часть заходки 2—4—8—7 содержит
основной объем пород всей заходки, и использование для этой
части наиболее производительного размыва значительно сокра-
щает удельный расход воды и повышает производительность обо-
рудования по пескам. После отработки средней части заходки
до линии 7—8 монитор 5 устанавливают около точки 6, а шестой
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
373
переходит вновь на размыв забоя 3—4. Для направления потока
размытых песков вдоль забоя устанавливают крылья из дере-
вянных переносных щитков.
По удельному расходу воды система с боковым забоем зани-
мает по сравнению с двумя предыдущими промежуточное поло-
жение. Так, при разработке россыпей II—IV категорий расход
Рис. 137. Веерная система разработки
напорной воды на выгонку составляет 4—20 т/м3. При этой си-
стеме отсутствуют нарезные работы, ускоряется развитие очист-
ной добычи, несколько сокращаются работы по перестановке мо-
ниторов и прокладке разводящих водопроводов, а также упро-
щается зачистка плотика.
Систему с боковым забоем применяют на россыпях шириной
более 40 м и глубиной более 4—5 м.
На широких россыпях опережающая заходка, а также очист-
ной забой могут перемещаться по восстанию или по простира-
нию. Поэтому необходимо различать продольные и поперечные
системы разработки с боковым забоем. При выборе разновид-
ности этой системы необходимо стремиться, чтобы основной по-
ток размытых песков перемещался в направлении наибольших
уклонов.
Система с веерным забоем. После проходки котлована и уста-
новки землесоса и шлюза проходят нарезную канаву в направ-
лении подъема плотика (рис. 137), обычно по простиранию рос-
сыпи. Канаву проходят монитором с поверхности такой ширины,
374
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
чтобы в дальнейшем можно было установить на плотике обору-
дование. При глубине россыпи менее 3 м канаву часто проходят
бульдозером. В зависимости от размеров россыпи и уклона пло-
тика длина канавы составляет 30—80 м. При уклоне свыше 0,02
длину канавы целесообразно брать наибольшей. Длина канавы
определяет радиус веера и общую длину очистных забоев. После
проходки канавы на ее дне устанавливают от одного до трех
мониторов (обычно два) и переходят на очистной размыв. Бли-
жайший к землесосу монитор устанавливают таким образом,
чтобы струя его перелетала за решетку землесоса на 5—8 м и
могла очищать ее от растительных остатков и валунов. Второй
монитор устанавливают в конце канавы возможно ближе к на-
ружному борту разреза так, чтобы его струя перелетала за
первый монитор на 10—15 м.
Для направления потока на плотике устанавливают деревян-
ные щиты высотой 0,6 м, которые укрепляют стальными штырями
толщиной 16 мм.
Длина забоя (фронта размыва) второго монитора примерно
в 2 раза меньше, чем первого. Кроме того, первый монитор зна-
чительное время занят выгонкой песков к землесосу и мало ра-
ботает на обрушении пород. Поэтому забой у борта разреза пе-
ремещается быстро. Второй монитор передвигают вперед через
6—8 м (рис 137), а первый один раз на две-три передвижки
второго. При таком порядке размыва забой перемещается по
вееру, центром которого является приямок землесоса. Угол по-
ворота забоя составляет 60—360°.
Для обрушения пород обычно подрезают уступ по плотику
по всей длине забоя каждого монитора. Наряду с этим приме-
няют размыв от вертикального вруба (рис. 137). Наиболее тру-
доемок размыв угловой части забоя у внешнего борта разреза.
Для облегчения этих работ и уменьшения расхода напорной
воды целесообразно при уклонах плотика ниже 0,02 проходить
бульдозером по внешнему борту разреза опережающую наклон-
ную заходку (рис. 137). Мониторы и щиты перестанавливают
после зачистки плотика струей.
Выгонка песков с площади, расположенной в сторону паде-
ния долины, осложняется. Поэтому размыв этой части произво-
дится с задиркой напорной струей плотика у приямка на глу-
бину до 0,6 м или с оставлением у нижнего конца забоя недо-
мыва для того, чтобы поверхность смыва основной части песков
имела уклон в сторону землесоса не менее 0,01. Недомыв зачи-
щают струей или частично бульдозером. Для уменьшения объема
задирки плотика стремятся уменьшать длину забоя в сторону
падения плотика и увеличивать его в сторону подъема.
При веерной системе разработки расход воды невелик, по-
скольку большая часть породы размывается попутным забоем.
Кроме того, во время отработки всей заходки расстояние пере-
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
375
мещения песков и расстояние между первым монитором и при-
ямком не увеличивается, что также содействует сокращению
расхода воды на выгонку песков. Удельный расход воды на вы-
гонку песков II—IV категорий составляет 4—15 т/м3.
На Миасских гидравлических разрезах при уклонах плотика
0,001—0,046 и напоре у насадки 30—32 м общий удельный рас-
ход воды на размыв пород III категории составляет 6—14 т/м3.
Общий удельный расход воды при веерной системе для указан-
ных условий можно определить уравнением [33]
а = Ъ — Bf, (ЮЗ)
где а — удельный расход воды на размыв 1 м3 пород, т;
б, I — коэффициенты удельного расхода, зависящие от длины
забоя;
i — уклон плотика.
Коэффициенты удельного расхода воды при веерной
системе разработки
Длина забоя, м 6 £
40 ..................... 3,45 54,4
50...................... 11,6 145
60 ..................... 14,5 225
Объем пород, отрабатываемых с одной установки землесоса,
при веерной системе значительно больше, чем при других систе-
мах. Землесос перестанавливают реже, и простои разреза со-
кращаются.
Для повышения использования рабочего времени необходимо
увеличивать длину забоя, однако, как следует из уравнения
(103), это связано с увеличением удельного расхода воды. Такое
противоречие определяет существование наивыгоднейшей длины
забоя, которая как по удельному расходу воды, так и по исполь-
зованию рабочего времени обеспечивает наибольшую произво-
дительность разреза. Наибольшая производительность гидрав-
лического разреза с одной землесосной установкой 8НЗ на рос-
сыпях с уклоном плотика в 0,001 достигнута [43] при длине
забоя 45 м, а при уклонах 0,03 составляет 60 м. Поэтому длину
забоя не следует принимать меньше 45 м, а с увеличением укло-
на плотика целесообразно ее увеличивать.
Веерную систему с углом поворота 360° применяют для раз-
работки долинных россыпей с малым продольным уклоном —
обычно менее 0,001 и когда возможна задирка плотика напорной
струей. Глубина разрабатываемых россыпей колеблется от 3
до 15 м.
На россыпях с более крутым продольным уклоном целесооб-
разнее применять так называемую полувеерную систему разра-
боток с углом поворота забоя 60—180° (рис. 138). В этом случае
уменьшаются работы по задирке плотика и отпадает необходи-
376
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
мость оставлять недомыв. Кроме того, делается возможной отра-
ботка более узких россыпей с неправильными очертаниями. При
этой системе оборудование иногда устанавливают в двух смеж-
ных забоях и размыв ведут в двух веерных забоях с противопо-
ложных направлений. Одновременная работа во встречных за-
боях допускается в случаях, когда расстояние ме.жду ними боль-
ше высоты уступа. На рис. 138 показана полувеерная система
Рис. 138. Полувеерная система разработки
с использованием в гидравлическом разрезе двух землесосных
установок. Длина забоя при этом изменялась от 30 до 80 м,
причем стремились по возможности более точно следовать за
границей промышленной россыпи с таким расчетом, чтобы со-
кратить потери в целиках. Во избежание затопления разреза
водой оставлены только пограничные целики.
Полувеерная система разработки распространена больше,
чем веерная. Ее применяют на долинных и террасовых россыпях
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
377
со средними и крутыми уклонами плотика при мощности нанос-
ных отложений 3—15 ж.
Комбинированные системы разработки. Условия залегания
россыпей часто изменяются как по восстанию, так и по прости-
ранию. Большое влияние на область целесообразного примене-
ния системы оказывает изменение глубины россыпи, а также
направления и величины уклонов плотика. Поэтому на гидравли-
ческих разработках распространены комбинированные системы
Рис. 139. Комбинированная система разработки
На рис. 139 изображена схема разработки комбинированной
системой ключевой россыпи. Россыпь имеет в поперечном сече-
нии переменную глубину от 1,5 до 4,5 л, причем продольная ось
низших отметок плотика расположена у правого борта россыпи,
где глубина ее наименьшая; продольный уклон плотика состав-
ляет 0,025—0,04. В этих условиях левая часть россыпи отрабаты-
вается боковой системой; монитор устанавливают на плотике
в месте наивысшего его подъема у левого борта, где глубина
россыпи достигает 4,5 ж, и в этом месте проходят опережающую
заходку. Правую часть россыпи на одну треть ее ширины отра-
батывают монитором, установленным на поверхности, попутной
системой с отступающим забоем, поскольку <в этой части глу-
бина россыпи небольшая. Кроме того, монитор служит подава-
телем понурно-шлюзоеой установки, расположенной на пло-
тике.
378
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКА
3. ВЫБОР СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ
Система разработки должна при наименьших объемах работ
по проходке нарезных канав обеспечивать: наименьшие удель-
ные расходы воды на размыв; наименьшие объемы работ по
уборке камней и по зачистке плотика, а также по перестановке
всего оборудования разреза; наименьшие потери песков и по-
лезного ископаемого. Производительность оборудования разре-
за по размываемым пескам при выбранной системе разработки
и способе размыва должна быть наивысшей, а себестоимость
очистной добычи песков наименьшей.
Выбор системы разработки начинают с рассмотрения воз-
можности использовать наиболее производительные системы с
попутным забоем. Если условия залегания благоприятствуют
применению этой системы, то прорабатывают несколько вари-
антов с различным расположением и направлением нарезных
канав. После этого их сопоставляют между собой как по ожи-
даемому удельному расходу воды и величине уклонов смыва
песков, так и по объему нарезных и вспомогательных работ.
Если применение систем с попутным забоем затруднено, то пе-
реходят к рассмотрению веерных и систем с боковым забоем.
При этом сопоставляют несколько различных схем отработки,
с различным радиусом веера и полувеера, с различным направ-
лением перемещения опережающей заходки и длиной забоев.
Систему с встречным забоем из сопоставления обычно ис-
ключают, поскольку на россыпях ее применяют только тогда,
когда другие системы неприемлемы или же когда использование
их связано со значительными осложнениями.
На россыпях с невыдержанными залеганиями плотика на
основании обычйых разведочных данных можно получить пред-
ставление лишь об общих направлениях уклона. Действитель-
ные же уклоны в пределах заходки могут изменяться в значи-
тельных пределах. В таких условиях во время разработки необ-
ходимо видоизменять систему, чтобы использовать наибольшие
уклоны плотика, направляя по нему основной поток размытых
песков.
Для перехода от одной системы разработки к другой необхо-
димо переставить оборудование в разрезе, а в отдельных случаях
предварительно провести нарезные работы. Однако простои,
вызванные этими изменениями, обычно невелики, поэтому при
изменении условий залегания, которые благоприятствуют при-
менению определенной системы разработки, необходимо рас-
смотреть целесообразность перехода на другую систему. Если
условия залегания не позволяют достаточно ясно выявить наи-
более выгодную систему путем сравнительной оценки вариантов,
то необходимо провести опытные работы.
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
379
4. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Для того чтобы повысить производительность гидравличе-
ского оборудования и уменьшить потери песков при очистной
выемке, необходимо выполнить следующие вспомогательные ра-
боты: убрать валуны, старую крепь и пни, зачистить плотик и
переставить оборудование в разрезе.
Уборка камня. Напорная струя не может перемещать крупные
валуны, а для выгонки от забоя мелких и средних валунов
приходится расходовать большое количество воды. После смы-
ва обрушившихся пород у забоя скапливаются валуны и круп-
ный булыжник, которые препятствуют размыву песков. Эти кам-
ни необходимо убрать. Размеры валунов, подлежащих уборке,
устанавливают из тех соображений, чтобы затраты на эти рабо-
ты были меньше расходов на уборку их напорной струей. Кро-
ме того, размеры валунов, подлежащих уборке, обусловливают-
ся предельными размерами камней, пропускаемых землесосом
и другими подъемными устройствами. Камни следует убирать
в забое и у приямка подъемного устройства. На пути перемеще-
ния песков и в выносных канавах убирать валуны менее удобно,
поскольку здесь сложнее механизировать уборку.
Успешность уборки камня напорной струей определяется
мощностью потока. На небольших гидравлических разрезах, где
используют насадки диаметром 50—75 мм и землесосы 8НЗ,
убирают камни диаметром более 11 —12 см. На больших гидра-
влических разрезах при вскрытии выносными канавами и при-
менении насадок диаметром более 15 см с напором свыше 140 м
убирают только валуны размером более 50 см.
В забое валуны убирают в непосредственной близости от
высокого откоса. Это необходимо производить осторожно, при-
нимая меры, предотвращающие неожиданные обвалы верхних
частей уступов. Камни приходится выбирать и извлекать из пес-
ков. Такая уборка менее производительна, чем у приямка зем-
лесоса. Поэтому в забое убирают обычно только камни разме-
ром в поперечнике более 15—20 см, которые с трудом переме-
щаются потоком. Хорошо окатанный булыжник размером 11 —
17 см выгоднее отделять на колосниковой решетке приямка
землесоса.
На гидравлических разрезах с суточной производительностью
около 1 тыс. ж3, разрабатывающих слабокаменистые россыпи, за
смену убирают не более 0,5 м3 камня. На валунистых россыпях,
разрабатываемых гидравлическим способом, количество круп-
ного камня достигает 15% и за сутки приходится убирать до
250 м3. При малом количестве убираемого камня его сваливают
на зачищенный плотик, обычно у борта разреза, чтобы отвал
не мешал перестановке оборудования. Если плотик имеет боль-
шие западения, в которых находятся богатые пески, и прихо-
380
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
дится в больших объемах вести работы по его зачистке, удоб-
нее размещать камни на поверхности россыпи у борта разреза.
Уборка камня пока еще недостаточно механизирована. Не-
обходимо механизировать как выборку камня в забое, так и
вывозку его в отвалы.
Наиболее подходят для механической выборки валунов в
забое тракторные корчеватели (рис. 140, а) и корчеватели-убор-
щики (рис. 140, б). Для этих работ необходимы подвижные ма-
шины, т. е. тракторы малого и среднего размеров. На кабине
А А А А А А
Рис. 140. Механизированная уборка
валунов'и крепи
следует установить прочные щиты для защиты водителя от
ударов при возможных обвалах. Наиболее крупные валуны под-
рывают.
Перевозят валуны на борт разреза тракторами, самосвалами,
башенными кранами. При вывозке камня тракторами наиболее
удобны прицепы с опрокидным кузовом и задней разгрузкой.
Прицепы типа Д-401А грузоподъемностью 25 т работают с трак-
тором С-100. Более мелкие прицепы работают с колесными трак-
торами. Может быть также использован низкий 6-тонный прицеп
с опрокидным кузовом на гусеничном ходу, работающий с трак-
тором ДТ-54/55. На отдельных приисках для вывозки валунов
изготовили тракторные тележки с опрокидной платформой из ра-
мы и колесного хода старых скреперов.
Грузить валуны в тележки можно корчевателем-уборщиком
(рис. 140, б), легкими гусеничными одноковшовыми экскавато-
рами с ковшами емкостью 0,25 м3 и тракторными грузчиками.
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
381
Рис. 141. Уборка валунов башенным краном
Для вывозки камня также могут быть использованы 3,5-тонные
самосвалы с грейферным погрузочным ковшом.
На гидравлических разрезах Лены и Урала для уборки кам-
ня используют башенные краны упрощенной конструкции
(рис. 141).
При пролетах 60—250 м высота машинной
башни достигает 3—8 м. а хвостовой 1—2 м.
Машинную башню чаще всего изготовляют
в виде мачты с растяжками. Башни поддержи-
вают ездовой канат диаметром 26—36 мм, ко-
торый одним концом крепят к мертвяку, а дру-
гой натягивают с помощью 10-тонной тали или
лебедки (непосредственно или через полис-
паст). Диаметр подъемного и подтяжного ка-
ната 12—16 мм. К тележке крепят ковш
емкостью 0,35—1,5 м3, куда и грузят камень.
Подъемный и подтяжные канаты наматывают
на барабаны скреперной лебедки мощностью
15—20 кет; скорости движения составляют
1—1,5 м/сек. За час работы кран выдает 12—
15 ковшей. Ковш разгружается тогда, когда
при подъеме рама его упрется в каретку. Ка-
мень убирают под канатом крана в полосе ши-
риной около 20 м. Перестановка башен тре-
бует значительного времени, поэтому краном
убирают валуны не больше чем на 40% пло-
щади разреза [32]. Обслуживают кран 2—6 ра-
бочих. При механизации погрузки и доставки
камня к ковшу показатели его работы могут
быть улучшены.
Многие россыпи, разрабатываемые
гидравлическим способом, ранее были
отработаны подземными работами
с креплением горных выработок.
Оставшаяся крепь сильно затрудняет
размыв и выгонку нижнего слоя пес-
ков, залегающего на плотике. Для вы-
мывания крепи расходуется много во-
ды, поэтому бензиномоторными пила-
ми часть стоек крепи выпиливают на
пути перемещения основных потоков
размытых песков. Для удаления стоек
целесообразно применять тракторные
краны, снабженные самозатягивающи-
ми клещами (см. рис. 140, в).
Пни, оставшиеся на поверхности
россыпи после обрушения, мешают
размывать пески в забое и их убирают
крепью.
Очищают забой от валунов, крепи и пней по мере необходи-
мости во время размыва пород. Для того чтобы расчистка забоя
382
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
была безопасной и не задерживала очистных работ, необходимо
иметь запасные забои. Это позволяет проводить планомерное
чередование работ по расчистке забоя и размыву песков. Если
после обрушения в забое окажется много валунов, мешающих
дальнейшему размыву пород, монитор переводят на размыв
во вторую половину забоя или на выгонку, а в освободившейся
половине забоя убирают камни. Работы по расчистке забоя сле-
дует вести вне поля действия струи, по крайней мере на расстоя-
нии не менее 7—10 м от границы полета струи. Необходимо,
чтобы работающие как на мониторе, так и на уборке камня ясно
видели эту границу, для чего следует ставить хорошо заметные
вешки. Прежде чем приступить к расчистке забоя,' необходимо
предотвратить возможность обрушения уступа, для чего подре-
зают напорной струей верхнюю, наименее устойчивую часть
уступа и осматривают откос.
В зависимости от объема работ по уборке камня и крепи
камнеуборщиков закрепляют за определенными .забоями или
бригада рабочих поочередно обслуживает отдельные забои.
Для облегчения уборки валунов с решетки приямка земле-
соса водомет и землесос следует располагать так, чтобы струя
могла сбрасывать с решетки камни за приямок. Застрявшие в
решетке валуны удаляют багром под прикрытием прочных щи-
тов. Накопившийся за приямком камень удаляют бульдозером.
Камень убирают из забоев во время всех трех добычных смен.
Зачистка плотика. Во время переноса потоком песков от забоя
к приямкам землесоса или по почвенным канавам крупинки
наиболее тяжелого металла оседают на плотик и при наличии
углублений и неровностей задерживаются. Это заставляет обра-
щать особое внимание как на тщательность выемки песков, не-
посредственно прилегающих к плотику, так и на выбор поверх-
ности смыва, по которой перемещается основная масса песков.
Обычно поверхность плотика в какой-то степени разрушена и
представлена трещиноватыми скальными породами или даже
дресвой. Поэтому верхний, разрушенный слой плотика частично
может быть зачищен струей с повышенным напором. Плотик,
образованный изверженными породами, имеет несколько волни-
стую, но достаточно ровную поверхность, и если он не сильно
трещиноват, то зачищать его следует напорной струей. Плотик
из сланцевых пород часто имеет волнистую поверхность. Зачи-
стку его сочетают с предварительным рыхлением верхнего слоя
тракторными корчевателями или тракторными рыхлителями.
Больших объемов работы по зачистке достигают на россы-
пях с плотиком, сложенным из неровных известняков, где встре-
чаются западения и выступы. Глубина западений бывает от
нескольких сантиметров до десятков метров. Зачистка таких
западений целесообразна до тех пор, пока ценность полученного
из них металла окупает затраты на зачистку и добычу. Для
ДОБЫЧНЫЕ РАБОТЫ
383
облегчения зачистки глубоких западений уточняют их размеры
щупами по 10-метровой сетке и приямок землесоса располагают
в этих западениях. Для зачистки отдельных углублений, не свя-
занных с общим уклоном плотика, проходят в скальном плотике
взрывными работами соединительные канавки или отбрасывают
эти углубления с помощью облегченных водоструйных насосов,
концентратососов и мониторов с диаметром насадки 20—30 мм.
Для зачистки западений глубиной до 4—5 м могут быть исполь-
зованы легкие обратнолопатные экскаваторы весом 8—12 т с
емкостью ковша 0,25—0,35 м3. Доставляют пески к приямку
бульдозерами (рис. 142, а).
Зачистку плотика начинают с наиболее возвышенных мест
и ведут к приямку землесоса или к почвенным канавам. Рас-
стояние передвижки монитора при этом зависит от способа за-
чистки, и если ее производят бульдозером, то монитор переста-
навливают на расстояние, соответствующее 0,6—0,7 дальности
полета струи. Если же зачистку ведут только напорной струей,
то его передвигают через 4—7 м. Зачистку мягкого плотика
следует производить на пониженном напоре. Зачистка плотика
трудоемка. Необходимо, чтобы ценность полученного при этом
металла покрывала все затраты на эти работы. Плотик зачи-
щает отдельная бригада в дневную смену.
После зачистки плотика и опробования его закапушами по
10-метровой сетке составляют акт на отработку определенной
площади.
Перестановка оборудования. Для перестановки мониторов,
направляющих забойных щитов, наращивания и разбора разво-
дящих водопроводов, передвижки землесосов и водоструйных
384
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
насосов используют вспомогательные машины. Например, мо-
ниторы, трубы и землесосы наиболее удобно перевозить на са-
лазках тракторами.
Для сборки трубопроводО1В и другого оборудования исполь-
зуют тракторные краны-трубоукладчики (рис. 142, б), которые
могут быть использованы и на других работах.
На небольших гидравлических разрезах, где часто отсутст-
вуют запасное оборудование и запасные забои, оборудование
перестанавливают рабочие разреза с помощью трактора или
тракторного крана.
На средних и крупных гидравлических разрезах перестанов-
ку оборудования производит монтажная бригада, состоящая
из такелажников-плотников, слесарей-сварщиков, крановщика-
тракториста.
Для сокращения простоев, связанных с перестановкой обору-
дования, особенно землесосов и шлюзов, необходимо заранее
подготовить на новом месте приямок, проложить к нему песко-
провод и водопровод, а также удлинить воздушную электроли-
нию. Бригада перестанавливает оборудование в дневную смену.
При отсутствии запасных шлюзов в перестановке их участ-
вуют все рабочие разреза, причем добыча песков на это время
прекращается.
Для сокращения простоя разреза необходимо иметь запас-
ные шлюзы, которые следует устанавливать заранее. Это имеет
существенное значение для повышения производительности раз-
реза.
В распоряжении монтажной бригады находится небольшая
слесарно-сварочная мастерская.
Во время очистной выемки на россыпях с неровным плоти-
ком для облегчения выгонки размытых песков и перемещения
их по плотику подрывают отдельные выступы скального плоти-
ка. При малых уклонах плотика целесообразно производить уг-
лубку почвенных канав. Все эти работы производят с помощью
буровзрывных работ мелкошпуровым способом.
Глава XL ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СПОСОБА РАЗРАБОТКИ
1. РЕЖИМ РАБОТЫ И ОБЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
На гидравлических разрезах работы ведутся по непрерывной
неделе в три смены. Двусменная работа применяется как исклю-
чение.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 385
Для перестановки основного оборудования, проведения гене-
ральных сполосков и ремонта оборудования работы по добыче
через определенные промежутки времени останавливают на 0,5—
2 суток. Промежутки между такими остановками колеблются
от 10 дней до 2 месяцев. Этот срок зависит от типа подъемного
оборудования и промывной установки, а также от технологии
разработки. Поэтому число рабочих дней на гидравлическом
разрезе на 4—12 меньше числа календарных сезона работ. Ноч-
ные заморозки не мешают вести гидравлическую добычу, если
днем температура поднимается выше нуля, так как при безвет-
ренной и солнечной погоде оборудование при непрерывной пода-
че воды оттаивает. При более сильных морозах размыв ослож-
няется, производительность оборудования резко снижается, а
затраты значительно увеличиваются на дополнительные рабо-
ты по отеплению и обогреву оборудования и предотвращению
образования наледей.
Себестоимость зимней гидравлической добычи на Урале и в
Сибири возрастает в зависимости от морозов и условий работ
в 3—5 раз, поэтому она экономически нецелесообразна. В юж-
ных районах, где зимой морозы небольшие, гидравлическая
разработка может быть выгодна в течение всего года.
Весной начало работ приурочивают ко времени усиленного
таяния снега, когда в речках появляется вода и оборудование
оттаивает днем в тени, а ночью заморозки не превышают 7—10°.
Эта температура определяет также и окончание гидравлических
работ осенью. Время начала и окончания работ следует уста-
навливать исходя из того, чтобы себестоимость металла весен-
не-осенней добычи не превышала предельных цен.
На уральских гидравлических разрезах работы начинаются
10—25 апреля, а прекращаются 6—20 ноября. В Сибири работы
начинают на 1—3 недели позднее, а заканчивают на 1—2 недели
раньше.
Число рабочих дней на гидравлических разрезах Урала со-
ставляет 170—210 в году, а в Сибири 140—195. При недостатке
воды и отсутствии водохранилищ число рабочих дней на неко-
торых разрезах снижается до 40—60.
Коэффициент использования оборудования на добычных ра-
ботах определяет отношение времени чистой работы промывной
установки за сутки к общей продолжительности часов всех смен.
Этот коэффициент т]и на существующих гидравлических разре-
зах изменяется от 0,6 до 0,95, т. е. время чистой работы состав-
ляет 14,5—22,5 ч в сутки. Наибольших значений (выше 0,8—0,85)
коэффициент т]и достигает на гидравлических разработках при
создании напора водозаводной канавой и при редкой переста-
новке шлюзов или когда имеются запасные забои с соответст-
вующим оборудованием. Наименьшие значения (менее 0,7)
25 С. М. Шорохов
386
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
коэффициента т)и встречаются на гидравлических разработках,
применяющих землесосы и насосы, а также когда отсутствуют
запасное оборудование и запасные забои. При более четкой ор-
ганизации работ среднегодовой коэффициент использования
оборудования на таких гидравлических разрезах за рабочие
сутки обычно составляет 0,7—0,75.
Работу землесосов можно контролировать с помощью авто-
матического электронного счетчика, который указывает время
работы и степень разжижения перекачиваемых песков.
Удельный расход свежей воды для добычи пород колеблется
в широких пределах: в наиболее распространенных случаях из-
меняется от 4 до 80 т/м3. При низких напорах и тяжелых усло-
виях разработки россыпей, а также использовании несовершен-
ных водоструйных насосов расход воды увеличивается до 100—
150 т/м3. На вскрышных работах угольных разрезов удельный
расход свежей воды при использовании оборотной воды сни-
жается до 1 т.
На гидравлических разработках с естественным напором
удельный расход свежей воды в зависимости от крепости пород,
залегания россыпи и способа вскрытия составляет 25—80 т/м3.
В местах, где электроэнергия дешева, чаще применяют искус-
ственный напор. Удельный расход напорной воды в этих усло-
виях при разработке россыпей составляет 10—40 т/м3, а при
использовании оборотной воды удельный расход свежей воды
снижается до 4 т/м3.
Годовая производительность гидравлических разрезов на
россыпях изменяется от 50 до 1000 тыс. м3 при средней произво-
дительности одного разреза 120 тыс. м3. В последние годы раз-
резы укрупняют и увеличивают производительность оборудова-
ния. Так, число гидравлических разрезов с одной землесосной
установкой сокращается и создаются разрезы с числом земле-
сосных установок до четырех-шести. Годовая производительность
гидравлического разреза с одной землесосной установкой 8НЗ
колеблется от 70 до 130 тыс. м3.
Производительность труда рабочего по разрезу, включая
размыв песков, транспорт, обогащение и отвалообразование,
составляет от 10 до 60 м3, а в среднем около 25 м3/чел-смену.
Производительность труда ниже 12 м3/чел-смену встречается
только на сильно каменистых и валунистых россыпях Сибири.
На уральских гидравлических разрезах с искусственным напо-
ром и землесосами 8НЗ производительность труд$ рабочего со-
ставляет 15—28 м3. На Миасских гидравлических разрезах в
наиболее благоприятных условиях, где породы промывистые и
относятся ко II категории, отсутствуют валуны, а уклоны плоти-
ка значительны, валовая производительность достигает 60 м3/чел-
смену. На гидравлическом разрезе в среднем находится около
30 рабочих.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯМ
Наиболее низкую себестоимость добычи на золотоносных
россыпях имеют гидравлические разрезы с естественным напо-
ром. Для этих разработок и на мало- и среднекаменистых россы-
пях Западной Сибири и на Амуре среднегодовая себестоимость
составляет 35—60 коп за 1 м2 3. На валунистых россыпях себе-
стоимость увеличивается и в наиболее тяжелых условиях больше
обычной в 2—3 раза.
На гидравлических разработках Урала с искусственным на-
пором среднегодовая себестоимость составляет 0,5—1,0 руб. за
1 м3. При разработке тяжелых глинистых россыпей при слож-
ном водоснабжении она увеличивается до 1,5 руб. за 1 м3.
Распределение расходов по отдельным статьям себестоимо-
сти кубометра добытых пород при искусственном напоре гид-
равлических разрезов, разрабатывающих глинистые россыпи
Исовского увала на Урале, при себестоимости 77—82 коп. и
при годовой производительности разрезов 610—880 тыс. м3 было
следующее: 1) заработная плата с начислениями 25%; 2) ма-
териалы 2,5%; 3) электроэнергия 35%; 4) горноподготовитель-
ные работы 6%; 5) ремонт оборудования 12%; 6) амортизации
2%; 7) прочие расходы 3,5%; 8) цеховые 8,5%; 9) общеприис-
ковые 5,5%.
На гидравлических разработках с естественным напором при*
разработке малокаменистой россыпи, с частичной вечной мерз-
лотой на Сутарском прииске, при себестоимости 1 м3 добычи;
53 коп. и производительности труда рабочего 32 м3/чел-смену
распределение расходов по отдельным статьям следующее:
1) заработная плата с начислениями 46%; 2) материалы 2%;
3) энергия 3%; 4) ремонт оборудования 7%; 5) погашение гор-
ноподготовительных работ 7%; 6) амортизация 8%; 7) прочие
1 %; 8) общеприисковые и цеховые 26%.
2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Гидравлический способ разработки является наиболее древ-
ним, и, по существу, это первый механизированный способ, при
котором удалось достигнуть в соответствующих условиях высо-
кой производительности труда и низкой себестоимости добычи
песков. Практическое значение гидравлического способа для
освоения россыпных месторождений до сих пор велико.
Гидравлический способ выгоднее применять для разработки
россыпей с ограниченным притоком подземных и поверхностных
вод. С увеличением притока разработка усложняется и повы-
шается себестоимость добычи. Наиболее водоносные россыпи
разрабатывать гидравлическим способом нецелесообразно. Вьь
годнее всего применять этот способ для разработки террасовых,
увальных, верховых и ключевых россыпей. Затраты на осуше-
25*
388
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ние этих россыпей малы, а кроме того возможно применить
вскрытие выносной канавой, при котором расходы на перемеще-
ние размытых пород к промывной установке и далее в отвалы
незначительны. Для разработки долинных россыпей неболь-
шой или средней водоносности гидравлический способ целесо-
образно использовать на отдельных небольших площадях с ма-
лыми запасами или когда на приисках имеется дешевая
электроэнергия и нет оборудования для применения более вы-
годного способа. На долинных россыпях себестоимость добычи
увеличивается вследствие удорожания работ по осушению и
транспортировке пород, но сохраняются основные преимущества
этого способа: небольшие капиталовложения и простота обору-
дования.
Для успешного применения гидравлического способа необ-
ходимо, чтобы вблизи россыпи имелся водный источник, обес-
печивающий непрерывную подачу значительного количества во-
ды. При создании напора насосными установками себестоимость
воды повышается и для покрытия этих затрат необходимо бо-
лее высокое бортовое содержание металла.
Запасы россыпей, которые можно разрабатывать гидравли-
ческим способом, изменяются в очень широких пределах. Срок
существования разреза колеблется от 2 до 20 лет. Допускаемые
сроки зависят от капиталовложений, необходимых для разра-
ботки россыпи, и наличия разведанных запасов вблизи при-
иска. Так, при наличии источника дешевой электроэнергии на
россыпи, жилого поселка и мастерских, а также близко распо-
ложенных дополнительных разведанных площадей допускает-
ся срок существования гидравлического разреза до 2 лет. Если
необходимо строить поселок и линию электропередачи значи-
тельной протяженности, то для снижения ежегодных расходов
в погашение капитальных затрат следует выдерживать сроки
существования гидравлических разрезов при искусственном
напоре не менее 10—12 лет.
На гидравлических разработках с естественным напором зна-
чительные средства вкладываются на сооружение водозаводной
канавы, поэтому при небольших водозаводных канавах сроки
существования следует принимать не менее 7 лет, а при водоза-
водных канавах большой длины и необходимости строить посе-
лок эти сроки надо увеличить до 10—12 лет.
Глубина россыпей, разрабатываемых гидравлическим спосо-
бом, различна. Верховые, террасовые и ключевые россыпи
разрабатывают небольшими разрезами с искусственным напо-
ром ^при высоте забоя 1 —1,5 м. Чаще всего глубина россыпей
на гидравлических разрезах составляет 4—12 ж, а на неко-
торых разрезах увеличивается до 25 м. В мировой практике
известны разработки мощных террасовых россыпей гидравли-
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 389
ческим способом глубиной 70 ж, но с применением высоких
напоров.
Уклоны плотика значительно влияют на производительность
оборудования и на удельный расход воды. Наиболее низкие
удельные расходы воды достигаются при уклонах плотика более
0,02—0,03. На россыпях с меньшими уклонами удельный расход
воды увеличивается, поэтому при уклонах меньше 0,001 нужно
иметь более высокое бортовое содержание металла.
Крепость пород оказывает большое влияние на удельный
расход воды, однако, применяя способы размыва с рыхлением,
можно успешно вести размыв пород IV—V категорий. Значи-
тельно больше влияет на себестоимость, каменистость и валуни-
стость россыпи. Так, при разработке очень валунистых россы-
пей себестоимость добычи в 2—3 раза выше средней. Поэтому
с повышением валунистости необходимо повышать бортовое со-
держание металла. Наличие вечной мерзлоты усложняет техно-
логию гидравлической добычи, но при слоевом размыве по мере
оттайки пород себестоимость добычи увеличивается немного, что
является важной особенностью гидравлического способа раз-
работки.
От ровности поверхности и трещиноватости плотика зависит
объем работ по зачистке и потери песков, а следовательно, и
металла. При ровном и нетрещиноватом плотике применение
гидравлического способа разработки облегчается, а расходы
снижаются. В этом случае можно отработать россыпи без по-
терь песков в горных выработках. Россыпи с трещиноватым
плотиком можно отрабатывать с небольшими потерями метал-
ла, применяя способ размыва с недомывом, при котором, одна-
ко, затраты на разработку несколько увеличиваются. Если рос-
сыпи имеют глубокие западения, то потери песков в них неиз-
бежны. Однако при правильном ведении работ потери будут
меньше, чем они могли бы быть при отработке той же россыпи
драгой, поскольку поверхность плотика обнажена и зачищать
западения можно более тщательно.
Во время отбойки и выгонки песков их напорной струей,
а также при перемещении их землесосами и водоструйными
насосами удается достигнуть наилучшего размыва вязких
частиц глинистых песков. Поэтому на гидравлических разра-
ботках упрощается и удешевляется обогащение глинистых пе-
сков, что является одним из основных преимуществ данного
способа.
Для гидравлических разработок не требуется сложного обо-
рудования, крупных мастерских и рабочих высокой квалифи-
кации. При наличии на местах дешевой электроэнергии на стро-
ительство гидравлических разрезов необходимы значительно
меньшие капиталовложения, чем при дражном и других спосо-
390
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
бах разработки. Однако область выгодного применения этого
способа строго ограничена.
Крупные гидравлические разработки с естественным напо-
ром могут обеспечить в определенных условиях низкую себе-
стоимость и высокую производительность труда.
Удельные капиталовложения требуются значительные, одна-
ко меньшие, чем при дражном способе. На гидравлических раз-
резах приходится проводить много различных работ и на дости-
жение высоких общих показателей большое влияние оказывает
умелое техническое руководство по взаимной увязке этих работ
и успешному внедрению комплексной механизации.
Раздел четвертый.
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ
РАЗРАБОТКИ
Глава I. ОПИСАНИЕ СПОСОБА И ОБОРУДОВАНИЕ
При дражном способе разработка россыпей производится
сложной плавучей горной машиной — драгой, которая добывает
и промывает пески, извлекает из них металл или минералы и
промытые породы отсыпает в выработанное пространство.
На драге получают готовую продукцию в виде металла или
минерала (шлиховое золото, платина, алмазы) или полупродукт
в виде концентрата ‘минералов. Концентрат доставляют на дово-
дочную установку, где его окончательно обрабатывают.
При дражном способе разработки все операции, начиная от
выемки песков и кончая размещением хвостов в отвалы, меха-
низированы и связаны в единый поточный производственный
процесс. На обслуживании драги занято небольшое количество
рабочих и производительность труда высокая. Объединение в
одной плавающей машине горного, обогатительного и отваль-
ного оборудования обусловливает громоздкость установки и
высокую ее стоимость. Однако громоздкость не усложняет пе-
редвижку драги во время работы. Для работы драг требуется
сооружение крупных электростанций и механических мастер-
ских, оборудованных тяжелыми станками. Поэтому при драж-
ном способе разработки требуются большие капиталовложения
на приобретение оборудования. Несмотря на это, себестоимость
добычи 1 м3 песков при разработке драгами долинных россыпей
с большими запасами ниже, чем при других способах.
В настоящее время россыпные месторождения разрабатыва-
ются многочерпаковыми и землесосными драгами и земснаря-
дами в сочетании с плавучими или береговыми промывными
установками.
Многочерпаковые драги. Наибольшее распространение полу-
чили многочерпаковые драги с черпаком емкостью от 50 до 600 л
и подводной глубиной черпания до 50 м. Основные данные по
многочерпаковым драгам, изготовляемым на отечественных за-
водах, приведены в табл. 45.
Многочерпаковые драги применяют для разработки преиму-
щественно обводненных, но разнообразных по условиям залега-
ния россыпей. Драгами можно разрабатывать породы любой
крепости — от самых слабых до наиболее тяжелых наносных
отложений, за исключением очень валунистых, крепко сцемен-
тированных пород и вязких глин. Ими разрабатывают как
неглубокие, так и глубокие россыпи, причем плотик может быть
392
дражный способ разработки
Таблица 45. Основные данные по многочерпаковым драгам
Изготовитель
Показатели Тахтамыг- динский завод Хабаров- ский сов- нархоз Красно- ярский совнархоз Иркут- ский за- вод «Уралал- маз» и Ир- кутский завод Воткин- ский за- вод Иркут- 1 ский за- вод 1
Емкость черпака, л . . . . Скорость черпания, нерп/мин Наибольшая подводная глу- бина черпания, м . . . . Основное обогатительное оборудование Установочная мощность электродвигателей, кет . Конструктивный вес, т . . Среднесуточная производи- тельность, тыс. м3 . . . 50 15 6 Ш 60 109 0,5 50 16 10 Ш 50 19,2 6 О 100 0,65 150 22 9,3 Ш 463 720 2,5 150 22 9,3 ОА 630 2,5 210 22 10,7 Ш 550 1051 3,5 210 0—34 11 ш+о 1000 1170 3,7
Показатели Изготовитель
к а . o-S’S к с S я S S Ц 3’= ° о 5s S Н И О S о s S со Иркутский за- вод Пермский завод . «а Д Е 5 S tc н ±7^0^ S q а а>
довоенно- го выпу- ска проект 1 |o£V-WO
Е мкость черпака, л . . . . Скорость черпания, черп/мин Наибольшая подводная глу- бина черпания, м . . . . Основное обогатительное оборудование Установочная мощность электродвигателей, кет . Конструктивный вес, т . . Среднесуточная производи- тельность, тыс. м3 . . . 210 0—34 11 В 1500 210 0—34 11 ОА 250 0—36 12 ш+о 1270 1240 380 20 11,7 Ш 820 1950 6,6 380 20 23 Ш 2250 6,6 380 22 15 Ш 7,0 380 22 30 Ш 1700 3362 7,0 600 19 50 Ш+о 7500 9,0
ПРИМЕЧАНИЕ. III — шлюзы; О — отсадочные машины; OA — драга с отсадоч-
ными машинами для алмазных песков; Ш+О — шлюзы и отсадочные машины; В — вин-
товые сепараторы.
представлен мягкими или крепкими скальными породами. Рос-
сыпи, охваченные многолетней мерзлотой, могут быть отрабо-
таны драгами после оттайки.
Землесосные драги. Опытные землесосные драги для разработки до-
линных золотых россыпей Сибири и Урала применялись в период 1896—
1941 гг. При наличии в россыпи валунов и гальки, скального плотика и круп-
ного золота работа их была малопроизводительной.
В настоящее время небольшое число землесосных драг применяют на
золотых россыпях США. Эти драги небольшие и используются главным об-
разом для разработки косовых и слабокаменистых русловых россыпей,
сложенных из легких пород. Так, в 1951 г. в Калифорнии работало девять
драг, которые промыли 138 тыс. м3 песков и добыли 20,3 кг золота.
Земснаряды. За границей в течение последнего десятилетия
на редкометальных россыпях начали применять обычные стан-
дартные земснаряды. Земснаряды не имеют обогатительного
оборудования, и добытые ими пески по плавучему пескопрово-
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРАГИ
393
ду подают на обогатительные установки. Технология разработ-
ки россыпи земснарядами аналогична дражному способу.
Основные данные по отечественным земснарядам приведены
в табл. 46.
Земснаряды за границей применяют для разработки безва-
лунных песчаных пород и легких речников, залегающих на мяг-
ком или ложном плотике, а также для разработки сильно об-
водненных россыпей, содержащих минералы малого удельного
Таблица 46. Данные о земснарядах
Показатели Модель
100-35 300-40 | 500-60 | 1000-80
Производительность по чистой воде, м3/ч 1400 3400 6500 12 000
Среднесуточная производительность по пескам при 12-кратном раз- жижении их, м3 2000 5000 9000 17 000
Наибольшая подводная глубина выем- ки, м Напор у землесоса, м 7 11 15 15
35 40 60 80
Наибольшее расстояние перекачки песков по горизонтали, км . . . . 0,6 2,0 3,0 4,0
Диаметр рыхлителя, м 1,0 1,5 2,2 2,8
Диаметр пескопровода, м ..... . 0,35 0,5 0,7 0,8
Длина пескопровода. м 185 335 500 500
Установочная мощность электродви- гателей, кет 400 1227 2970 5130
Вес снаряда с пескопроводом, т . . 250 432 580 1100
веса, когда для извлечения их требуется сложная обогатитель-
ная аппаратура. Земснаряды малопроизводительны при разра-
ботке суглинков повышенной вязкости и крепости, а также вязких
глин и каменистых пород. При установке земснарядов необходи-
мы меньшие капиталовложения, чем при драгах, особенно при
наличии дешевой электроэнергии от крупных электростанций.
Глава II. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРАГИ
Производительность драги зависит от ее конструкции, кре-
пости торфов и песков, а также от технологии ее разработки.
При определении производительности драги необходимо учиты-
вать особенности разрабатываемой россыпи.
Часовая производительность драги при непрерывной работе
исходя из общего уравнения производительности погрузочной
машины при автоматизированной разгрузке и постоянной ско-
рости движения черпаковой цепи определяется уравнением
Q4 = — Ун, (104)
где Q4—часовая производительность драги за час непрерывной
работы, м3 пород, измеренных в целике;
Е — емкость черпака, м3;
394
дражный способ разработки
и — скорость черпаковой цепи, черпаков в минуту;
р— коэффициент разрыхления пород в черпаке;
т)н — средний коэффициент наполнения черпака (см.
табл. 47).
Для новых драг скорость движения черпаковой цепи прини-
мается по табл. 45. У драг с главными двигателями постоянного
тока скорость цепи переменная. В таких случаях она принима-
ется от 24 до 32 черпаков в минуту в зависимости от промывно-
сти и вязкости пород. На действующих драгах скорость черпа-
ковой цепи устанавливается на основании наблюдений за запол-
нением и разгрузкой черпака и процессом извлечения металла
при промывке.
Коэффициент наполнения черпака зависит не только от кре-
пости пород и мощности драги, но и от ширины забоя, толщи-
ны слоя, величины ухода драги и от вязкости пород. При выем-
ке верхних слоев, промерзающих зимой, или пород с многолет-
ней мерзлотой коэффициент наполнения зависит от того,
насколько предохраняли поверхность от промерзания и от полно-
ты оттайки мерзлоты. Наконец, коэффициент наполнения во
многом зависит от глубины задирки плотика, необходимой для
более тщательной выемки песков и для обеспечения подхода
драги к отдельной площади. На величину коэффициента напол-
нения влияет также расположение вынимаемого слоя относи-
тельно уровня воды в разрезе. По этим причинам коэффициент
наполнения черпаков у драг определенной мощности для каж-
дой категории пород изменяется в пределах ±10%. Средние ко-
эффициенты наполнения черпаков при выемке пород в прямом
забое наивыгоднейшей длины приведены в табл. 47.
Таблица 47. Средние коэффициенты наполнения черпаков
Категория крепости пород Емкость черпака, л Категория крепости пород Емкость черпака, л
50 150 210 380 50 150 210 380
I 0,95 0,95 0,95 0,95 IV 0,10 0,30 0,40 0,50
II 0,80 0,95 0,95 0,95 v — 0,10 0,20 0,30
III 0,60 0,70 0,75 0,80 VI — — 0,10 0,15
Коэффициент наполнения черпаков меняется во время рабо-
ты драги в одном забое ввиду различной крепости прослойков
пород. При выемке верхних слоев, состоящих из легких пород,
черпаки заполняются наиболее полно. Наименьший коэффици-
ент наполнения наблюдается при зачистке плотика или при глу-
бокой его задирке. За сутки драга отрабатывает от одного до
пяти забоев, причем в каждом забое встречаются породы от I
до V или VI категории. Поэтому ее суточную производитель-
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ДРАГИ
395
ность устанавливают исходя из средних условий работы. Для
этого находят средний коэффициент разрыхления пород и на-
полнения черпака в зависимости от крепости и мощности про-
слойков.
Средневзвешенный коэффициент разрыхления пород опреде-
ляется по уравнению
Р'Я' + р"Н" + P2Z
(Ю5)
где р'— коэффициент разрыхления легких пород;
р"—коэффициент разрыхления пород повышенной кре-
пости;
р2— коэффициент разрыхления плотика;
Н'— мощность наиболее легких пород,
Н" — мощность пород повышенной крепости, м;
Нр — полная мощность россыпи, м\
Z — глубина задирки плотика, м.
Средневзвешенный коэффициент наполнения т]н черпаков
определяется уравнением
(Ю6)
где т]н'—коэффициент наполнения черпака при выемке легких
пород;
т] "— коэффициент наполнения черпака при выемке пород
повышенной крепости;
т]2—коэффициент наполнения черпака при выемке плотика.
Влияние способа выемки пород и длины забоя на коэффици-
ент наполнения учитывают с помощью поправочных коэффици-
ентов.
В течение рабочих суток драгу периодически останавливают,
прекращают выемку песков и бригада рабочих выполняет дру-
гие работы. В зависимости от вида выполняемых работ разли-
чают следующие простои:
связанные с обслуживанием механизмов: передача смены,
смазка и крепежный осмотр механизмов, полный сполоск, те-
кущий ремонт драги. Эти простои зависят от состояния меха-
низмов драги и от их обслуживания. На драгах, работающих
в породах не выше средней крепости и где хорошо поставлено
обслуживание и ремонт механизмов, эти простои небольшие и
изменяются мало;
связанные с разработкой россыпи и вызванные: а) передви-
жением драги—зашагивание и маневры в разрезе, зависящие
от способов выемки и зашагивания; б) разворотами драги и пе-
реносом электрического кабеля, зависящие от системы разра-
396
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ботки; в) очисткой черпаковой цепи и насосных установок, за-
висящие от притока воды в дражный разрез и от объема пред-
варительных вскрышных работ и степени очистки поверхности
россыпи; г) отрицательной температурой — очистка от льда от-
дельных частей драги, например черпаковой рамы, погрузка на
драгу топлива; д) уборкой и подрывкой валунов и крепи от ста-
рых подземных работ, что зависит от особенностей россыпи;
е) неправильным ведением горных работ, например подпира-
нием кормы понтона, плохой оттайкой мерзлых пород; ж) при-
родными условиями— во время гроз, паводка.
Простои, связанные с процессом разработки при хорошей
организации работ, могут быть значительно сокращены.
Простои, время чистой работы и коэффициент использова-
ния рабочего времени для каждой драги должны устанавли-
ваться на основании наблюдений и анализа причин простоев..
Среднемесячные коэффициенты использования рабочего време-
ни для электрических драг в зависимости от времени года и ус-
ловий работ составляют 0,7—0,92.
Количество часов чистой работы за сутки взаимно связано
с коэффициентом использования рабочего времени уравнени-
ем (45).
Примерный расчет. Определить суточную и годовую производительность
380-литровой драги. Глубина россыпи Н^=1 м\ мощность верхнего рыхлого
слоя торфов Н' = 1 мощность основной части торфов (II категории)
//'" = 4 м; мощность песков (породы III категории) Н" = 2 м\ глубина за-
дирки плотика (породы V—VI категории) Z == 0,2 м\ коэффициент исполь-
зования времени ч]и=0,8; число рабочих дней в году 280.
1. Средний коэффициент разрыхления пород в черпаке по уравнению (105)
1 • 1,15 + 4 • 1,25 + 2 • 1,3 4-0,2 • 1,5 , п
р — 7 4-0,2 — 1,2в-
2. Среднегодовой коэффициент наполнения черпака по уравнению (106)
1,26(7+0,2) _
1 • 1,15 4 • 1,25 2 • 1,3 0,2 • 1,5 ~ °’79’
1 + 0,9 + 0,8 + 0,2
3. Среднегодовая производительность драги за час непрерывной работы
по уравнению (104)
4. Среднегодовое количество часов непрерывной работы за календарные
сутки по уравнению (45)
Т= 24 • 0,80= 19,2 ч.
5. Среднегодовая суточная производительность драги
QcyT = 315 • 19,2= 6050 jw3.
6. Годовая производительность драги
Q4 = 6050 - 280 ж 1 700 000 л3.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
397
Глава III. ВОДОСНАБЖЕНИЕ
1. ПРИТОК ВОДЫ В РАЗРЕЗ
Драга является плавучей горной машиной. Чтобы поддер-
живать ее в рабочем состоянии, необходимо подводить к месту
работы воду. Производительно драга работает в том случае,
когда в разрез поступает достаточное количество воды. При
разработке россыпей дражный разрез наполняется за счет под-
земных вод и поверхностного притока воды из реки- Если этот
приток недостаточен, подают воду из других источников. Общий
секундный приток должен восполнить утечку воды из разреза
(рис. 143) от просачивания в наносные отложения нижнего бор-
та разреза и от утечки в виде поверхностного стока из разреза.
Рис. 143. Схема водного баланса дражного разреза
Поверхностный сток воды необходим для осветления воды, так
как она постоянно используется для промывки. Уравнение вод-
ного баланса разреза имеет следующий вид (потери на испаре-
ние невелики и поэтому не учитываются) :
Qn + QP + Рд = ип + и0, (107)
где Qn — приток подземных вод в разрез, м31сек\
Qp —расход воды в реке (поверхностный приток), ж3/сек;
<2д — дополнительный подвод воды в разрез, м?1сек,\
нп— утечка воды из разреза от просачивания, м31сек\
и0—поверхностный сток воды из разреза для осветления,
м?чсек.
Потери воды вследствие просачивания изменяются в широ-
ких пределах. В основном они зависят от состава боковых по-
род разреза и от размеров боковой поверхности, по которой
просачивается вода. Так, по речникам вода просачивается
с большой скоростью. Скорость просачивания определяется ко-
эффициентом фильтрации пород (см. табл. 6).
Когда породы плотика водоупорны и вода из разреза проса-
чивается только по борту, обращенному в сторону падения до-
лины, потери воды от просачивания определяются уравнением
zzn — kLHr, (108)
где k — коэффициент фильтрации насосных отложений, м/сек\
L— длина борта разреза поперек россыпи, м;
Hi — подводная глубина россыпи, м.
398
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Если плотик разрушен или сложен из известняков, необхо-
димо учитывать утечку воды и через него. Эта утечка зависит
также от площади обнажения плотика и коэффициента фильт-
рации.
Коэффициент фильтрации пород россыпей меняется. Он уве-
личивается при оттаивании пород и после отработки пород дра-
гой, пока не произойдет их заиливание. Породы откладываются
в отвалы в разрыхленном состоянии и талыми, поэтому коэффи-
циент фильтрации дражных отвалов может превышать коэффи-
циент фильтрации тех же пород, находящихся в естественном
состоянии. По этим причинам утечка воды из разреза * от про-
сачивания при отработке россыпи по восстанию повышается.
При отработке россыпей по падению, когда нижний борт разре-
за образован нетронутыми породами, потери от просачивания
уменьшаются.
Наблюдения за просачиванием воды из разреза и за поверх-
ностным стоком ее на дражных работах не проводились. Поэто-
му эти потери могут быть установлены на основании единичных
производственных примеров.
В наиболее часто встречающихся условиях утечка воды от
просачивания из разреза для драги среднего размера составля-
ет 10—100 л/сек. Эти данные не охватывают случаев утечки при
сильно трещиноватом плотике и при наличии глубоких карстов-
в известняковом плотике. На россыпи по р. Миасс наблюдалась
большая утечка воды из разреза и уровень воды на плотине
невозможно было поднять до тех пор, пока не заилились пути
просачивания.
Поверхностным стоком воды из разреза управляют путем
устройства временных перемычек, которые перекрывают боко-
вые протоки разреза. Когда вода в разрезе загрязнена древес-
ными остатками (корой, корнями, щепками, растительным тор-
фом), простои драги от засорения сеток всасывающих колодцев
увеличиваются, а извлечение металла снижается. Иногда при
недостаточном осветлении воды производительность драги сни-
жается на 20—30%. При недостаточном количестве воды в драж-
ном разрезе она быстро загрязняется и плохо отстаивается.
Следовательно, величина поверхностного стока при работе дра-
ги в малых водоемах должна быть больше. Засоряемость воды
в разрезе и величина поверхностного стока для ее осветления
зависит от тщательности очистки поверхности от леса и древес-
ных остатков, а также от предварительного съема растительно-
го слоя.
Поверхностный сток из разреза для осветления воды может
быть определен по уравнению
и0 = ^1Гв, (109)
где g — коэффициент, осветления, люек • л<3;
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
399
gi — коэффициент засоренности пород древесными остат-
ками;
WB — объем воды в дражном разрезе, я3.
Коэффициент осветления выражает количество литров во-
ды, которое должно быть удалено из разреза в секунду и вос-
полнено вновь. Величина коэффициента осветления зависит от
объема воды в разрезе и от размера драги. В малых разрезах,
где объем воды равен примерно 10 тыс. ;и3, коэффициент освет-
ления для драг среднего размера составляет 0,015. Если объем
воды в разрезе увеличивается до 100 тыс. jh3, то коэффициент
осветления снижают до 0,0002. Таким образом, для осветления
воды в дражном разрезе среднего размера поверхностный сток
должен составлять 10—150 л/сек- Если вскрыша произведена,
коэффициент засоренности можно принимать 0,5; в противных
случаях, в зависимости от количества древесных остатков в тор-
фах, он принимается равным от 1 до 1,3.
Дополнительное количество воды, которое необходимо под-
вести к разрабатываемой долине для обеспечения производи-
тельной работы драги, определяется из уравнения (107).
На водоносных россыпях секундный расход воды в реке бы-
вает настолько большим, что подавать дополнительную воду
излишне. При рассмотрении этого вопроса необходимо учиты-
вать расход воды в реке для наиболее засушливого месяца.
На россыпях, где на протяжении года имеется поверхност-
ный сток воды, а уклон долины невелик, для упрощения можно
принимать подземный приток и утечки воды от просачивания
в боковые стенки разреза одинаковыми. В этих условиях коли-
чество дополнительно подводимой воды определяется уравне-
нием
Сд=а0—Qn. (110)
На безводных россыпях поверхностный и подземный приток
воды может отсутствовать. В таких условиях дополнительный
подвод воды должен покрывать расход воды на просачивание
из разреза и поверхностный сток.
При работе драг средних размеров на маловодных россыпях
дополнительно подают 200—250 л!сек воды. Поэтому на россы-
пях, где наименьший поверхностный приток составляет
250 л!сек, воды бывает достаточно. При расходах воды 100—
200 л/сек работа драг возможна. Однако для того, чтобы произ-
водительность драг не снижалась, целесообразно увеличивать
объем воды в разрезе за счет снижения поверхностного стока
путем установки перемычек (запруды). При уменьшении рас-
хода воды до 50 л/сек для увеличения объема воды в разрезе
необходимо сооружать плотины, при которых значительно улуч-
шается процесс осветления воды. При расходах воды ниже
400
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
50 л/сек даже при наличии плотин производительность драг
неизбежно снижается.
При разработке верховьев р. Висим 380-литровой драгой при наличии
плотин производительность драг в июле и августе, т. е. в наиболее засушли-
вые месяцы, была на 18% ниже, чем весной и осенью; при этом расход
веды в реке снижался до 15—20 л/сек.
Для правильного расчета водоснабжения необходимо знать
изменение среднемесячных секундных расходов воды на протя-
жении года как для засушливых лет, так и для многоводных.
Расчет водоснабжения производят для наиболее засушливых
месяцев с обеспеченностью наименьших' расходов ©оды не ни-
же 80 % •
На большинстве долинных россыпей Урала и Сибири приток
воды из речек достаточен для работы драг. Однако в верховьях
долин и на россыпях с многолетней мерзлотой, особенно поздней
осенью и зимой, приток может быть очень мал, в связи с чем
к россыпи приходится дополнительно подавать воду.
2. СПОСОБЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Дополнительное водоснабжение россыпи при дражных раз-
работках осуществляется следующими основными способами:
1) устройством водохранилища,
2) водозаводными канавами,
3) насосными установками,
4) смешанными способами.
Водохранилище устраивают в верховьях реки (рис. 144) 2,
для чего поперек долины сооружают плотину.
Такое водохранилище использовали в верховьях р. Мартьян в 3 км выше
верхней границы россыпи, разрабатываемой 380-литровой драгой. Плотина
была земляная высотой около 8 м. Воду выпускали через трубу с задвиж-
кой. Для пропуска талых вод имелась канава. Летом в канаве сооружали
перемычку и удерживали воду на наиболее высоких горизонтах. Емкость
водохранилища около 400 тыс. л3, однако этого объема было недостаточно
и в воде ощущался недостаток, особенно на площадях, к которым доступ
обеспечивался без сооружения плотин. Наименьший расход воды в реке до-
стигал 20 л/сек, В этих условиях средняя производительность драги в июле-
августе за двадцатилетний срок- разработки была на 3,5% ниже, чем в ве-
сенние и осенние месяцы.
При водоснабжении водозаводными канавами вода подводит-
ся к разрабатываемой россыпи / по канаве из соседних речек
(рис. 144) 3. Такой способ водоснабжения применялся на драж-
ных разработках Урала, Сибири и США.
Так, на Урале при разработке 210-литровой драгой маловодной долинной
россыпи по р. Средний Кытлым с наименьшим притоком 10 л/сек по канавам
подводили воду из смежной речки Южный Кытлым.
Стоимость подачи 1 л3 воды по водозаводной канаве состав-
ляет от 0,1 до 0,3 коп.
ВОДОСНАБЖЕНИЕ
401
Дополнительное водоснабжение с помощью насосных уста-
новок применяется на дражных разработках Сибири,
(рис. 144) 4.
При разработке маловодной ключевой россыпи 50-литровой драгой с
наименьшим поверхностным притоком 5 л/сек дополнительное водоснабжение
осуществлялось 75-миллиметровым центробежным насосом. Драга разраба-
тывала россыпь по восстанию для сбора всей отработанной воды; ниже дра-
ги и котлована поперек долины была сооружена перемычка с упрощенным
Рис. 144. Способы водоснабжения
водосливом и со ставнями для перекрытия его. Насос подавал воду в кана-
ву, проложенную по увалу долины, далее вода поступала в верхнюю часть
россыпи самотеком. Насос работал только в засушливое время года в те-
чение 2—3 ч в смену. При разработке 340-литровой драгой исключительно
маловодной долинной россыпи в штате Колорадо (США) вода на
разрабатываемую россыпь подавалась в количестве 150 л/сек насосной уста-
новкой по водопроводу длиной 10 км. Воду при этом приходилось поднимать
на высоту 30 м.
Водоснабжение насосами позволяет использовать более
многоводные источники, расположенные ниже россыпи, разра-
батываемой драгой, В зависимости от расположения места
26 G. М. Шорохов
402
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
водозабора и стоимости энергии в наиболее часто встречающихся
условиях себестоимость подачи 1 м3 воды насосными установ-
ками составляет 0,4—1,5 коп.
При разработке маловодных россыпей, охваченных много-
летней мерзлотой, дополнительную воду для дражных разрабо-
ток приходится забирать из крупных рек с постоянным стоком
на протяжении года. Вследствие этого на отдельных россыпях
воду подают на значительное расстояние, для чего сооружают
сложные водоподводящие сооружения. На некоторых предприя-
тиях эти сооружения используются и для водоснабжения ррбот
по водооттайке и для гидравлических вскрышных работ.
На Аляске для водоснабжения двух драг с черпаками емкостью 270 л
воду забирали 8-километровой водозаводной канавой из большой реки в
количестве 600 л/сек (рис. 144,5). В конце канавы был установлен трубный
переход, который передавал воду через соседнюю долину глубиной 27 м.
У приемного ларя трубного перехода был установлен насос с электродвига-
телем мощностью 300 л. с., который подавал воду во вторую водозаводную
канаву, расположенную выше насоса на 85 м. По этой канаве длиной 16 км
и подводили воду к двум драгам.
На дражных разработках Аляски для дополнительного водоснабжения
строили и более сложные и дорогие сооружения.
Как видно, драгами можно разрабатывать и совершенно без-
водные россыпи. Дополнительное водоснабжение в зависимости
от объема и сложности сооружений удорожает себестоимость
дражной добычи 1 ж3 пород от 0,3 до 6,0 коп.
Способ дополнительного водоснабжения должен обеспечить
постоянное поступление воды на протяжении всего срока рабо-
ты драги, в том числе и в маловодные месяцы; стоимость воды
должна быть наименьшей.
При выборе водоснабжения сравнивают несколько наиболее
целесообразных вариантов, которые в наибольшей степени удов-
летворяют указанным выше основным требованиям.
Глава IV. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВСКРЫТИЮ
И СПОСОБ ВСКРЫТИЯ КОТЛОВАНОМ
1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Драга является плавучей машиной, почему работы по вскры-
тию весьма своеобразны. Вскрытие россыпи должно обеспечи-
вать драгам доступ в плавучем состоянии к россыпи и разработку
ее. Драга имеет доступ к площадям россыпи в том случае, если
она может подойти к этой площади, пройти по ней во время
ее отработки и вынуть залегающие пески.
Перемещение драги возможно в том случае, если между дни-
щем понтона и дном разреза сохраняется зазор (рис. 145).
При недостаточной подводной мощности россыпи этот зазор
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ по ВСКРЫТИЮ
403
можно создать путем установки драги на более высоких гори-
зонтах россыпи. Этого достигают подъемом уровня воды в доли-
не на величину h с помощью плотин
и перемычек. Необходимый зазор мо-
жет быть создан также самой драгой,
которой подрабатывают скальный
плотик на глубину Z.
Для свободного прохода драги по
площади россыпи нужно создать зазо-
ры между концом рамы отвалообразо-
вателя и вершиной галечных отвалов е2
и зазоры е и е3 между кормовым ско-
сом понтона й концом кормовой коло-
ды и поверхностями нижнего эфель-
ного отвала (рис. 145). Размеры от-
вального оборудования драги рассчи-
тываются из размещения отвалов
определенной надводной высоты. По-
этому проход драги по площадям с не-
большими надводными высотами, при
которых надводная высота отвалов по-
лучается меньше допустимой, обеспе-
чен и при установке драги на обычных
(меженных) уровнях воды в реке. При
значительной надводной высоте россы-
пи или при однородном зерновом со-
ставе отложений, например при отра-
ботке эфельных или галечных отвалов,
надводная высота отвалов получается
больше допустимой. В таких случаях
необходимые зазоры могут быть обес-
печены теми же способами, как и за-
зоры у понтона по условиям его осад-
ки. Для этого драгу устанавливают на
более высоких горизонтах россыпи,
сооружая плотины и перемычки, а на
слабокаменистых россыпях и при от-
сутствии на драге обезвоживающих
колес применяют глубокую задирку
плотика или производят предваритель-
ный съем верхней части наносных от-*
ложений россыпи на определенную
глубину Н'2 (рис. 145).
Рис. 145. Схема установки драги на россыпи
При установке драги на высоких
горизонтах россыпи путем подъема уровня воды
нужно, чтобы
черпаковая цепь могла вынимать пески, залегающие наиболее
глубоко.
26*
404
ДРАЖНЫЙ способ разработки
Следовательно, вскрытие при дражных разработках в основ-
ном состоит из работ по установке на определенных горизонтах
россыпи, для чего проходят котлован, сооружают плотины и пе-
ремычки, производят глубокую задирку плотика и предусматри-
вают мероприятия, обеспечивающие разработку россыпи с
предварительной отработкой верхней толщи россыпи в отдель-
ный уступ.
Величина зазора между днищем понтона и дном разреза за-
висит от осадки понтона и условий залегания россыпи. Для со-
блюдения необходимого зазора при установке драги согласно
рис. 145 уровень воды в долине поднимается с помощью пло-
тины и проводится глубокая задирка скального плотика. Из
схемы выводится следующее уравнение доступа по условия?л
осадки понтона:
h + H1 + Z=^ + e1 + Ug^ (111)
где h — высота подъема уровня воды у нижнего борта раз-
реза, м;
Н\ — подводная глубина (мощность) россыпи, м\
Z — полная глубина задирки; Z = 2П + гд, ж;
гп — глубина задирки плотика, необходимая для тщательной
выемки песков, ж;
2Д — дополнительная задирка плотика, которая производит-
ся для обеспечения доступа, ж;
Ф — осадка понтона, м;
— наименьший зазор между днищем понтона и дном раз-
реза, ж;
I— протяженность участка воды в разрезе с горизонтальной
поверхностью, м\ I = ё (Д + R + Ю);
Д — длина понтона, лг,
R — радиус отсыпки гальки, лг,
Ю — расстояние от кормы понтона до оси сваи, ж;
е — коэффициент подъема плотика, зависящий от направле-
ния перемещения драги относительно оси долины; при
перемещении вдоль оси 8 == 1,0, при поперечном, пере-
мещении 8 = 0,8—0,9.
(Xi — угол падения долины, град.
В зависимости от размера драги и вызываемого при его ра-
боте дифферента, а также от валунистости россыпи наимень-
ший зазор между днищем понтона и дном разреза, обеспечива-
ющий безопасную работу драги, составляет от 0,5 до 1,5 м. При
наличии крупных валунов, которые могут быть оставлены в раз-
резе, и для больших драг этот зазор принимается ближе к наи-
высшему пределу.
Таким образом, осадка понтона и подводная мощность рос-
сыпи в основном определяют возможность подхода драги к пло-
щади отдельной разведочной выработки. Из уравнения (111)
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ по ВСКРЫТИЮ
405
следует, что для каждой драги при определенных условиях су-
ществует наименьшее значение подводной мощности россыпи
/71м, при котором возможен доступ.
Для каждой драги имеется также наибольшая допускаемая
подводная мощность россыпи /71б, которая определяется воз-
можностью осуществлять полную выемку песков. Эта подводная
мощность в основном зависит от длины черпаковой рамы драги,
т. е. /71 = f(A), и близка к наибольшей подводной глубине чер-
пания драги.
Длина рамы отвалообразователя и кормовых колод драги
обусловливает высоту установки их концевых частей над уров-
нем воды в разрезе. Поэтому для каждой драги имеются пре-
дельные надводные высоты отвалов как галечных /гг (рис. 145),
так и нижних /гв, при которых будут соблюдены необходимые
безопасные зазоры.
Наименьший зазор между рамой отвалообразователя и вер-
шиной галечного отвала принимается 0,5—1,5 м в зависимости
от размера драги и изменения высот расположения конца рамы
от дифферента драги.
Между днищем кормового скоса понтона и поверхностью
нижнего отвала наименьший зазор определяется для крайнего
положения понтона во время поворота драги в наиболее уда-
ленный угол разреза. Нижние отвалы сложены из мелкозерни-
стых пород, насыщенных водой, что позволяет уменьшать зазо-
ры до 0,2—0,7 м.
Надводная высота галечных и нижних отвалов зависит в ос-
новном от каменистости пород, подводной и надводной мощно-
сти россыпи, способа отсыпки отвала и коэффициента разрых-
ления. Однако при разработке россыпи на надводную высоту
отвала в наибольшей степени влияет надводная мощность рос-
сыпи. Поэтому для каждой драги имеются предельные наиболь-
шие значения надводной мощности, при которой будут соблюде-
ны необходимые зазоры. Поскольку доступ к определенной пло-
щади обеспечивается как размером рамы отвалообразователя,
так и длиной кормовых колод, то всегда имеются две предель-
ные наибольшие величины надводной мощности россыпи Н2.
Первая из них зависит от надводной высоты галечных отвалов,
а вторая от надводной высоты нижних отвалов, т. е.
//2б = /(йг) И /72б = /(йв).
Предельную высоту надводной части россыпи может ограни-
чивать длина рамы отвалообразователя или кормовых колод.
Так, на каменистых россыпях или при значительной подводной
части россыпи ее надводная высота обычно ограничивается дли-
ной рамы отвалообразователя. На малокаменистых россыпях
или при малой подводной глубине россыпи надводная мощность
406
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
обычно ограничивается длиной кормовых колод. Образование
дражных отвалов подробно рассмотрено в главах XI и XIV.
Запасы, расположенные на площадях, для которых после
установки драги будут соблюдены перечисленные выше условия,
считаются 'вскрытыми. Однако не во всех случаях целесообраз-
но и технически возможно отрабатывать драгой с определенны-
ми размерами все балансовые запасы. Запасы, расположенные
на площадях, к которым не обеспечен доступ, считаются не-
вскрытыми и они не включаются в промышленные запасы.
Способ вскрытия предопределяет важнейшие особенности
технологии разработки. В зависимости от проводимых горных
выработок и воздвигаемых сооружений различают следующие
основные способы вскрытия: 1) котлованом в пойме; 2) котло-
ваном с глубокой задиркой плотика; 3) котлованом на увале;
4) плотинами; 5) перемычками; 6) независимое вскрытие гори-
зонтов россыпи; 7) комбинированные способы.
2. СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ КОТЛОВАНОМ
Вскрытие котлованом в пойме. В этом случае для установки
драги (рис. 146) в пойме долины проходят котлован. Котлован
образует первоначальный разрез, из которого драга должна пе-
рейти к добычным работам. Расположение днища понтона драги
в котловане зависит от уровня воды в долине. Поэтому драга
может подойти только к площадям с достаточной по условиям
осадки понтона подводной глубиной россыпи, а также пройти
по площадям с невысоким надводным бортом, определяемым
размерами отвального оборудования драги.
Из уравнения (111) наименьшая подводная глубина россыпи
Я1М, при которой обеспечивается доступ по условиям осадки
понтона, равна
Ны = Ф + £1 + е (Д + R + Ю) tgaj — zn. (112)
Работы по вскрытию в основном сводятся к проходке котло-
вана, а на глубоких россыпях (свыше 10 ж) и к проходке дра-
гой наклонной выработки углубления 1—2—3—4,
Для вскрытия россыпи при этом способе необходимы не-
большие затраты. Драга разрабатывает всю толщу россыпи не-
зависимо от содержания металла, что упрощает технологию
разработки. Наряду с этим необходимо учитывать, что произ-
водить драгой выемку торфов не всегда целесообразно, так как
обогатительное оборудование в этом случае загружается пустой
породой и снижается извлечение металла из песков.
Этот способ создания доступа распространен на приисках
Урала и Сибири. Его целесообразно применять: на россыпях
с равномерным распределением металла или с металлоносными
пропластками, близко расположенными к поверхности; на
408
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
россыпях с заболоченной поверхностью; для разработки глубоких
или долинных россыпей средней глубины, с небольшим подъе-
мом плотика и поверхности в сторону увалов долины и не имею-
щих на поверхности высоких отвалов, а также для разработки
русловых россыпей.
Размеры котлованов должны обеспечить свободное маневри-
рование драги при переходе ее к добычным работам, а также
возможность поворота понтона во время сборки драги. Разме-
ры котлована связаны с размерами драги уравнениями:
I > 1,25]Л(Д + К)2 + Ш2;
b = Д2 + Ш2 + 2е,
где I— длина котлована, ж;
Ь — ширина котлована,
Д — длина понтона, ж;
Ш — ширина понтона, м\
К — длина кормовых колод, м;
е — зазор между понтоном и бортом разреза (е = 3—5), м.
Глубина котлована должна обеспечивать всплытие понтона
при меженном уровне воды в долине, а также свободный вывод
из-под понтона городков при его сборке. Глубину котлована от-
носительно уровня воды в реке принимают по уравнению
йк = 0,8Ф+г + е, ‘ (114)
где Лк — глубина котлована ниже уровня воды в долине, ж;
Ф — осадка понтона, ж;
г — высота городков настила (стапеля) (г = 1 —1,2), м\
е — запасная высота (е = 0,8— 1), ж.
Если драгу собирают на берегу, то котлован проходят мень-
шей глубины. В таком случае зазор между днищем понтона и
дном разреза в зависимости от драги составляет 1 —1,7 м.
Для 210-литровых драг котлованы обычно проходят длиной
60—65 ж, а шириной 45 м. Дну котлована придают уклон для
стока воды к колодцу насоса.
Уклон углубочной выработки (рис. 146, 1—2—3—4), прохо-
димой драгой, зависит от размеров отвального оборудования
драги, определяющего емкость отвалов. Для сокращения дли-
ны углубочной выработки целесообразно верхнюю часть россы-
пи предварительно снять до уровня почвенных вод.
Для крупных драг объем вынутых пород при проходке кот-
лована достигал 50 тыс. ж3. Кроме того, драга проходила углу-
бочную выработку объемом 200—300 тыс. м3.
Котлованы проходят гидравлическим способом, экскаватора-
ми, бульдозерами, скреперами и драгой. Больше всего распро-
странен гидравлический способ проходки с попутной добычей
металла. В этом случае проходят шурф сечением 1,5X1,5 м, глу-
(ИЗ)
ОСНОВНЫЕ положения по ВСКРЫТИЮ
409
Рис. 147. Образование
котлована драгой
биной до 4 м. Около него устанавливают землесос 8НЗ и шлюз
на козлах длиной 20—30 м для улавливания металла. Напорная
вода подается насосом 8НДв. Котлован размывают монитором,
начиная от шурфа. Стоимость проходки составляет 50—80 коп.
за 1 м3 без учета стоимости попутно полученного металла.
Котлованы проходят экскаватором с емкостью ковша 0,5—
1 м3- Породы отвозят в самосвалах. Стоимость 1 м3 выемки и
транспортировки — 0,4—1,0 руб.
При глубине котлована не более 3 м для его проходки при-
меняется бульдозер. Стоимость бульдозерной проходки котло-
вана в зависимости от расстояния перемещения 1 м3 пород со-
ставляет 40—60 коп.
Если торфа и пески сложены из реч-
ников, то для проходки котлована можно
использовать колесный скрепер с ковшом
емкостью 6—8 м3. Стоимость проходки в
этом случае 20—50 коп. за 1 м3.
Отвалы размещают на таком расстоя-
нии, чтобы они не мешали сборке драги.
Отвалы используют и для создания на-
сыпи со стороны реки, чтобы предотвра-
тить затопление сборочной площадки во
время половодья.
При проходке котлована экскавато-
ром или скрепером для водоотлива
используют 75—150-миллиметровые цен-
тробежные насосы.
Котлован можно проходить драгой,
ранее установленной и работающей на
россыпи. В этом случае драга отрабаты-
вает площадь в два смежных забоя
(рис. 147), а в том месте, где должен
быть котлован, прекращает выемку в одном (правом) забое и
переходит на отработку только второго забоя. При этом обра-
зуется котлован 1—2—3—4, который отгораживают от вырабо-
танного пространства перемычками 1—5 и 3—4.
Для установки драги целесообразно использовать старый
разрез. Его отгораживают перемычками от реки, откачивают во-
ду и подчищают дно и борта.
Вскрытие котлованом с глубокой задиркой плотика. Драгу
устанавливают, так же как и в предыдущем способе, в котло-
ване и располагают на горизонтах, определяемых уровнем воды
в реке. Для обеспечения доступа к площадям с возвышенным
плотиком драга производит задирку плотика на глубину 0,4—
1,8 м (рис. 148) на площади 1—2—3 или 4—5—6. Задирку
скального плотика можно производить черпаками драги, так
как с поверхности он разрушен. Плотик может быть представ-
410
ДРАЖНЫЙ способ разработки
лен дресвой на глубину до 0,5 м, а неразборный скальный пло-
тик находится на глубине свыше 1 —1,5 м от поверхноти. Такой
разрушенный плотик может быть подработан драгой с чер-
паком любых размеров. Плотик, сложенный из слабосцементи-
рованных глинистых сланцев малой крепости, также может
к которой необходима только
установка драги в котловане.
быть подработан драгами средней и большой мощности. Наряду
с этим «встречаются россыпи, плотик которых с поверхности раз-
рушен слабо и с трудом поддается выемке даже 380-литровы-
м.и драгами.
При задирке плотика коэффициент наполнения черпаков
т|н обычно ниже 0,3, а при выемке плотика повышенной крепо-
сти уменьшается до 0,05—0,03. Поэтому суточная и годовая про-
ОСНОВНЫЕ положения по ВСКРЫТИЮ
411
изводительность драги при задирке плотика резко снижается.
Так, при отработке больших площадей с глубокой задиркой про-
изводительность драги на протяжении ряда лет составляла
лишь 40% достигнутой при других способах.
На россыпях, где плотик не содержит полезного ископаемо-
го, глубокая задирка разубоживает пески. При задирке крепко-
го, плотика быстро изнашиваются черпаковая цепь, черпаковая
рама и другие части драги. В отдельных случаях черпако-
вая цепь из марганцовистой стали 210-литровой драги изнаши-
валась за лето. Вследствие этого при глубокой задирке плоти-
ка затраты на ремонт драги увеличиваются в 1,2—2,5 раза. При
глубокой задирке плотика увеличивается также расход электро-
энергии.
Глубокая задирка плотика снижает годовую и суточную про-
изводительность драги, годовой намыв металла и увеличивает
себестоимость добычи 1 м3 песков и 1 г металла..
Основным преимуществом данного способа является его
простота и возможность обеспечить доступ драге к участкам с
возвышенным плотиком без сооружения плотины или перемыч-
ки. Драга сама обеспечивает нужные зазоры между днищем
понтона и дном разреза. Для этого ее переключают с очистной
выемки на глубокую задирку скального плотика.
Простота данного способа создания доступа способствует
широкому его применению. Однако при этом ухудшаются тех-
нико-экономические показатели работы драги, поэтому исполь-
зование его чаще всего является нецелесообразным. Данный
способ следует применять только на россыпях с разрушенным
трещиноватым плотиком, содержащим в трещинах металл, и на
россыпях с широкой поймой долины без сужений, имеющих не-
большие площади с возвышенным и разрушенным плотиком,
т. е. когда сооружение плотин требует больших затрат, а также
на россыпях с малым притоком воды, где затруднено сооруже-
ние перемычек, или в сочетании с другими способами, как на-
пример. с использованием плотин или перемычек.
Необходимая глубина задирки для обеспечения доступа
определяется по уравнению (111)
2д = Ф + + е (Д + R + Ю) tg 04 Hi — zn. (115)
Целесообразность применения способа вскрытия котлованом
с глубокой задиркой плотика можно установить сравнением
технико-экономических показателей работы драги. Для этого
необходимо определить объем работ по глубокой задирке для
создания доступа, учесть снижение производительности драги,
разубоживание и удорожание себестоимости добычи 1 м3 песков
и 1 г металла. При сопоставлениях удобно пользоваться не толь-
ко абсолютными значениями этих величин, но важно также
знать и их относительное изменение.
412
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Определять основные технико-экономические показатели при
применении глубокой задирки удобно в следующем порядке.
Выемка скального плотика драгой весьма трудоемка. За время
выемки 1 л3 плотика драга может добыть от 3 до 10 м3 песков.
Отношение объема песков к объему скальных пород, захваты-
ваемых черпаком (в целике), определяет коэффициент трудо-
емкости выемки плотика, т. е. относительную трудоемкость ра-
бот по его выемке.
Производительность драги во время глубокой задирки Q3
связана со средней про-изводительностью Q при выемке обыч-
ных наносных отложений (при условии использования одинако-
вого рабочего времени): Q = $Q3.
Исходя из этого уравнения и уравнения (104) коэффициент
трудоемкости выемки скального плотика определяется
»=У, (116)
V
где Q3 —производительность драги во время глубокой задирки,
м3/ч;
т)н — средний коэффициент наполнения черпака при выемке
наносных отложений россыпи и плотика;
т]н — коэффициент наполнения черпака при глубокой задир-
ке скального плотика для обеспечения доступа;
р— средний коэффициент разрыхления при выемке нанос-
ных отложений и плотика для более тщательной его
зачистки;
р' — коэффициент разрыхления при глубокой задирке
скального плотика для обеспечения доступа.
Относительный объем работ при глубокой задирке опреде-
ляют коэффициентом задирки, который равен отношению суммы
глубины россыпи и глубины всей задирки плотика к сумме глу-
бины россыпи и глубины задирки, необходимой для зачистки
плотика:
гп
2П
(117)
где — коэффициент задирки для обеспечения доступа.
На площади с глубокой задиркой драга поочередно произ-
водит выемку песков и глубокую задирку плотика, и средняя
ее производительность QM при отработке всей площади зависит
от коэффициента трудоемкости выемки плотика ft и от коэффи-
циента задирки £3. Относительное снижение производительно-
сти драги равно отношению QM к Q
* _ Ом _ ?3
О’ — Т+(£3— 1)* ’
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВСКРЫТИЮ
413
где б — коэффициент производительности драги на участке
с глубокой задиркой;
Qm — средняя производительность драги на площади с глу-
бокой задиркой плотика по горной массе, м3 в целике.
Коэффициент производительности на площади с глубокой за-
диркой всегда меньше единицы.
Относительное снижение содержания металла в добываемой
горной массе определяется по уравнению (188).
Относительную годовую добычу металла на площади с глу-
бокой задиркой плотика (без учета изменения числа рабочих
дней в году) можно определить по уравнению (189).
Стоимость среднесуточного и часового содержания драги
при глубокой задирке плотика возрастает вследствие повышения
расходов на ремонт и электроэнергию. Себестоимость выемки
1 м3 плотика при глубокой задирке определяется по уравнению
5з = [5д + ^э(Х- 1) + р(о— 1)]&, (119)
где s3 — себестоимость 1 м3 при глубокой задирке плотика, руб.;
$д — себестоимость добычи 1 м3 песков драгой на площадях,
где нет глубокой задирки ($д = 15—80 коп.);
е—расход электроэнергии на драге при добыче песков (е =
= 1,8—3,0 кет- ч!м3);
s3—стоимость 1 квт-ч электроэнергии ($э =* 1 —10 коп.);
р — затраты на ремонт драги при добыче 1 м3 песков (р =
= 2—10 коп.);
X — коэффициент увеличения загрузки двигателей при глу-
бокой задирке плотика (X = 1,2—1,6);
со — коэффициент удорожания ремонта драги (со = 1,2—2,5).
Себестоимость 1 м3 горной массы на площадях с глубокой
задиркой, в которой учитываются повышенные расходы по со-
держанию драги, а также снижение производительности, опреде-
ляется из уравнения
Относительное удорожание себестоимости 1 г металла рав-
но отношению себестоимости металла на площадях с глубокой
задиркой к себестоимости на площадях без глубокой задирки и
других специальных работ по созданию доступа
V =—= v
/ 1
(121)
где S —коэффициент стоимости 1 г металла на площадях с глу-
бокой задиркой;
Цм — себестоимость 1 г металла на площадях с глубокой за-
диркой, руб.;
414
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Цп — себестоимость 1 г металла без специальных работ по
созданию доступа, руб.;
v — намывочный коэффициент на площадях без глубокой
задирки плотика;
vM — намывочный коэффициент на площадях с глубокой за-
диркой;
ц — коэффициент содержания металла на площади с глу-
бокой задиркой [см. уравнение (188)].
Наибольшие дополнительные затраты по задирке плотика
на 1 м3 запасов будут при отработке наиболее труднодоступных
блоков, имеющих наибольший коэффициент задирки для обес-
печения доступа £зб- Тогда эти затраты к труднодоступному бло-
ку Уг будут равны
Уг = 53($зб— 1).
Пример. Определить сравнительные показатели при создании доступа
посредством глубокой задирки плотика.
Исходные данные: средняя глубина задирки 2Д = 1,0 м, наибольшая
2дб—1,4 м; т]н, р, pz, — см. пример на стр. 398 $д= 20 коп/м3; е = 2квт-ч/м3'*
s3 = 0,016 руб/кет-ч\ р = 0,03 руб/м3,
1. Коэффициент трудоемкости выемки плотика по уравнению (116)
_ 0,79 • 1,5
°’ - 0,2 • 1,26“ 4'7*
2. Коэффициент задирки по уравнению (117)
3. Относительная производительность драги по уравнению (118)
1,14
6 = 1 + (1,14 — 1) • 4,7 ~ °’687'
Тогда
QM = 0,687 • 6050= 4150 м3/сутки.
Из предыдущего примера Q = 6050 м3/сутки.
4. Себестоимость глубокой задирки плотика по уравнению (119) (для
расчета принимают X = 1,4; = 1,5)
s3 = [20 + 2 . 0,016 (1,4 — 1) + 0,03 (1,5 — 1)] 4,8 1,07 руб/м3.
5. Себестоимость добычи 1 м3 массы пород по уравнению (120)
о _ 20+ (1,14—1)107
SM----------pjj-------= 30,5 коп/м3.
6. Наибольшие удельные затраты по глубокой задирке плотика для со-
здания доступа к труднодоступному блоку
Уг= 107 (1,195 — 1) 20,8 коп/м3.
7. Относительное содержание металла на площади с глубокой задиркой
По уравнению
1 + 0 пор
Р- — 1Д4 — 0,88.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ВСКРЫТИЮ
415
8. Относительный намыв металла драгой по уравнению (189)
е = 0,687 • 0,88 = 0,605.
9. Относительная себестоимость металла, получаемого на площади с
глубокой задиркой, по уравнению (121) (при подсчете принято v = = 1,0)
S30,5 -1,0
1 • 0,68 • 20 ~ 1’74*
Вскрытие котлованом на увале. При этом способе вскрытия
драгу устанавливают в котловане, пройденном на увале, где
плотик и поверхность россыпи расположены выше уровня воды
в пойме долины (рис. 149). Вода в дражный разрез из поймы
416
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
подается насосом или по водозаводной канаве. Горизонт распо-
ложения драги определяется уровнем воды в дражном разрезе.
На россыпях с пологим увалом драга может быть заведена на
увал (рис. 149) при движении левым ходом по падению. Одно-
временно с этим драга заводит на увал и воду, поступающую
из речки по боковым протокам разреза.
Данным способом можно разрабатывать россыпи, располо-
женные выше поймы, без сооружения крупных плотин, перемы-
чек и без глубокой задирки плотика. Для этого необходимо,
чтобы поверхность и породы увала позволяли удерживать воду
в разрезе на высоком уровне и чтобы утечка воды из разреза
была незначительна. Вода в разрез должна подаваться в та-
ком же количестве, как и при разработке безводных россыпей
(см. главу III).
В случаях, когда воду и драгу заводят на увал ходом по
падению долины, дополнительные затраты на подачу воды от-
сутствуют, но работа драги усложняется вследствие большой
засоренности воды в разрезе и необходимости зимой убирать из
него шугу. При подаче воды насосами расходы на подкачку не
превышают 2—5 коп. на 1 м3 добытых пород.
Для уменьшения утечки воды из разреза и удержания ее на
нужном уровне целесообразно вначале отработать увальную
часть россыпи с тем, чтобы нетронутые породы поймы не да-
вали воде просачиваться в нижний борт разреза. Если поймен-
ная часть россыпи разработана, то при применении этого спо-
соба доступа необходимо оставлять целик 1—2—3—4 (рис. 149)
шириной 10—20 м. Отработка целика 1—2—3—4 драгой услож-
няется. По этим причинам данный способ целесообразно приме-
нять на таких россыпях, где пойменная и увальная части не
соединяются и расположенная между ними непромышленная
полоса может быть использована в качестве целика.
Способ вскрытия котлованом на увале применяется для раз-
работки увальных и террасовых россыпей, расположенных в ши-
роких долинах.
Г л а в а V. СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ
И ПЕРЕМЫЧКАМИ
1. ВСКРЫТИЕ ПЛОТИНАМИ
При этом способе драгу собирают на поверхности россыпи
ближе к увальной части долины. Первоначальный разрез обра-
зуется с помощью плотины, перегораживающей долину. Вода
в долине поднимается выше меженного горизонта на 2—11 м
(рис. 150). Котлован в этом случае не проходят. Днище понто-
на драги устанавливают на более высоких горизонтах, чем в
котловане, расположенном в пойме.
p
£
L Шорохов
Рис. 150. Схема разработки россыпи при вскрытии плотинами
418
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Вследствие этого драге обеспечивается свободный доступ к
площадям с возвышенным плотиком, который может распола-
гаться даже выше меженного уровня воды в реке. Благодаря
подъему воды уменьшается надводный борт разреза, что обес-
печивает свободный доступ также к площадям со значительной
надводной мощностью.
Плотины на дражных разработках обычно состоят из земля-
ной насыпи и деревянного водослива для пропуска воды.
Необходимая высота подъема драги и уровня воды h' (на
определенной разведочной выработке) по условиям осадки пон-
тона определяется уравнением
h' = Ф -J- Ч” 8 (Д + R + Ю) tg осt — zn — /fi. (122)
Для расчета необходимой высоты подъема драги по размерам
отвального оборудования нужно предварительно установить
превышение в надводной мощности россыпи сверх предельного
значения, т. е. найти разность Н2—H2q.
Необходимая высота подъема драги по размерам отвального
оборудования Л" принимается меньше избыточной надводной
мощности россыпи, поскольку с подъемом уровня воды будет
изменяться величина Нт. Окончательную высоту подъема можно
установить перерасчетом величины Н2§ для различных высот
подъема уровня воды h" и для разных подводных глубин раз-
реза. При пересчете нужно выявить такую высоту подъема уров-
ня воды h", при которой сумма ее с Н"2§ будет равна Н2.
Высота подъема драги и уровня воды в долине принимается
равной наибольшей высоте, вытекающей из условий осадки пон-
тона и размеров отвального оборудования, т. е. величин h' и h'\
Плотины поднимают уровень воды ступенями (рис. 151),
Вследствие этого подъем воды у плотин относительно меженно-
го уровня наибольший. Уровень воды выше плотины несколько
поднимается вследствие подпора ее. На участках, где пойма
долины затоплена выше отметок бортов дражного разреза, т. е.
на участке 2—3, величина подпора мала и поверхность уровня
воды можно принимать горизонтальной. Правее точки 3 поверх-
ность бортов разреза превышает уровень подпора, а дражные
отвалы, образующиеся после отработки, создают дополнитель-
ные препятствия течению реки, вследствие чего подпор на участ-
ке 3—5 увеличивается. Подпор зависит от расположения драж-
ных отвалов и уклона долины и на уральских речках изменялся
от 7з до 7? уклона долины. Таким образом, плотина поднимает
в долине воду (создает подтоп) на отрезке 2—5, который назы-
вают расстоянием подтопа.
Для создания доступа для драги йа протяжении всей россы-
пи 1—7 необходимо поднять уровень воды на величину h. Поэто-
му плотина с высотой подъема воды Н обеспечивает драге доступ
Lg StnOL
Гip изо нт подъема Воды плотиной №1
Осадка понтона
_ rJJL плупшне. _У° {______
Гзризонт тодъема Воды плотиной № а
Рис. 151. Подъем уровня воды плотиной
Несводимый горизонт
поддержания Воды из
условия доступа драги
Урез Воды
6 реке
420
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
к запасам по всей ширине россыпи на расстояние L (отрезок
2—4). Эта величина называется расстоянием доступа, причем
юна всегда меньше расстояния подтопа. Для обеспечения досту-
па на площадях правее точки 4 необходимо соорудить вторую
плотину для подъема воды до высшей отметки 7. Разность точек
'6 и 4 определяет величину перепада воды на плотине.
Из схемы определяется зависимость между высотой подъема
воды плотиной и расстоянием, на котором обеспечивается доступ
драге:
Н = L sin 04 + h — Нп\
H + Hn-h
sin aj ’
(123)
где Н — высота подъема воды плотиной относительно межен-
ного горизонта,
Нп—высота дополнительного подъема от подпора воды на
протяжении расстояния доступа, м\
L — расстояние доступа, лг,
cci — угол падения долины, град\
h —необходимая высота подъема воды для обеспечения
доступа к площади по разведочной линии, м.
Поднять воду до отметки 7 можно, построив одну высокую
плотину а (рис. 151, пунктир). Этого можно достигнуть двумя
и бдльшим количеством плотин с меньшей высотой подъема.
Высота и число сооружаемых на одной и той же россыпи плотин
влияют на затраты по их постройке.
Затраты на сооружение плотины складываются из следую-
щих статей расхода: сооружение земляной насыпи, сооружение
водослива и освоение строительной площадки.
Увеличение высоты плотин и сокращение их числа увеличи-
вают объем земляных работ по сооружению насыпей, поскольку
сечение насыпи трапециевидное. Изменение удельных затрат
на сооружение земляных насыпей представлены кривой У2
(рис. 152).
Размеры водослива плотины зависят от секундных расходов
воды в реке, поэтому и затраты на сооружение водосливов зави-
сят от водоносности реки. С увеличением высоты плотин и сокра-
щением их числа как общие, так и удельные затраты на сооруже-
ние водосливов будут уменьшаться. Изменение удельных затрат
представлено кривой Уь
Затраты на освоение строительных площадок изменяются так
же, как и затраты на сооружение водослива, т. е. сокращаются
с увеличением высоты и уменьшением числа плотин.
Суммарные затраты на сооружение плотин изменяются по кри-
вой, имеющей форму параболы, удельные затраты— по кривой У,
общие затраты на сооружение всех плотин — по кривой Цв. Эти
СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ* И ПЕРЕМЫЧКАМИ
421!
кривые показывают, что для определенных условий залегания
россыпи, сооружения плотин, а также разработки россыпи су-
ществуют определенная высота подъема воды на плотинах и
расстояние доступа, при которых обеспечиваются наименьшие
расходы на сооружение плотин. Такая высота и расстояние до-
ступа соответствуют точке перегиба кривой.
Высота подъема воды на плотине, обеспечивающая наимень-
шие затраты на 1 ж3 запасов, так называемая целесообразная
высота подъема, может быть определена способом нахождения
минимума функции. Она отличается от наивыгоднейшей высоты,
которая должна обеспечивать наименьшие затраты на 1 м3 за-
пасов на строительство всех плотин. Если услов-ия постройки
вышележащих плотин одинаковы, что имеет место при выдер-
422
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
жанных ширине поймы, углах наклона увалов долины и усло-
виях постройки водослива и сооружения насыпи, то целесооб-
разная высота подъема соответствует наивыгоднейшей.
Целесообразная высота подъема воды на плотине имеет
сложную зависимость от основных условий, определяемых ме-
стом ее заложения, поэтому при математическом выражении
приходится использовать вспомогательный условный угол ср и
Рис. 153. Схема насыпи
плотины
решать уравнение с помощью косинуса тройного угла. Косинус
вспомогательного угла определяется упрощенным уравнени-
ем [59].
SB
2’4£Г + 39Т
СЬф = —41—±-1, (124)
(3’3+т)
где S — стоимость водослива и освоения строительной площад-
ки плотины, руб.;
s—стоимость 1 м3 земляных работ по возведению насыпи
плотины, руб.;
В — ширина поймы на уровне воды в реке, м (рис. 153);
ф— сумма коэффициентов заложения правого и левого ува-
лов долины; ф = ctg az + ctg а3;
ос 2, «з — углы откоса увалов долины.
Вспомогательный угол <р определяют в зависимости от вели-
чины косинуса. Если косинус больше единицы, то угол находят
по таблице гиперболических конусов. При косинусе, равном или
меньшем единицы, но большем нуля, угол ср устанавливают по
таблице круговых тригонометрических косинусов. При отрица-
СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ И ПЕРЕМЫЧКАМИ
423
тельном косинусе угол (р определяется следующим образом: у
косинуса вспомогательного условного угла отбрасывают отри-
цательный знак и его значение приравнивают косинусу угла а,
после чего угол а находят по таблице круговых косинусов.
В дальнейшем угол ср определяют по уравнению ср = 180—а.
Целесообразную высоту подъема воды на плотине Нц с по-
мощью вспомогательного угла ср определяют по уравнению [59]
яц= (3,3 + y)(Ch-| —0,5) + ft, (125)
где h — необходимая высота подъема воды и драги для обеспе-
чения доступа по условиям осадки и размерам отваль-
ного оборудования, м.
Как видно из уравнения, с увеличением стоимости водослива
при большой водоносности реки или большой трудоемкости со-
оружения водослива следует применять более высокие плотины,
чтобы число их на россыпи было меньше. Земляные работы
оказывают обратное влияние на высоту подъема. При снижении
стоимости 1 jw3 земляных работ целесообразно строить плотины
большей высоты.
В наиболее распространенных условиях при уменьшении ши-
рины поймы и увеличении углов откосов увалов, т. е. с умень-
шением суммы коэффициентов заложения, следует строить более
высокие плотины.
Уклон долины не влияет на целесообразную высоту подъема,
однако он влияет на расстояние доступа, что видно из уравне-
ния (123).
Кривая стоимости сооружения плотины (рис. 152) в точке
перегиба выполаживается, что предопределяет незначительное
увеличение затрат на подъем воды, если плотины будут несколь-
ко ниже или выше целесообразной высоты. Варьируя высотами,
близкими к целесообразной, можно добиться удешевления строи-
тельства плотин по другим условиям, не учитываемым уравне-
нием; например за счет расположения вышележащих плотин.
Для удешевления работ по подъему воды на всей россыпи вы-
шележащие плотины следует располагать в наиболее узких ме-
стах долины, а также там, где затраты на сооружение водослива
и на насыпку 1 м3 пород будут наименьшими.
Таким образом, некоторые отступления от целесообразной
высоты допустимы, если при этом возможно расположить вы-
шележащие плотины в более выгодном месте, где земляные ра-
боты и сооружение водослива обойдутся дешевле.
Условия залегания плотика по россыпи меняются. Поэтому
необходимая высота подъема драги для обеспечения доступа
к площадям по отдельным разведочным линиям также меняет-
ся. Для удешевления сооружения всех плотин необходимо стре-
миться к тому, чтобы плотины располагались на линиях,
424
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
которые требуют для обеспечения доступа небольших высот
подъема драги, а разведочные линии, на которых необходима
наибольшая высота подъема, располагались выше плотины и воз-
можно ближе к ней.
Методика использования уравнения целесообразной высоты
для расчета наивыгоднейших высот плотин меняется в зависи-
мости от характера изменения ширины поймы реки, определяю-
щей возможность использования сужений для размещения пло-
тин [59].
Конструктивные размеры насыпи [59] зависят от свойств по-
род, используемых для ее сооружения, и высоты подъема воды
на плотине.
Насыпь плотин намывают гидравлическим способом или от-
сыпают колесными скреперами, бульдозерами и самосвалами
с добычей пород экскаваторами.
При намыве насыпи попутно получают металл и в значитель-
ной степени возмещают затраты на ее возведение. Стоимость
гидравлического намыва насыпи без учета ценности улавливае-
мого металла составляет 50—70 коп за 1 ж3.
При возведении насыпи экскаваторами применяют небольшие
машины с ковшом емкостью 0,5—1 м3 и 4—5-тонные самосва-
лы. В этом случае насыпь уплотняют кулачковыми катками или
увлажняют во время отсыпки. Сооружение насыпи в зависимо-
сти от условий и расстояния перевозки пород обходится в 0,5—•
1,0 руб за 1 м3. При возведении плотин из сухих, достаточно
устойчивых и невалунистых пород колесными скреперами стои-
мость сооружения насыпи составляет 30—60 коп. за 1 м3.
Плотины на дражных разработках строятся с высотой подъе-
ма воды 2—11 м. Чаще встречаются плотины с высотой подъема
воды 5—6 м.
Объем насыпи самых больших плотин достигал на Урале 130 000 м3, а дли-
на по гребню 2,2 км. Наибольшее число плотин на полигоне одной драги не
превышало. 19. Срок службы плотин составляет от 0,5 года до 10 лет. Круп-
ные плотины после отработки россыпи часто используют в качестве водосбор-
ников для гидравлических разработок.
Наиболее распространенным водосливом является деревян-
ный со щитовым затвором и ряжевыми устоями на свайном
основании, с двумя шпунтовыми рядами по внешней линии пону-
ра и порогу (королевому брусу) или же на скальном основании.
При малых сроках службы плотин (до года) применяют водо-
сливы стоечно-обшивного типа с облегченными устоями.
Стоимость сооружения 1 м2 сечения лотка водослива, рассчи-
танного для пропуска потока в зависимости от условий и конст-
рукции, при механизации забивки свай и заготовке лесоматериа-
лов составляет 200—400 руб.
СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ И ПЕРЕМЫЧКАМИ
42?
Для снижения затрат на водоотлив в обход водослива проходят водослив-
ную канаву, которая пропускает воду только во время паводка, а в межень,
ее перегораживают перемычкой. Щитовой водослив в таких случаях рассчи-
тывается на пропуск примерно половины паводковых вод. Сооружать водо-
сливную канаву можно в том случае, если поверхность увала позволяет ее
пройти без больших затрат, а основание канавы представлено крепкими по-
родами.
Для создания достаточного количества вскрытых запасов и
испытания плотины под нагрузкой ее следует строить на талых
россыпях с опережением во времени на 0,5—1 год. Это необхо-
димо также для того, чтобы устранить недостатки, обнаружен-
ные во время испытания плотины. Запаздывание в сооружении
плотин вызывает необходимость применять глубокую задирку
плотика и строить перемычки, что снижает производительность
драги и вынуждает оставлять в бортах россыпи пески с про-
мышленным содержанием металла. На мерзлых россыпях, когда
применяется естественная оттайка, плотины приходится соору-
жать с большим опережением, чтобы к подходу драги породы
на затопленных площадях успели оттаять.
Расходы на погашение стоимости сооружения плотин на 1 м3
запасов россыпи для Урала составляли 1,5—4,0 коп. и редко (на
отдельных наиболее сложных участках) повышались до 15 коп.
Если россыпь разрабатывается по восстанию, то целики под
плотинами теряются безвозвратно. Для уменьшения этих потерь
при возведении насыпи намывным способом вначале на месте
сооружения плотины проходят котлован до плотика и насыпь
намывают непосредственно на плотик.
К преимуществам применения плотин относятся более полная
отработка балансовых запасов и увеличение годовой производи-
тельности драг. Большая полнота отработки балансовых запасов
объясняется тем, что в промышленные запасы могут быть вклю-
чены дополнительные площади с малой подводной глубиной
россыпи, с плотиком, расположенным на 2—4 м выше меженно-
го уровня воды в реке или площади с надводной мощностью
россыпи до 8—10 м. При отсутствии плотин эти площади, рас-
положенные на переходной части от поймы к увалу, не могут
быть отработаны драгами и их приходится разрабатывать гид-
равлическим или другим способом с высокой себестоимостью.
При возведении плотин значительная часть поверхности россы-
пи затопляется и глубина промерзания в зимнее время уменье
шается, а при наличии многолетней мерзлоты ускоряется ее
оттаивание. Подъем уровня воды значительно облегчает выем-
ку песков с бортовых площадей, так как уменьшается врезание
драги в увал и объем задирки плотика. По этим причинам уве-
личивается средний коэффициент наполнения черпаков и сред-
негодовая производительность драги, а также продолжитель-
ность сезона работ, так как затопление значительных площадей
облегчает зимние работы, особенно когда в реке мало воды.
426
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Плотины строятся как на маловодных, так и на многоводных
россыпях с секундным расходом воды в речке от 15 л до 400 м3.
На маловодных россыпях плотины ограничивают поверхно-
стный и подземный сток воды из дражного разреза, что делает
возможным разработку таких россыпей без дополнительного
водоснабжения. Это имеет большое значение для нарушенных
россыпей и россыпей, сложенных из отложений с высоким коэф-
фициентом фильтрации. Плотины значительно увеличивают объ-
ем воды дражного разреза, что сокращает простои драги от
засорения приемных колодцев и водонапорной сети и повышает
извлечение металла, так как обогатительная аппаратура снаб-
жается более осветленной водой. При хорошей организации ра-
бот сокращаются также простои драги, связанные с креплением
береговых роликов и переноской кабеля. Кроме того, плотины
осветляют отработанную воду, что важно в случаях использо-
вания воды речек электростанциями и другими предприятиями.
Плотины особенно целесообразно применять на россыпях, доли-
ны которых имеют сужения.
2. ВСКРЫТИЕ ПЕРЕМЫЧКАМИ
При этом способе вскрытия драгу устанавливают в котловане
так же, как и в первых двух способах вскрытия. Во время раз-
работки месторождения для обеспечения доступа к площадям
с возвышенным плотиком и высоким надводным бортом поперек
поймы или речки сооружают простейшие плотины — перемычки
(перевалки) (рис. 154). Перемычками поднимают уровень воды,
а следовательно, и драгу на высоту Нп = 0,7—2 м и в редких
случаях до 4 м.
Насыпь перемычки в сечении имеет форму трапеции с шири-
ной гребня 3—4 ж и с откосами 1,25—1,5. Ширина гребня при-
нимается такой, чтобы по нему могла проходить машина, соору-
жающая насыпь.
Для сокращения объема работ при сооружении перемычки
используют дражные отвалы, что возможно при разработке рос-
сыпи по восстанию. В этом случае перемычки возводят только
в боковых протоках 1—2—3 дражного разреза (рис. 155, а) и
объем работ по их возведению не превышает 200—500 м3. Драж-
ные отвалы хорошо удерживают воду, если в верхние галечные
отвалы попадает глина, не промытая в бочке.
На широких россыпях, разрабатываемых одинарно-попереч-
ной системой, для образования перемычки насыпают один на
другой два отвала (рис. 156), ширина перемычки при этом уве-
личивается и она меньше пропускает воду. Чтобы отсыпать та-
кой отвал, выемку пород драгой производят косым забоем. Кро-
ме того, при значительном просачивании воды через отвалы
оставляют целик 1—2—3 и досыпают мокрый откос отвалов
СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ И ПЕРЕМЫЧКАМИ
427
глинистыми породами 4—5—6. Для строительства перемычек
применяют бульдозеры, а при большой их длине—и колесные
скреперы.
Рис. 154. Схема разработки россыпи при вскрытии перемычками
В протоках разреза перемычки можно сооружать с помощью
драги (рис. 157). Выемку пород в таком случае производят за-
брасыванием кормы (см. главу XIII). Однако такой способ уве-
личивает простои драги и снижает заполнение черпаков. Поэто-
му применять его следует в том случае, если для сооружения
перемычек невозможно использовать бульдозеры.
Рис. 155. Перемычки
СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ ПЛОТИНАМИ И ПЕРЕМЫЧКАМИ
429
При разработке россыпи по падению перемычки сооружаются
впереди драги, и это не позволяет использовать дражные отва-
лы* Вследствие этого объемы работ по возведению перемычек
увеличиваются и в таких условиях перемычки применяют редко.
Высота подъема воды у перемычки не превышает наиболее
низких отметок поверхности россыпи по бортам разреза.
Для снижения объема работ по возведению насыпи перемыч-
ки строят на козлах (рис. 155, в).
Рис. 156. Перемычка из сдвоенных отвалов
Деревянных водосливов со щитовыми затворами перемычки
не имеют. Воду обычно направляют в обход перемычки по уваль-
ной части долины (рис. 155, а справа), если дерн достаточно
прочный и не размывается за срок существования перемычки.
Воду пропускают также по канаве, пройденной в обход пере-
мычки (рис. 155, а слева), если породы устойчивы и не требуется
430
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
значительных затрат на ее проходку. Место пропуска воды у
перемычек на крупных речках укрепляют шпунтовыми рядами
из накатника диаметром 12 см или из брусьев диаметром 10 см,
между которыми насыпают
гальку (рис. 155, б). Для удоб-
ства обслуживания и забивки
шпунта некоторые перемычки
имеют легкий мостик на сваях,
В таких условиях вода пол-
ностью просачивается по галь-
ке и перепад уровней даже
А-А
Рис. 157. Отсыпка перемычки драгой
при секундном расходе свыше
3 м3 не превышает 0,8 м. Иног-
да для пропуска воды уст-
раивают деревянные же-
лоба.
Насыпь и водослив пере-
мычки служат ‘ недолго — от
одной до трех недель, по-
этому их относят к временным
сооружениям.
После ливней и во время
весеннего паводка приток воды
увеличивается и перемычки
часто размываются. Это может
привести к понижению уровня
воды в разрезе и посадке дра-
ги на отвалы. Поэтому стре-
мятся не поднимать уровень
воды перемычками на боль-
шую высоту, если нет уверен-
ности в удержании ее во время
паводков.
Через насыпь перемычек,
особенно по галечным отвалам,
просачивается значительное
количество воды, и поднять
уровень ее можно лишь в том
случае, если приток воды в
речке превышает утечку ее от
просачивания. Количество во-
ды, просачивающейся через
перемычку, зависит от нали-
чия глины в галечных дражных
отвалах и от их протяженности, что определяется шириной рос-
сыпи. Поэтому наименьший приток, при котором возможен подъ-
ем уровня воды, для разных россыпей различен. В наиболее
СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ 431
распространенных условиях поднять уровень воды перемычкой
и удержать ее можно при притоках более 100 л!сек.
Расстояние между перемычками (рис. 157, величина L) зави-
сит от необходимой высоты подъема драги, угла падения доли-
ны и подъема воды [см. уравнение (123)]. Вследствие малого
естественного подпора им пренебрегают и в уравнении прини-
мают равным нулю.
Расстояние между перемычками составляет 50—200 м. Ме-
сторасположение перемычки выбирают исходя из условий наи-
меньшего объема работ по ее возведению и необходимой высоты
подъема драги для обеспечения доступа к наиболее труднодо-
ступным площадям.
Вследствие малой высоты подъема воды перемычками их
сооружают при необходимости подъема драги на высоту до
0,5—0,7 м.
Перемычки сооружают постепенно, по мере отработки рос-
сыпи, и на возведение их не требуется больших единовременных
затрат. Перемычки используют также в сочетании с другими
способами создания доступа, например с глубокой задиркой
плотика и др.
Глава VI. СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ
И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ
1. НЕЗАВИСИМОЕ ВСКРЫТИЕ ГОРИЗОНТОВ
Выработки вскрытия проходят к двум или трем горизонтам
и каждый горизонт (уступ) отрабатывают самостоятельно
(рис. 158).
Драгу в этом случае устанавливают одним из рассмотренных
выше способов, например в котловане, причем возможность до-
ступа к площадям россыпи предусматривают исходя из того, что
драга будет отрабатывать только нижнюю часть россыпи.
К верхнему горизонту создается независимый доступ колесным
скреперам, бульдозерам, экскаваторам или оборудованию для
гидравлической разработки, с помощью которых отрабатывает-
ся верхняя часть толщи наносных отложений.
Если верхние породы россыпи металлоносны, то пески до-
ставляют на промывку, и этот комплекс работ относят к добыч-
ным работам верхнего горизонта. Если поверхность россыпи
состоит из торфов и их перемещают в отвалы, располагаемые
на бортах разреза, или на дражные отвалы, все работы на верх-
нем горизонте относят к подготовительным вскрышным работам.
Расположение основания верхнего горизонта при наличии в,
нем металла устанавливают из допускаемой для драги наиболь-
шей надводной высоты забоя. Если торфа малой мощности, то
основание верхнего уступа стремятся приурочить к кровле
по Г и IP
ЛЯ
ч>7
Л 2
Рис. 158. Схема разработки при независимом вскрытии горизонтов россыпи
СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ 433
пласта песков. При значительной мощности торфов возможны
следующие различные расположения основания верхнего горизон-
та: 1) по основанию верхнего слоя торфов, если он представлен
растительным торфом, 2) на 0,5—1 м выше уровня воды драж-
ного разреза, 3) ниже уровня воды разреза так, чтобы над пла-
стом песков оставался слой торфов не менее 1 м. /Мощность
верхних горизонтов россыпи, имеющих независимое вскрытие и
отрабатываемых с опережением над нижним горизонтом, изме-
няется от 0,2 до 10 м.
Независимый способ вскрытия на россыпях с равномерным
распределением металла применяют в тех случаях, когда над-
водная мощность россыпи значительна. Тогда работы по добы-
че песков на верхнем горизонте должны вестись с использова-
нием отдельной промывной установки. При отработке верхнего
горизонта можно использовать для промывки песков драгу.
В этом случае породы на наиболее возвышенных площадях, ме-
шающих проходу драги, снимают и перемещают в низины. Тогда
работы на верхнем горизонте сводятся к разравниванию (раз-
валовке) возвышенных площадей россыпи.
Применение независимого способа вскрытия на россыпях,
имеющих на поверхности торфа, предопределяет технологию
дражных разработок с предварительными вскрышными рабо-
тами. Предварительные вскрышные работы не только необхо-
димы для обеспечения доступа драги к определенной площади,
но могут быть целесообразны по следующим причинам. Во-пер-
вых, их следует применять, когда вскрышные работы другими
машинами дешевле, чем драгой; при этом, кроме снижения экс-
плуатационных затрат, увеличивается годовая добыча металла
и снижаются капиталовложения на единицу годовой продукции.
Во-вторых, данный способ вскрытия может быть целесообразен
в случаях, когда стоимость вскрышных работ дороже выемки
пород драгой, но когда этим облегчают работу драги во время
очистной выемки.
Например, предварительная вскрыша растительного покро-
ва снижает засорение воды в дражнохм разрезе, вследствие чего
сокращаются простои драги от засорения оборудования и уве-
личивается извлечение металла. При разработке мерзлых рос-
сыпей предварительные вскрышные работы ускоряют естествен-
ную оттайку нижней толщи россыпи, что повышает производи-
тельность драг и снижает затраты на оттайку песков. Кроме
того, данный способ следует применять на россыпях со сцемен-
тированным прослойком повышенной крепости, для выемки
которого требуются буровзрывные работы. Если на поверхности
россыпи залегает растительный торф, то независимый способ
вскрытия целесообразно применять даже при малой мощности
торфа (от 0,2 At), так как при этом уменьшается засорение воды
в разрезе.
28 С. М. Шорохов
434
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Независимое вскрытие трех горизонтов, из которых два верх-
них представлены торфами различной крепости в определенных
условиях, содействует увеличению использования вскрышных
машин (см. раздел первый).
Независимый способ вскрытия нескольких горизонтов распро-
странен и относится к наиболее прогрессивным, так как обеспе-
чивает значительное увеличение годовой производительности
драги на добыче металла.
2. СМЕШАННЫЕ И ПРОЧИЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ
На пойменных россыпях значительной протяженности часто
меняются условия их залегания. Поэтому на отдельных площа-
дях таких россыпей целесообразно применять различные соче-
тания основных способов вскрытия, например: плотиной с неза-
висимым способом вскрытия, плотиной с глубокой задиркой
плотика и перемычками, перемычками с глубокой задиркой и
независимым способом и др.
На рис. 159 представлена схема вскрытия при отработке пойменной рос-
сыпи 380-литровой драгой. Россыпь была маловодной, имела значительный
уклон, большой подъем плотика и поверхности, прилегающей к увалу. В лет-
ние засушливые месяцы поверхностный приток воды снижался до 20 л/сек и
проводилось дополнительное водоснабжение. Для этого использовалось водо-
хранилище емкостью 400 тыс. м3, расположенное в верховьях речки. Доступ
обеспечивался посредством плотин, перемычек и глубокой задирки плотика.
Общая протяженность россыпи составляла 6,1 км и с 1928 по 1949 г. на ней
было построено двенадцать плотин и пять перемычек. Высота подъема воды
на плотинах изменялась от 3 до 9,5 м.
Наиболее удобно был разрешен доступ на участке россыпи от плотины 5
до 7 и 9. Применение плотины 5 сочеталось с постройкой перемычек и задир-
кой плотика у верхней границы доступа. Плотина 9, построенная в суженной
части поймы, была использована до наивыгоднейшей высоты подъема. Рас-
положение плотины 1 также было удобно, но высота подъема воды была зани-
жена, вследствие чего вынуждены были соорудить плотину 2 в невыгодном
месте. Высота плотин 5, 10 и 12 была меньше наивыгоднейшей. За счет уве-
личения высот плотин, расположенных в сужениях поймы, и уменьшения вы-
сот плотин в широкой пойме, можно было сократить количество плотин
и уменьшить объем земляных работ.
На участке долины с уклоном в 0,018 доступ от плотины 3 до плотины 5
обеспечивался мелкими плотиками и перемычками в сочетании с большим
объемом работ по глубокой задирке плотика. Вследствие этого производи-
тельность драг была низкая. Высота плотины 13 была больше наивыгодней-
шей, что привело к увеличению объема насыпи до 130 тыс. м3. Расходы,
связанные с сооружением плотин и перемычек по всей россыпи составляли
4 коп. на 1 м3 добытых драгой пород, наибольшие затраты до 8 коп. были на
участках плотин 2 и 5.
Кроме рассмотренных основных способов вскрытия имеется
ряд других, не получивших широкого распространения. К ним
относится вскрытие с оставлением целиков.
Этот способ применялся при разработке по восстанию (рис. 160, левая
часть россыпи) каменистой россыпи с крутым падением (0,02—0,03). Для
уменьшения утечки воды из разреза и удержания 210-литровой драги на
СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ 435
высоких горизонтах вдоль каждого хода драги, т. е. примерно через каждые
60 м, оставляли поперек россыпи целики шириной на поверхности 3—4 м.
Недостатком этого способа являются большие потери песков в целиках.
Правая часть этой россыпи отрабатывалась по падению 210-литровой дра-
гой (см. рис. 160). Вначале применяли глубокую задирку крепкого плотика
в сочетании с перемычками и годовая производительность драги составля-
ла 56% от средней за весь период эксплуатации. В дальнейшем начали стро-
ить плотины и годовая производительность драги увеличилась до 147%.
3. ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ
В долинной россыпи пласт песков обычно залегает в средней
части поймы на больших глубинах, а надводная мощность рос-
сыпи небольшая. Доступ к таким площадям обычно возможен
при установке драги на горизонтах, определяемых меженным
уровнем воды в реке, почему для разработки этих запасов не
требуется сооружать плотины, перемычки или проводить какие-
либо другие работы. На многих россыпях, на площадях, распо-
ложенных ближе к увалам долины, плотик и поверхность под-
нимаются, отчего увеличивается надводная мощность россыпи
и уменьшается ее подводная часть. Разработка таких бортовььх
площадей без плотин или проведения других особых работ по
созданию доступа невозможна. Это необходимо для отработки
дополнительных запасов песков на бортовых площадях долины.
Поэтому производить особые работы по обеспечению доступа
целесообразно тогда, когда затраты на них оправдываются при-
ростом запасов, вскрытие и разработку которых возможно осу-
ществить дополнительно. Основным показателем, отражающим
экономическую оценку проведения работ по созданию доступа,
являются затраты, приходящиеся на 1 м3 пород дополнительно
вскрываемых запасов. Себестоимость добычи 1 м3 пород с этих
бортовых участков состоит из расходов на выемку и промывку
пород драгой, а также дополнительных расходов на создание
доступа.
Если при проектировании разработки россыпи выявилась не-
обходимость сооружения плотины и перемычки или проведения
глубокой задирки плотика, то следует пересмотреть бортовое
содержание металла, так как для подсчета балансовых запасов
бортовое содержание устанавливают приближенно без учета до-
полнительных расходов на указанные работы. При этом необхо-
димо исключать из промышленных запасов блоки с низким со-
держанием металла, ценность которого не может окупить осо-
бые затраты на плотины, перемычки и глубокую задирку
плотика. В таких случаях граница промышленной россыпи может
не совпадать с границей балансовых запасов.
Дополнительные затраты на сооружение плотин, необходимые
для обеспечения доступа драге к отдельным блокам, располо-
женным на протяжении всего расстояния доступа, меняются да-
же на россыпи с выдержанными условиями залегания [59]. Эти
28*
[** Граница балансовых запасов
Граница вскрытых запасов
Рис. 161. Схема выделения запасов на профиле по способам вскрытия
Высшая отметка поверх-
ности
уровень воды в реке
высшая отметка плотика
П.№2,Н‘7
108^//////,
<11. №1, H*7^
Габбро
т т
Пироксенй!\ г
Низшая отметка плотика
т
т Т
Пироксенит
Дунит I
Невскрытые участками поте-.
ри в целиках 4
' “ -ПН92\о~г-ИЗ
\П №3',ог'-119
П №1\ог-107
Общая еранца вскрытых х
запасов "
Граница запасов , вскрытых
при установке драги в_____
котловане
Участок, требующий незави-
симого вскрытия и разработки,
верхнего горизонта россыпи
Участки, требующие задирки
плотика
№ разведочной линии 61 62 63 64 65 Л6 67 68 69 610 |* 1 того1
высшая .отметка поверхности по выработкам. м 101 Ив 114 108 108 110 110 112 116 117
Уровень воды в реке, м 98 101 . 102 104 105 106 107 109 111 113
Уклон долины 1 0,006 | 0,005 | 0,011 0,005 | 0,005 | 0,005 | 0,01 | 0,01 1 0.01 1
Польша я наадооная высота россыпи, м 3 18 12 3 в 3 3 5 4
Подводная глубина меньшая, 3 -2 0 '0,5 '1,0 1,5 1,о' 0 0,5 2.0'
россыпи, м большая 8 9 7 5 5 6 5 4 5 5
большая глуоина заварки плотика, м 0 0 0 0,5 1,0 1;0 0 0 0 1.0 0 1,5 0
Объем подработанного плотикв на участке. тыс. м* | о 1 0 I 9 | 20 I ю 1 0 . 1 в | 27 1 '0 1 0 76
Объем насыпи плотины.тыс. mz во 30 40
| X верхний гор, (пески, торфа) 20 48 20
15? > Носоеоством прохоОки S-ч^ котлована 250, 80 60 70 50 70 100 100 80 80 340
sg Сооружением плотин и с забиркои плотика 900 500 450 300 300 380 ьоо в 70 506 703 4300
Невскрытые балансовые запасы,тыс м- 20 0 1 80 .50 0 0 30 20. 0 201
Рис, 162. Графическое изображение схемы вскрытия
высшая отметка поверхности
высшая отметка л.о отика
П.Я012;'н-59
Уровень воды в реке
403,8
(ИРН.Нл.б
tllP4ji'4.$
if №? tf '4J
П fiFA.fi‘5
373/
364,
Яигч9гм,6$
~ Г350.2
Пиролсенит
№ризведичпыл пиний
2^
1-26 | 8-27
11fiP6,H'
П №4, п-5/5 П№ь, tf-22
397,5
win
389.2
Пироксенит
!аМро
77/7
и №7
1936г 1
п.№14
1939?
v ию
1947?
№9
1944?
1935г
П.№!1;ог-395.5
4Место разработки паровой драги
Масштаб
*
33~33
9-28/29
7'26
190 200 300 400 500 М
23-26
2629 2779
635
30-29
32-41
356 2~50''40/6
160 ю
230
30 20
280
110 200
80
160
ЬО 200
30 210
330 \270
100
100 120
200
140
40
100
120
350
£
$
Л37
26/9
25-28
10-28/29
17^25 ~
1926
I 27-29
2629 I
П. №2,0?-354,2
ЗвО
370 ~~
160 40 190
36-11 (
24 1525
П. №16; в-3,0
и-пЛС'№“
П№3, Н-4,5
fUP2tff-4.4
пироксенит
Сланцы
I/ZW
1LNe1ro.t.-350,75
П№5,о.г-372р
^3»
4f0
n№d,fi-/u
(1№9,ос 169,6
'l«zl 1
цО“
i
в №1О о г -393, и
/7№12, иг -398,2
Дунит
1933г.
ду-гя? I
в17-23г
V £
$
Л. №13: О г -465
Старая плотина от паровой драги
И
15
10
Расстояние, м
высшая отметка поверхности по
выработкам линии, м___________
Уровень воды.м
Подводная глобина
россыпи по дыра
биткам, м
Меньшая на
линии
большая но
линии
3522 352,8 353
343,5 I 344,8 I
343^5 | 347,2
2,55 2.0 0,6
8,85 7/
Зл9,1
352
большая надводная высота россы-
пи по выработкам линии, м
Уклон долины
8,85 8,0 5,8
0,006
34с33125j29
230 20
1360^^2 вЦ
3545 359,^ 364Д •
~ -
47
5 2/4,2
0,018
60 80 20
^/74,4
371,3 373,2
373,6 370
I—-И
I 369,63
368
1.4
4,9
0,37
_I—
3,5 1/
2/
377,3
375,1 ~
6 \ 375J
2/
382/
Высшая отметка дна разреза по
маркшейдерским замерам,м
Высший уровень воды, удерживаемый
плотиной при проходе драги
Объем насыпи пло
тины тыс м 3
Построенной
Ноивыгоднейший
Ширина разработанной рпгсьти
по линии, м____________________
вскрытые и разработанные запасы
участкаt тыс мэ
С. М. Шорохов
390,4 393,6
___ ! 392fi ру I
379/\ 383/ I 383/
381/4 । 384 | 387^6
4,74 2/ 4,9 -1,3 5,3
395,6
389 ~~
397,6 401,8 399,5
—U-------рг-----uL_
390,76 \39?,7 I
---- 39^
1,0
407,8 406t7 407,4
407,0 411
412
6,44 14,7 17,8 9,4 11,3
390,2 | ЗЭ1,9\
5,16
395,7
-0,5
400
\5
8,76
4,2 3,5
4,5 2,99 3,8
405,85
“ 40/7
,8
409
419,5
—I----
413,5
0,1 -0,4
2,4
1,0
5,0
-0,2
2,6
1,16 V 614 4,8 6,0
L--X—X у ,--------
I 0,007
175Д5 \ 378,47 । 377,79
376,38
6,84
V
7,б1 7,4
—Li------X
0,009
5,6
4,3
6,0
0,014
^358,5
35838
'372.2
372г2\
0,013
J 355,6
rj5M7\35863
I '35^5' 364,68
-____ I 369,88 371,2
9
365/8 I
366,65
0,005
38^-03
0,015
" I ' 1Ж7
1 ~39в/ Г
'С9 '399/7 |
403
390,8
| 393.19
194/^1
394Р '
3697?\
3744?! 37Л32р8О,29
' 1,6
380
379,55
391,55
40^,6
392,98
403,7 399/5
403,1 403,7
408,78
392/
8 ' 22
397,4
540 664
12
6,5
13
1,7 1/
196 85 71
МО 80 86
5,0
104
47
~34
3,4
53
98 370 502 340 320
256
330 294
560 284 480
Рис, 159. Схема вскрытия россыпи
364 436
357
Высшая отметка поверхности
Уровень Вовы 6 реке
Высшая отметка лк ото ко
20 -
16
12
8
4
О
0^4,8^
fUPS'FV
363
/12-34г.
Масштаб
100 200 300
Г1./ГЗ,Ю2,3
366
Л42'38г.
372
7928 г.
П/г2
П№4^
7933 г.
ЛЮ
Л7 25г.
Л206
/14 -31 г
/12-25 г.
П.7Г1
—-L7^"
Л13з-31г
/1734-37г
Габбро
Л/А34г,
^4
7937г.
/1/9-29 г
1935 г.
7930 г.
нироксениты
Л44 -29 г
7330 г.
1927г. '
) 1926г.
376
/937 г.
7931г..
1932 г.
, 7929г.
7933 г.
/935г
/937г.
/934 г
1936 г.
П.№2
368
лмсриболиты
; 1939г
7940г.
/1N°3
1Ц
nf
7941г
/942 г.
7929г
Л12 <
/5 А
Л22-29г.
Л204 -39 г.
/1205'39 г.
№ разведочной линии /0- । 25г 19 * । - . ?9г 12-25 г 2Г. ?9г 22 29г 9-2^ 7г 23. ?9г 44-2 5г 11 । 1 25г 71В- 13г цд-цг 8-2 1 1 ' 5г 77Е-35г /40-32г 139 З/г 204-3 9г 205 2 39г -2^ "г 20 Л 6 35 /-2 37г 5г /34 - -3/г /зз । 31г 4- 31г
Уровень воды В реке, м 1 41 I 9,5 1 40 I 1 II I I 4 5 402,4 398,8 396,5 393,3 39 L* 1 LJ 1 1 0,5 1 । 37' 1,7 373,9 L 1 1 369,3 L_j | 1 366,5 1 365,7 1 362,5 1 35 Г
Уклон реки 0, 03 1 \025 0,02 0,077 0,0/6
Высшая отметка поверхности по южной части 42 I I ’5 414,5 409,5 401 Fill 1 5,0 402,8 400 398,2 395,5 39 । . 1 1 1 1 1 2,8 381 5,4 382 | 1 7 38 > 1 1 • 1 1 1 \0 388,5 370,7 374,8 377,. । 1 1 1 9 1 368,8 1 366,7 1 1 1 384,8 363,2 36 1 । 1 — Г I 3,0 361,2 1 ।
Отметка Юж чый борт 41 1 1 6,7 40 1 1 8,7 40< Г I ' 1 7,8 399,9 398,8 39 । । .... 8,5 394,2 391,2 31 й 1 1 39,4 38 2,3 378 1 1 \8 37 7,0 374 ,5 37, 1 1 1 0J 369,3 367,8 361 36. V 36 КО 35. 7,1 35 S.5 35: г,; 35 V
плотика Северный борт 1 1 404,8 399,6 1 390,1 I
большая надводная высота россыпи 5 ,5 1, 1 1 0,4 1 J 1 ,2 /. i i 7 2,2 2 I I ,о 3, — I 0 2, 8 9 2, 3 4- 0 2, 1 3 3, 7
Подводная глубина Южный борт 2,8 4, 1 1 1 I । 6 3,6 0,3 2.3 2,1 1. 1 I 1 [ ; 1 1 4 1 0, 1 9 1 Л 1 г /л 9 1 0,9 2, 5 i 1 5 " Г' ' ” 1 2,8
россыпи, м Северный борт .1 Г -0,3 3.2 1 i I । । 5L_
Объем насыпи плотины, тыс. м3 -j Г 1 1 Г 1 5 Is 70,7 ।
вскрытые запасы, тыс м 3
Рис. 160, Схема вскрытия россыпи
438
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
дополнительные затраты на создание доступа к бортовым бло-
кам, расположенным у верхней границы доступа, в несколько
раз больше средних удельных дополнительных затрат на строи-
тельство плотин на 1 ;и3 дополнительных запасов, которые мож-
но отработать после постройки плотин. Наибольшие дополни-
тельные расходы вызваны необходимостью обеспечить доступ
только к запасам наиболее труднодоступного блока определен-
ной скважины. Поэтому они должны быть погашены за счет
запасов этого блока, и бортовое содержание для них должно
быть установлено по наибольшим дополнительным затратам.
Для обоснования выбранного способа доступа и проектиро-
вания размещения плотин, перемычек необходимо графически
оформить схему создания доступа и построить профили по раз-
ведочным линиям. На профилях (рис. 161) необходимо нанести
границы балансовых и промышленных запасов, к которым обес-
печивается доступ при установке драги на горизонте, опреде-
ляемом меженным уровнем воды в долине, а также условные
горизонты задирки плотика на площадях с возвышенным пло-
тиком и горизонты съема 'надводной толщи на участках с боль-
шой надводной мощностью россыпи. Схема вскрытия (рис. 162)
должна содержать продольный профиль, увязанный с планом
россыпи, а также основные цифровые данные, характеризующие
условия залегания россыпи и объемы работы по созданию до-
ступа. Для плана схемы наиболее удобен горизонтальный мас-
штаб 1 :5000, в крайнем случае 1 : 10 000.
Наиболее подходящим вертикальным масштабом является
1:200 и 1:250. Графическое оформление схемы показано на
рис. 162 [59]. На схему наносят плотины, перемычки, с новым
горизонтом подъема воды в долине, а также горизонты задирки
плотика, которые необходимо выдерживать для обеспечения до-
ступа к отдельным площадям россыпи.
Россыпные месторождения, которые можно вскрыть только
одним способом, встречаются редко. Доступ к определенной
площади россыпи может быть достигнут различными способа-
ми. При каждом способе требуются разные затраты и обеспе-
чивается различное извлечение металла, а также различная про-
изводительность драг. Поэтому при выборе и обосновании спо-
собов вскрытия необходимо сопоставлять их технико-экономи-
ческие показатели.
Объем расчетных работ по обоснованию способа вскрытия
зависит от залегания месторождения и ряда других обстоя-
тельств, определяющих условия работы драги и экономику
предприятий. В частности, на него оказывают большое влияние
запасы на площадях, требующие проведения особых работ по
созданию доступа, необходимая высота подъема драги, крепость
и металлоносность плотика и водоносность россыпи.
СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ 439
Рассмотрим случаи, при которых упрощается обоснование способа вскры-
тия. Сюда относится создание доступа к площадям со следующими особеннос-
тями: большая высота подъема драги (более 1—1,5 м) для обеспечения досту-
па к значительным запасам на срок свыше одного-двух лет работы ^драги;
плотик сложен из крепкой неметаллоносной скалы, при выемке которой коэф-
фициент наполнения черпаков < 0,2, а россыпь очень маловодна и в засуш-
ливые месяцы имеет приток менее 50 л/сек. Такие условия благоприятствуют
применению плотин, поэтому для обоснования способа их сооружения можно
ограничиться расчетом следующих сравнительных показателей: установить
общую сумму затрат на сооружение плотин при наивыгоднейших высотах
и расположении плотин, подсчитать удельные расходы на 1 м3 запасов в бло-
ках пограничных скважин у верхней границы доступа, а также проверить
бортовое содержание для этих пограничных площадей.
В этих же условиях, но при разрушенном или средней крепости плотика,
особенно при наличии в нем металла, необходимо рассмотреть целесообраз-
ность создания доступа к блокам пограничных скважин у верхней границы
доступа посредством задирки плотика. Таким образом, в данном случае необ-
ходимо сопоставить способ вскрытия плотинами с вариантом применения пло-
тин в сочетании с глубокой задиркой плотика на верхних площадях.
В тех же условиях, но при средней водоносности россыпи, когда в засуш-
ливые месяцы поверхностный приток составляет не менее 100 л/сек, следует
сопоставить способ вскрытия только плотинами с вариантом применения пло-
тин в сочетании с перемычками для обеспечения доступа драге к блокам по-
граничных скважин у верхней границы доступа.
В последних двух случаях расчеты по сопоставлению вариантов необхо-
димо проводить с учетом общих и удельных затрат для каждого способа,
годовой производительности драг по породе и металлу и себестоимости 1 м3
породы и грамма металла. При металле нося ости плотика необходимо опреде-
лять количество извлекаемого из месторождения металла для различных
вариантов.
Площади россыпи, которые для обеспечения доступа к ним драги требуют
высоты подъема менее 0,5 м, в большинстве случаев целесообразно разраба-
тывать с применением перемычек. Однако иногда постройка плотин может
быть оправдана и при малых высотах подъема. На выбор способа вскрытия
в таком случае влияет крепость плотика, постоянство ширины поймы и в
некоторой степени водоносность речки. Так, при крепком плотике, изменчивой
ширине поймы с наличием сужений, при маловодных россыпях даже на пло-
щадях с малой высотой подъема плотины могут оказаться вполне целесообраз-
ными. При несколько увеличенной водоносности речки возникает необходимость
рассмотреть применение плотин в сочетании с перемычками на верхней границе
участка доступа у каждой плотины. В таких условиях для обоснования способа
вскрытия нужно сопоставить варианты применения только плотин и перемычек
и их сочетания.
В тех же условиях, но при мало изменяющейся ширине поймы и средней
или значительной водоносности речки преимущества, наоборот, будут на сто-
роне способа с применением перемычек. В последнем случае выбор упрощается,
и можно ограничиться установлением дополнительных абсолютных и удельных
расходов на сооружение перемычек и выявлением влияния их на годовую до-
бычу металла и его себестоимость.
При металлоносном плотике средней крепости следует рассмотреть спо-
соб вскрытия с применением перемычек в сочетании с задиркой плотика. На-
конец, если крепость плотика невелика, а содержание металла в нем выше
бортового, следует рассмотреть вариант вскрытия с применением только глубо-
кой задирки.
Если условия залегания россыпи, требующие подъема драги
на малую высоту, не позволяют ясно выявить преимущества то-
го или иного способа вскрытия, нужно сопоставлять все основ-
440
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ные способы. Сопоставление проводят по всем сравнительным
показателям (по абсолютным и удельным затратам, годовой
производительности драги по породе и металлу и себестоимости
1 ж3 породы и грамма металла). При металлоносности плотика
необходимо также сравнивать количество извлекаемого из рос-
сыпи металла.
При средних высотах подъема, крепости плотика и водонос-
ности речки обычно выгоднее применять комбинированные спо-
собы вскрытия, сочетающие перемычки с глубокой задиркой или
с плотинами.
Во всех случаях следует рассмотреть целесообразность при-
менения независимого способа вскрытия, особенно когда необхо-
димы плотины или перемычки, поскольку торфа со вскрышных
работ могут быть использованы для возведения насыпей.
Перемычки и плотины с малым сроком службы, сооружаемые
во время эксплуатации, строятся на счет оборотных средств и
учитываются как подготовительные работы. Строительство круп-
ных плотин следует производить за счет капиталовложений и
учитывать на балансе предприятия.
4. МЕСТО ЗАЛОЖЕНИЯ КОТЛОВАНА ИЛИ ПЕРВОЙ ПЛОТИНЫ
Котлован, образующий первоначальный разрез драги, может
быть пройден в различных местах россыпи. Местоположение
котлована в нижней или в верхней части россыпи предопреде-
ляет общее направление разработки россыпи по восстанию или
по падению. Расположение котлована влияет как на очистную
выемку (поскольку направление разработки россыпи предопре-
деляет» и общее направление перемещения разреза), так и на
капитальные затраты, связанные с пуском драги, и на годовую
добычу металла в первые годы работы драги.
Расположение котлована в нижней части россыпи и последу-
ющая разработка россыпи по восстанию создают в наиболее
распространенных случаях более благоприятные условия для
работы драги и для отработки всей россыпи. При этом удешев-
ляется сооружение перемычек, поскольку для их образования
можно использовать дражные отвалы. В этом случае при соору-
жении плотин можно увеличивать естественный подпор путем
изменения направления движения потока соответствующим раз-
мещением отвалов, что позволяет сооружать плотины с меньшей
высоты. Плотины принимают полную нагрузку не сразу, а посте-
пенно, благодаря чему их можно быстро вводить в эксплуата-
цию. Как следует из уравнений (164 и 165), при разработке рос-
сыпи по восстанию подводная глубина разреза в местах отсыпки
отвалов достигает наибольших значений, что приводит к увели-
чению предельной надводной мощности россыпи, определяемой
СМЕШАННЫЕ СПОСОБЫ ВСКРЫТИЯ И ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ 44?
размерами отвального оборудования. Это позволяет обходиться
меньшей высотой подъема драги во время отработки площадей
с возвышенной поверхностью. При расположении котлована вни-
зу уменьшается утечка воды из разреза на россыпях, имеющих
старые подземные выработки, а также появляется возможность
регулировать эту утечку сооружением перемычек. Кроме того,
при разработке россыпи по восстанию уменьшается засорен-
ность воды в разрезе и забоя глинистыми хвостами, так как вод-
ный поток лучше выносит древесные остатки, а зимой шугу,
чем облегчается работа драги, когда разрез находится не в русле-
реки. В связи с этим во время разработки россыпи по восстанию
несколько повышается производительность драг и снижается
себестоимость добычи 1 .и3 песков.
На очень водоносных россыпях с уклонами долин менее 0,002
и при средней или большой подводной глубине россыпи преиму-
щества разработки по восстанию становятся менее замет-
ными.
При расположении котлована вверху россыпи и разработке
ее по падению несколько уменьшается утечка воды из разреза
на каменистых россыпях со значительным уклоном, если они не
имеют старых подземных выработок. Кроме того, при постройке
плотин все целики под ними могут быть отработаны. Во время
разработки россыпей, расположенных в русле речки, такой поря-
док облегчает работу драги осенью, так как представляется воз-
можным дражными отвалами задерживать и отгораживать раз-
рез от шуги.
При выборе места заложения котлована необходимо соблю-
дать следующие общие положения, связанные с разработкой все-
го месторождения в целом: сокращать расходы по перевозке-
драги, располагая котлован по возможности ближе к имеющимся
путям сообщения и используя для его образования старые раз-
резы; сокращать затраты на первые годы работы по сооружению-
поселка, мастерских, линии электропередач, используя уже име-
ющиеся; принимать такое расположение котлована, которое
обеспечивало бы сплошную отработку площадей россыпи с наибо
лее высоким содержанием не в последние, а в первые годы рабо-
ты драги; уменьшать на первые годы разработки затраты на
работы по вскрытию и на подготовительные работы, т. е. на со-
оружение плотин, глубокую задирку плотика, оттайку много-
летней мерзлоты и т. п.
Выполнение этих условий может различно влиять на общие
экономические показатели. Поэтому место заложения котлована
выбирают, сопоставляя все возможные варианты.
Площадка для котлована должна быть пригодна для раз-
мещения мастерских, складов и частей драги, а также удобна
для проведения подъездных путей и не затопляться во время па-
водка.
442
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Наибольшее распространение получило расположение кот-
лована в нижней части россыпи. На больших водоносных пой-
менных россыпях, которые предполагается разрабатывать не-
сколькими драгами, часто две драги собирают на одной площад-
ке. В таком случае одна драга разрабатывает россыпь по
восстанию, а другая по падению.
Глава VII. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ
И ПРЕДОХРАНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ
Для того чтобы драга могла производительно работать, не-
обходимо до начала очистной выемки провести на россыпи ряд
подготовительных работ. К ним относят: очистку поверхности
россыпи от леса; предохранение от глубокого промерзания;
предварительную вскрышу торфов; разваловку высоких отвалов;
оттайку площадей, охваченных многолетней мерзлотой; работы
по распределению воды на отрабатываемой драгой площади и
др. Потребность в этих работах зависит от условий, все они тре-
буют применения различного оборудования, технология и трудо-
емкость их проведения также различны. Так, на ряде россыпей
отсутствуют работы по вскрыше и оттайке, а работы по очистке
-от леса производятся в малых объемах. На других же месторож-
дениях в больших объемах производятся работы по оттайке
мерзлоты, вскрыша торфов превышает объемы добычи песков и,
таким образом, подготовительные работы составляют наиболее
трудоемкую часть всего процесса разработки россыпи.
К подготовительным работам приступают за один-четыре
года до того, когда драга подойдет к определенной площади и
начнет добычу песков. Сроки опережения проведения отдельных
Подготовительных работ зависят от их сложности и трудоемкости,
что определяется применяемой техникой и затратой времени на их
проведение. Наименьшие сроки опережения определяют с таким
расчетом, чтобы к началу промывочного сезона все подготови-
тельные работы были закончены на площадях с запасами, обес-
печивающими работу драги на 3—6 месяцев. Своевременность
и качественное проведение подготовительных работ не только
обеспечивают бесперебойную добычу песков драгой, но и позво-
ляют ей развить наибольшую производительность.
1. ТЕПЛООБМЕН НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ
И РАСПРОСТРАНЕНИЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОД
На земной поверхности происходит постоянный теплообмен
с окружающим воздушным пространством. Поверхность земли
поглощает лучистую энергию солнца и преобразует ее в тепло.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ
443
Часть лучистой энергии отражается и излучается поверхностью
и теряется. Остальное тепло используется на испарение влаги,
растениями и на теплообмен с нижележащими породами, а так-
же теряется от теплообмена с воздушным потоком [47]. В зави-
симости от поступления солнечного тепла и общего теплового
баланса на поверхности теплообмен с нижележащими породами
может происходить в разных направлениях; так, при избыточ-
ном тепловом балансе нижележащие породы будут нагреваться,
а при недостаточном охлаждаться или удерживать постоянную
температуру.
Количество тепла, которое может быть получено поверхностью
от солнца, зависит не только от его удаленности и особенностей
поверхности земли и расположения ее по отношению к лучам,
но и от продолжительности дня, чистоты воздуха и облачности.
Поэтому количество тепла, получаемое в летние месяцы в се-
верных областях с континентальным климатом, может быть
выше, чем в более южных с морским климатом. Так, например,
летом солнечная радиация в центральном районе Колымы
(г. Сусуман) выше, чем в Ленинграде.
Потери лучистой энергии измеряются единицей альбедо, рав-
ной отношению отраженной энергии к общему количеству лучи-
стой энергии, дошедшей до Земли. Эти потери зависят от цвета,
ровности и влажности поверхности. Потери от излучения земли
зависят от температуры и поверхности земли, а также от коли-
чества водяного пара, температуры воздуха и расположения об-
лаков. Так, при низкой облачности потери на излучение могут
быть небольшими и даже совсем отсутствовать. С увеличением
прозрачности воздуха и высоты местности над уровнем моря
потери увеличиваются.
По наблюдениям [48] на россыпи р. Куронах в Южной Якутии
в июне—сентябре 1949 г. потери на отраженную радиацию сос-
тавляли 16—20%, потери излучения 32—47% и только 26—48%
поглощались земной поверхностью. Из общего количества тепла,
поглощаемого земной поверхностью (на той же Куронахской
россыпи), 34—80% использовалось на испарение, потери на теп-
лообмен с приземным воздухом составляли 10—43% и только
от 0 до 38% (в среднем 13%) передавалось нижележащим поро-
дам. По отношению же к общей солнечной радиации этот тепло-
поток в толщу пород в среднем составлял только 5%.
Распределение тепла, поглощаемого земной поверхностью,
изменяется от того, представлена ли поверхность растительным
покровом или песчано-галечными породами. Так, при песчано-
галечной поверхности использование лучистой энергии умень-
шалось на 5% вследствие повышения потерь на излучение от
большего нагрева поверхности; потери на испарение уменьшались
на 25%, но на 9% увеличились потери на теплообмен с воздухом.
Тепловой поток, проникающий в толщу пород, увеличился до
444
ДРАЖНЫЙ способ разработки
12—22% по сравнению с 5% на площадях с растительным пок-
ровом.
Теплообмен земной поверхности с нижележащими породами-
происходит за счет теплопроводности пород, а также и посредст-
вом излучения и передачи тепла воздухом и влагой, перемещаю-
щимися по породе (конвенкцией). Однако теплопередачи за счет
излучения и конвенкции в породах россыпей малы, поэтому теп-
лообмен в основном определяется теплопроводностью и тепло-
емкостью пород.
Коэффициент теплопроводности определяет способность пород
проводить тепло. Основное влияние на коэффициент теплопро-
водности оказывает влажность и зерновой состав пород. Сухие-
песчано-глинистые породы россыпей имеют малый коэффициент
теплопроводности X, равный 0,1-4-0,3 ккал/м- ч-град. С увеличе-
нием влажности теплопроводность увеличивается. Для расти-
тельного торфа, залегающего на поверхности россыпей, X=0,02-4-
0,03 ккал!м • ч • град.
Удельная теплоемкость твердой части — сухих песчано-гли-
нистых пород и речников в зависимости от петрографического-
состава 0,16 -4-0,21 ккал1кг • град, т. е. изменяется мало и с до-
статочной точностью может приниматься равной 0,2. Для таких
пород основное влияние на изменение теплоемкости оказывают
влажность и зерновой состав, определяющие количество связан-
ной влаги.
Теплоемкость воды и льда выше теплоемкости твердой части
пород, поэтому с повышением влажности теплоемкость пород,
находящихся в естественном состоянии, повышается. По этой же
причине породы россыпей в талом состоянии имеют большую
теплоемкость, чем мерзлые.
Снеговой покров оказывает большое влияние на зимний теп-
лообмен и глубину зимнего промерзания пород. Звездообразная
форма снежинок содействует образованию в снежном покрове
пустот, заполненных воздухом, поэтому снег имеет плохую теп-
лопроводность и в значительной степени уменьшает выделение
из пород тепла. Рыхлый снег имеет больше пустот, а следователь-
но, и меньшую теплопроводность.
Теплопроводность снега обычной плотности в восемь раз
меньше, чем плотного, и более чем в двадцать раз выше, чем
у льда.
Под снежным покровом температурные колебания зимой зна-
чительно меньше и глубина промерзания уменьшается. Так, по
наблюдениям на площадке у Свердловска снеговой покрое
к февралю достиг наибольшей толщины — 40 см, к марту он
уменьшился до 36 см. При таком покрове суглинистые породы
к концу марта промерзли на 0,8 м, а на смежной площадке, где
снег все время счищали, глубина промерзания достигла 3,2 м.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ
445
На глубину зимнего промерзания оказывает большое влияние
также время выпадения снега и наступления морозов. В восточ-
ной части Сибири сильные морозы наступают до образования
снежного покрова. Поверхность россыпи значительное время нахо-
дится не защищенной от холода, быстро отдает тепло и промер-
зает на значительную глубину до выпадения снега. Теплоем-
кость пород после замерзания уменьшается, поэтому после об-
разования снежного покрова на мерзлоте дальнейшее промер-
зание происходит быстрее. Глубина зимнего промерзания пород
на россыпях в естественных условиях составляет 0,5—3,5 м.
Таким образом, на глубину промерзания пород зимой оказы-
вают влияние как климатические условия, так и теплофизиче-
ские свойства пород. Теория теплопроводности позволяет опре-
делять глубину зимнего промерзания только для упрощенных
условий. Так, при расчетах принимают, что породы однородны,
изменение температуры от поверхности до границы промерзания
происходит не по кривой, а по прямой, теплоизоляция поверх-
ности от снежного покрова учитывается введением в расчет тер-
мического сопротивления без учета его теплоемкости, влияние
нижележащего талого слоя пород учитывается введением в рас-
чет теплового потока снизу к границе промерзания, температура
воздуха, термическое сопротивление снега и величина теплового
потока снизу принимаются постоянными в течение всего периода
промерзания. Исходя из этих положений составляют дифферен-
циальное уравнение баланса тепла для пограничного слоя про-
мерзания пород, принимая, что количество тепла, отводимое от
границы к поверхности, равно сумме количества тепла, поступа-
ющего снизу [49].
Интегрируя дифференциальное уравнение [49], выводят сле-
дующее уравнение времени промерзания:
+ - 026)
где К— количество скрытой теплоты плавления льда, ккал
в единице объема пород;
С — объемная теплоемкость мерзлых пород, ккал/л3 • град\
t = tQ — tB— разность температур, град’,
t0 — температура замерзания пород, град',
tB— температура воздуха у поверхности, град',
X— коэффициент теплопроводности пород, ккал/м-град-ч',
d — толщина пород, промерзших за рассматриваемый от-
резок времени, м\
q — тепловой поток от нижних талых пород, ккал/м2 -ч\
S—толщина условного слоя пород, м, термическое соп-
ротивление которого равно термическому сопротив-
лению снежного покрова и сопротивлению теплопере-
дачи с поверхности [49].
446
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Рис. 163. Изменение температуры в мер-
злой россыпи
В случаях, когда пренебрегают нижним теплопритоком от
талых пород, т. е. при ^ = 0, расчетное уравнение примет следую-
щий вид: ________
d=l/-^r----------5- <127>
у K + ^+s*
Уравнение (126) неудобно для расчета, и для определения
глубины промерзания пользуются номограммой [49]. Однако при
выводе этого уравнения
учтены все основные ус-
ловия, влияющие на про-
мерзание, поэтому оно яв-
ляется более обобщаю-
щим по сравнению с дру-
гими. Автор допускает ис-
пользование его и для
расчета оттайки мерзлых
пород.
Превышение глубины
зимнего промерзания по-
род по сравнению с лет-
ним оттаиванием приво-
дит к образованию много- .
летней мерзлоты. Летом
многолетняя мерзлота от-
таивает только с поверх-
ности, толщина слоя
многолетней мерзлоты на
россыпях в южных райо-
нах Амурской области до-
стигает 10 л, а на россы-
пях вдоль северо-восточ-
ного побережья Ледовитого океана она доходит до 400 м. Темпе-
ратура мерзлых пород россыпи на глубине до 6—16 м изменяет-
ся по временам года (рис. 163), поскольку здесь сказывается
влияние оттаиваемых за лето пород. На определенной глубине
устанавливается относительно постоянная наибольшая отрица-
тельная температура, которая для различных районов колеблет-
ся от —1 до —10°, редко понижаясь до —14°. Ниже температура
повышается и нижнюю границу распространения мерзлоты опре-
деляет нулевая температура.
На рис. 164 приведены данные изменения температуры в по-
родах на протяжении года для россыпи прииска Красноармей-
ского у Чаунской губы [53]. Температура пброд у поверхности
на глубине 0,2 м колебалась от —19 и до +10°; самая низкая
температура пород в глубине россыпи наблюдалась в конце
марта, наибольшая же глубина оттаивания была в конце августа.
,Рис. 164. .Изменение температуры мерзлых пород на Красноармейском прииске
448
дражный способ разработки
В северных районах многолетняя мерзлота имеет сплошное
распространение, в том числе и в долинах речек. Однако вдоль
русла больших речек, которые не промерзают зимой, имеются
талики, залегающие на мерзлых породах. В таких условиях охват
площади долинных россыпей многолетней мерзлотой может сни-
жаться до 70—80%. В более южных районах многолетняя мерз-
лота вдоль русла крупных речек совершенно исчезает. Еще юж-
нее она встречается в виде отдельных пятен, расположенных
в основном на возвышенностях и на площадях, удаленных от
русла рек, и охват ею промышленных площадей в долинных рос-
сыпях снижается до 10—30%. В таких местах после вырубки
леса мерзлота может и совершенно исчезнуть.
Весной, когда сойдет снег, начинается усиленное оттаивание
мерзлых пород. Оттаивание происходит как с поверхности, так
и с нижней границы талых пород. В наиболее южных районах
зимняя мерзлота оттаивает в апреле, в Западной Сибири и на
Среднем Урале в мае. В более северных районах зимняя мерз-
лота оттаивает в июле-августе.
В табл. 48 приведены данные о глубине оттаивания за лето
россыпей с многолетней мерзлотой.
Таблица 48. Средняя глубина оттаивания пород (прииск Среднекан)
Породы Глубина оттаивания, м
южный склон северный склон пойма
Мох и растительный торф Ил, суглинок с щебнем, покрытый тонким сло- 0,55 0,46 0,52
ем торфа Суглинок с щебнем, покрытый сверху тонким 1,28 0,61 1,10
слоем перегноя Щебень с суглинком без растительного покро- 2,15 0,9 1,25
2,4 1,1 1,40
2. ПРЕДОХРАНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ РОССЫПИ ОТ ПРОМЕРЗАНИЯ
На дражных разработках предохранять поверхность россыпи
•от промерзания важно в северо-восточных районах Сибири, где
глубина зимнего промерзания в естественных условиях состав-
ляет 1,7—3,5 м. Выемка драгой мерзлых пород такой большой
мощности без рыхления невозможна. Это задерживает пуск драг
ранней весной и удорожает добычу песков, поскольку оттаивание
зимней мерзлоты обходится дорого. Уменьшение глубины про-
мерзания позволяет сократить расходы на рыхление мерзлых
пород. Поэтому на россыпях, не охваченных многолетней мерз-
.лотой, площади, которые будут отрабатываться драгой зимой
и весной, нужно предохранять от промерзания.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ 449
В районах, где снежный покров образуется с первыми моро-
зами, предохранять поверхность от глубокого промерзания це-
лесообразно снегозадержанием.
Чаще всего для этой цели до выпадания снега устанавливают
щиты или укладывают валки из срубленных елок. Снег, пере-
носимый ветром, скапливается в виде сугробов вдоль огражде-
ний, установленных рядами, перпендикулярно господствующему
направлению ветра. Снегозадерживающие щиты изготовляют из
1,2X5 см теса «вагонки». Наиболее распространены щиты разме-
ром 1X2 м. Они должны быть решетчатыми, что улучшает за-
держание снега. Тес пришивают с промежутками от 5 до 15 см\
в зависимости от этого отверстия занимают 50—75% площади
щита. При более редком расположении тесин сугробы ложатся
более полого.
Щиты привязывают к забиваемым в почву кольям и устанав-
ливают в ряд по пять-шесть штук, после чего оставляют промежу-
ток в 15—20 м. Промежутки в рядах следуют в шахматном по-
рядке. Ряды устанавливают на расстоянии 15—30 м один от
другого. После того как высота сугроба достигнет 2/з высоты
щитов, их переставляют так, чтобы обеспечить равномерное на-
копление снега. За зиму’щиты перестанавливают два-пять раз.
Для снегозадержания на площади в 1 га требуется 60—<
100 щитов.
Вместо щитов могут быть использованы срубленные елки, ко-
торые укладывают валками длиной по 5 ж с промежутками в
5—10 м. Извлекать елки из-под снега для последующей переста-
новки трудно, поэтому к такому способу снегозадержания при-
бегают лишь в том случае, когда нужно накопить слой снега
толщиной не более 1 м.
Снегозадержание можно производить также путем образова-
ния снежных валов тракторными валкообразователями.
При снегозадержании с предохраняемой площади переносят
все зимние дороги и тропинки, поскольку снег на них уплотня-
ется и приобретает большую теплопроводность, отчего породы
глубоко промерзают.
Предохраняют от промерзания площади россыпи с ровной
поверхностью путем заливки их водой. Для задержания воды
породы должны быть достаточно водонепроницаемыми. Обра-
зующийся с первыми морозами ледяной покров предохраняет
поверхность от сильного охлаждения и глубокого промерзания.
Если подо льдом сохраняется слой воды, поверхность полностью
предохраняется от промерзания. Если вода уходит из-подо льда,
породы могут промерзнуть на глубину 1—2 м. Наиболее простой
способ заливки поверхности водой сводится к тому, что осенью
до наступления морозов на предохраняемой поверхности с по-
мощью бульдозера обваловывают площадь насыпями высотой до
1,5 м с шириной гребня 1 м. Валы располагают с таким расчетом,
29 С. М. Шорохов
450
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
чтобы можно было затопить поверхность слоем воды толщиной
0,8—1,5 м. Вследствие уклона поверхности для создания необ-
ходимой толщины водного покрова валами приходится огоражи-
вать площади с поперечными размерами от 30 до 100 м. Это
расстояние можно установить по уравнению (123), принимая
естественный подпор равным нулю. Обвалованные площади за-
ливают водой осенью по канавам; иногда воду заливают 50—
75-миллиметровым центробежным насосом, распределяя ее
по трубам диаметром 50—75 мм и резиновым или пеньковым ру-
кавом. Вода не должна уходить из-под льда. При утечке она
должна восполняться.
Для заливки водой можно также отсыпать валки высотой
0,5—0,6 м. На обвалованной площади забивают колья с проме-
жутками 1 м, концы которых возвышаются над поверхностью
на 20—30 см. Поверхность затопляют водой и после образования
льда толщиной примерно 10 см, когда лед «схватился» с колья-
ми, оставшуюся воду выпускают через предварительно уложен-
ные в валках трубы. Образовавшееся воздушное пространство
обладает малой теплопроводностью и предохраняет поверхность
от сильного охлаждения, а ледяная корка небольшой толщины
весной быстро тает. Важно, чтобы во льду не образовалось тре-
щин, по которым холодный воздух может проникать в подледное
пространство. Можно также проходить бульдозером продольные
и поперечные канавы глубиной до 0,4 м с оставлением целиков
шириной 1 м. Канавы заливают водой, и лед примерзает к це-
ликам. После выпуска воды из канав подо льдом образуется
воздушный прослоек. При всех этих способах трудно предотвра-
тить растрескивание льда, и это ограничивает их применение.
В районах, где сильные морозы наступают до образования
снежного покрова, наиболее целесообразна заливка поверхности
водой с последующим снегозадержанием.
Известны также следующие способы предохранения поверх-
ности от промерзания: покрытие ее ветками елок, укладываемых
на лежнях из накатника; покрытие ветками елок с обливанием
их при наступлении морозов водой для образования корки льда;
засыпка слоем мха, опилок, соломы и рыхление посредством
вспашки. Все эти способы не вышли из стадии опытного приме-
нения и промышленного распространения не получили.
Предохранять поверхность от промерзания особенно целе-
сообразно, когда отработка толщи россыпи производится по вер-
тикали, т. е. при дражном и частично при экскаваторном спо-
собах разработки.
На дражных разработках при постройке плотин для обеспе-
чения доступа значительная часть поверхности россыпи затопля-
ется водой, что полностью предохраняет породы от промерзания.
В этом случае не нужно проводить особых работ по предохране*
нию от глубокого промерзания.
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
451
При предохранении поверхности от промерзания созданием
ледяного покрова необходимо весной принимать меры к скорей-
шему оттаиванию льда, для этого его посыпают золой или зем-
лей и в отдельных случаях подрывают.
Глава VIII. ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД
РЕЧНОЙ ВОДОЙ
Непосредственная выемка мерзлых пород вследствие большой
их крепости современными горными машинами непроизводитель-
на. Поэтому при разработке россыпей с мерзлыми породами их
необходимо предварительно разрыхлить. Рыхление производится
взрывными работами или оттайкой.
Рыхление мерзлых песков, если они непосредственно должны
поступать на промывку, производят оттайкой, так как извлечь
металл можно только из талых песков. Для рыхления торфов
можно применять оттайку или взрывные работы. Предпочтение
отдается способу, который обеспечит наименьшие затраты на
рыхление и вскрышные работы. При больших объемах вскрыш-
ных работ на мерзлых торфах в большинстве случаев выгодна
оттайка.
Поэтому на дражных разработках в основном используют
оттайку. Взрывные же работы применяют в малых объемах толь-
ко для рыхления небольшого слоя зимней мерзлоты.
Для оттайки мерзлых пород россыпей можно использовать
речную воду (водооттайка), солнечное тепло (естественная от-
тайка) и применять особые способы, имеющие вспомогательное
значение (парооттайка, электрооттайка и др.).
При водооттайке используют речную воду при ее естествен-
ной температуре. Теплообмен между водой и мерзлой породой
в основном происходит от непосредственной теплопередачи при
поверхностном соприкосновении и от просачивания воды и пе-
реноса тепла в поры мерзлых пород. Речную воду подводят
к мерзлым породам различными способами с использованием
разного оборудования. Так, воду разбрызгивают при помощи
дождевальной машины по поверхности, она проникает в поры
верхнего слоя мерзлоты, отдает тепло породам и они оттаивают.
Воду подводят по канавам, пройденным в более высокой части
россыпи вдоль увала; из этой канавы вода, просачиваясь по
верхнему талому слою в водосточную канаву (расположенную
в пойменной, наиболее низкой части россыпи), оттаивает ниже-
лежащие мерзлые породы. Наконец, воду можно нагнетать по
погружаемым в мерзлые породы трубчатым иглам. Иглы погру-
жают двумя способами: постепенной осадкой, забивая их по мере
оттайки пород, и механическим забуриванием в мерзлые породы
при помощи вращательного бурового станка. Вода выходит из
2Э*
452
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
наконечника иглы и окружающие породы оттаивают. После от-
тайки пород иглу переносят на новое место.
Различают следующие основные способы водооттайки мерз-
лых пород:
1) с постепенной осадкой игл;
2) с забуриванием игл буровым станком;
3) канавами;
4) дождеванием.
1. ВОДООТТАЙКА С ПОСТЕПЕННОЙ ОСАДКОЙ ИГЛ
Стержень иглы (рис. 165) изготовляют из цельнотянутых труб
углеродистой стали М-28 (Ст. 5) с внутренним диаметром 16—
25 мм (обычно 20 мм), толщиной стенок 4—6 мм. Длина стерж-
ня 3—4,5 м, по его концам нарезают резьбу для навинчивания на-
конечника и соединительных муфт. Наконечник изготовляют из
углеродистой стали М-35, М-40 (Ст. 6). Он имеет пикообразную,
реже долотчатую форму с четырьмя или двумя отверстиями диа-
метром по 5—7 мм. К верхнему концу иглы обычной муфтой
привинчивают шейку, на конец которой надевают резиновый
шланг с внутренним диаметром 25 мм и длиной 3—7 м. Другой
конец шланга присоединяют к переходнику (соску) распредели-
тельного водопровода. На верхнюю часть иглы посредством за-
тяжного болта (рис. 165) зажимают хомут. Удары по хомуту
наносят бойком весом 12—16 кг. Иглу осаживают в породы, по-
степенно забивая на глубину талого слоя, при постоянной подаче
воды. В верхних, обычно талых породах игла погружается на
один метр за 3—7 мин. Ее осаживают сразу на всю мощность
таликов, пока наконечник не встретит мерзлые породы. В даль-
нейшем осадку производят один, реже два раза за сутки на глу-
бину оттаявшего под наконечником слоя пород со скоростью
0,3—1,5 м в сутки. При встрече иглой окатанной гальки послед-
няя отодвигается наконечником в сторону, при встрече крупных
плоских валунов иглу вытаскивают и забивают вновь. Рабочие,
производящие осадку игл, следят, чтобы они не засорялись, и
проверяют поступление воды. При достижении наконечником
плотика иглу выдерживают несколько суток при непрерывной
подаче воды, чтобы оттаяли окружающие породы.
Вначале осадки иглы вода изливается на поверхность, обра-
зуя у иглы воронку, затем по мере оттайки просачивается в ок-
ружающие талые породы, расширяя радиус их, поэтому оттаян-
ные каждой иглой объемы пород по своей форме близки к ци-
линдру [53] (рис. 166). Такая закономерность обеспечивает более
равномерное оттаивание пород по всей площади россыпи и
уменьшает вероятность оставления на плотике неоттаявших це-
ликов (козлов), что является преимуществом данного способа
оттайки.
Рис. 166. Процесс оттайки блока при постепенной осадке иглы
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
455
При оттайке поверхность оседает на 5—10%, а иногда и на
20% от полной глубины россыпи. Величина осадки зависит от
льдистости пород.
Стержни игл, изготовленные из цельнотянутых труб, служат
четыре-пять лет, наконечники два-три года, шланги три года.
По оттаиваемой поверхности россыпи, особенно в начале от-
тайки, текут потоки отработанной воды, поэтому для обслужи-
вания игл прокладывают мостки из досок, а рабочие надевают
высокие резиновые сапоги, а в отдельных случаях пользуются
лодками.
Вытаскивают иглу трое рабочих, захватывая ее трубными
ключами; при зажиме иглы используют подставку с вагой
(см. рис. 165).
Чем глубже россыпь, тем труднее осаживать и вытаскивать
иглы и тем ниже производительность труда рабочих. Особенно
это заметно при глубине россыпи более 15—18 м. Для механиза-
ции осадки и вытаскивания игл применяют электровибраторы.
Иглы лучше всего устанавливать в шахматном порядке по
углам равностороннего треугольника. Расстояние между иглами
принимается от 3 до 10 м. На более глубоких россыпях расстоя-
ния увеличивают. Обычно расстояния между иглами составляют
40—55% от мощности оттаиваемой толщи россыпи. Схема раз-
мещения игл и водопровода дана на рис. 169.
В районе р. Амура при средней мощности песчано-глинистых
пород россыпи 7,2 м и льдистости 10—15% иглы устанавливают
на расстоянии 3,5 м друг от друга.
Вода подается под напором 1—2 ат в количестве от 0,3 до
1 л^сек на одну иглу.
Суточная скорость осадки иглы зависит не только от камени-
стости россыпи, но и от льдистости мерзлоты, ее температуры, а
также количества и температуры подводимой для оттайки воды.
Поэтому суточная скорость осадки игл меняется для одной и той
же россыпи на протяжении лета. Продолжительность выдержки
иглы после осадки зависит от тех же условий. Для каждой россы-
пи продолжительность выдержки должна быть установлена
опытным путем для различных температур воды и участков.
На скорость осадки и продолжительность выдержки в значи-
тельной мере оказывала влияние и мощность талой части россы-
пи. Так, в июне 1954 г. объем таликов на этой россыпи составил
4'% к общей массе, а в сентябре 13%.
Необходимое число игл устанавливают за 2—3 недели, по-
степенно увеличивая их число до нужного количества. Двое ра-
бочих за смену ставят до 16—20 игл. Данные о числе работаю-
щих игл на россыпи р. М. Уркан на 1954 г.:
Число и месяц . . Май Июнь
19 31 10 30
Число игл в ра-
боте ........... 57 438 620 827
Июль Август Сентябрь
10 31 10 30 10 20
811 811 811 889 853 657
456
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В табл. 49 приведены продолжительность осадки и выдержка
игл на россыпи по р. М. Уркан (верхнее течение р. Амура).
Таблица 49. Продолжительность осадки и выдержки игл
№ разво- дящего провода Число установ- ленных игл Дата Продолжительность осадки игл, сутки Средняя скорость осадки иглы, м/сутки Средняя про- должитель- ность в сутки
уста- новки снятия игл сред- няя мень- шая боль- шая вы- держки иглы осадки и вы- держки иглы
1 9 5 4 г.
1 1 57 1 19 | мая | 1 16 | июня 116 I 12 121 | 0,45 112 I 28
1955 г.
1 17 15 мая 12 июня 18,8 17 22 0,38 11,2 28
5 131 16 июня 29 июня 4,7 1 8 1,53 8 13
При недостатке воды в засушливые месяцы число работаю-
щих игл уменьшают. Число одновременно работающих игл на
одну драгу в зависимости от ее мощности и условий оттайки ко-
леблется от 300 до 1500 шт.
На рис. 166 изображена последовательнасть оттайки пород водяными
иглами на россыпи р. Оленьей в Заполярье, а в табл. 50 приведены показате-
ли, полученные при этом.
Таблица 50. Показатели оттайки
Показатели Номер иглы
1 1 2
Продолжительность оттайки, включая погружение иг- лы, я . Объем оттаянных пород, м3 144 144
18,2 28,0
Давление воды, ат 1,2 1,2
Средний расход воды, л/сек 0,47 0,45
Удельный расход, воды на 1 м3 оттаявших пород, м3 . 13,5 8,3
Средняя температура сбрасываемой воды, град .... 7,9 5,7
Средняя температура подаваемой воды, град 13,4 12,4
Коэффициент использования тепла 0,41 0,54
Средний расход тепла на 1 м3 породы, тыс, ккал . • . 65,2 60,2
Породы относились к слабокаменистым иловато-песчаным и иловатым
речникам с 10% выходом гальки + 20 мм. Имелись прожилки льда; весовая
влажность пород составляла 77,5%, их объемный вес 1,55. Растительный слой
был удален и температура мерзлоты составляла —4°. С поверхности на глу-
бину 0,6 м породы были талые и игла 1 была осажена за сутки на глубину
3,6 м, а игла 2 до 4,4 м. За последующие пять суток глубина осадки увели-
чилась соответственно до 4,3 и 4,9 м. На рис. 166 видно, что окружающие
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
457
породы оттаивали быстрее в сторону падения долины. Игла простояла шесть
суток, и после того как ее убрали, оттайка продолжалась на площади между
иглами, но одновременно вновь замерзали нижние слои породы. Коэффициент
использования тепЛа у = 0,4 -н 0,54.
Во время оттайки необходимо проверять, поступает ли в иглу
вода. Для этого проверяют рукой степень охлаждения стержня
иглы, прослушивают шум воды при перегибе шланга, под-
ключают в отдельных случаях к переходнику распределитель-
ной трубы водомер или трубку из прозрачного органического
стекла.
Время установки игл, время и глубину каждой ее осадки,
достижения плотика, а также время извлечения записывают в
книгу оттайки. В графе «Примечание» отмечают случаи извле-
чения иглы для прочистки, встречу с валунами или недобив иглы
до плотика. Для удобства записи разводящий водопровод и иглы
нумеруют.
Температура воды, используемой для оттайки весной и
осенью, должна быть выше температуры мерзлых пород не ме-
нее чем на 5—7°. Эти температуры и определяют начало и конец
работ по еодооттайке. Самая высокая температура воды изменя-
ется в зависимости от района и условий подвода ее к месту от-
тайки. Так, на россыпи р. М. Уркан, находящейся в южных рай-
онах распространения многолетней мерзлоты, высшая темпера-
тура воды в конце водозаводной канавы длиной 18 км дости-
гала 18°, а у места водозабора на р. Джалинда — не превышала
12—13°. В конце 700-метрового водопровода вода еще дополни-
тельно нагревалась на 1—5е. Мерзлые породы имели температу-
ру ниже нуля на 1—2°. К оттайке приступали, когда темпера-
тура воды достигала 5°, а осенью прекращали оттайку при тем-
пературе воды в 6°.
Удельный среднегодовой расход воды для оттайки 1 м\ мерз-
лоты в зависимости от температуры воды, льдистости и темпе-
ратуры мерзлоты изменяется от 4 до 15 ж3.
На р. М. Уркан этот расход составлял 7 м3. Работы по оттайке на россы-
пи р. М. Уркан в верхнем течении р. Амура начинают 15—20 мая и закан-
чивают 15—20 сентября.
Все работы по установке, извлечению, переносу игл и разводящего водо-
провода производит бригада рабочих в составе 6 человек, за которой закреп-
ляют иглы одного разводящего водопровода. В обязанность бригады входит
также наблюдение за подачей воды в иглы, прочистка засорившихся игл
и поддержание разводящего водопровода в должном состоянии. Оплата рабо-
чих производится по комплексным нормам за 1 м3 оттаянных пород. В зави-
симости от трудности осадки игл на оттайку 100 м3 пород при числе игл на
одного рабочего не менее 18 по нормам прииска отводилось от 4,4 до 6,9 чел-ч.
Работы по оттайке велись в одну или две смены в зависимости от скорости
оттаивания мерзлоты. На изготовлении муфт, наконечника и на нарезке
стержней игл был занят слесарь.
Данные о себестоимости оттайки при постепенной осадке игл и подаче
напорной воды от водозаводной канавы на россыпи р. М. Уриан за два года
приведены в табл. 51.
458
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 51. Себестоимость водооттайки
№ п/п Статьи расхода Себестоимость оттайки 1 ж3
маес! л, коп.
1 Материалы 0,9 1,0
2 Заработная плата и начисления 6,1 5,0
3 Ремонт 0,3 0,4
4 Амортизация 0,6 0,1
5 Прочие статьи 0,2 0.4
6 Цеховые расходы1
Итого. . . 8Д 6,9
1 Заработная плата смотрителя и уборщицы включена в п. 2, заработная плата счето-
пода и табельщика полностью сносилась на драгу, поскольку одновременно обслуживали
и драгу.
Механизация работ по осадке и извлечению игл производится
электровибратором типа С-413 и С-414: Изготовлены опытные
образцы облегченных электровибраторов. Скорость осадки иглы
электровибратором составила 0,3 м!'мин. На погружение игл
использовали 35% времени смены, при этом производительность
труда возросла на 50%.
Способ оттайки с постепенной осадкой игл применяется на
слабовалунистых и среднекаменистых россыпях, имеющих ока-
танную гальку при глубине 5—15 м. Очень часто этот способ
используют в сочетании с вскрышными работами, тогда иглами
оттаивают нижнюю толщу россыпи разрабатываемой драгой.
Работы по оттайке необходимо вести с опережением относитель-
но добычных не менее чем на 3 месяца, с тем, чтобы к осени соз-
дать запасы талых пород на весенний период работы драги. На
ряде зарубежных предприятий это опережение выдерживают
б—8 мес. Водооттайка с постепенной осадкой игл относится к ос-
новным способам оттайки мерзлых россыпей.
2. ВОДООТТАЙКА С ЗАБУРИВАНИЕМ ИГЛ БУРОВЫМ
СТАНКОМ
При этом способе оттайки иглу вводят в мерзлоту посредст-
вом бурения породы станком. Наконечник иглы имеет буровую
долотообразную коронку с впаянными пластинками из твердого
сплава — победита ВК-10 (рис. 167). Иглу зажимают в патройе
бурового станка, которым и пробуривают мерзлые породы. Во
время бурения в иглу подают воду под напором 3—5 ат. Во из-
бежание замерзания воду нужно подавать непрерывно.
Для бурения применяют станки легкого типа, преимущест-
венно ГП-1. При этом на станке устанавливают более мощный
двигатель 4,5 кет, увеличивают скорость подачи и ход шпинделя
460
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
до 500 мм, присоединяют к салазкам шагающий ход с электро-
двигателем 2,8 кет.
Иглы изготовляют из цельнотянутых труб углеродистой ста-
ли М-28 (Ст. 5) с внутренним диаметром 20 и внешним 32 мм.
Стержни имеют длину 2—3,5 м с ленточной внутренней нарезкой
и соединяются внутренними муфтами-ниппелями (рис. 167).
Проводятся опыты по применению безниппельного соединения
стержней. При бурении крепких пород с большой подачей на-
резка нередко нарушается, тогда концы стержней обрезают и де-
лают новую нарезку. Обычно каждый год стержни после оконча-
ния работ по оттайке нарезаются вновь.
После погружения иглы на необходимую глубину бурение
прекращают, иглу оставляют на выдержку, а станок передвига-
ют для забуривания новой иглы. Глубина погружения иглы опре-
деляется паспортом, составленным на основании разведочных
данных о глубине россыпи и наблюдений по оттаиванию при-
плотиковой части песков. Иглу останавливают обычно в 0,5—-
0,7 м от нижнего уровня подработки плотика. На некоторых рос-
сыпях вблизи плотика встречаются пласты льда или пустоты
старых подземных выработок. В этих случаях иглы не должны
доходить до этих границ на 1,0—1,7 м. При встрече с крупными
валунами или при обрыве резьбы стержней иглы стремятся из-
влечь или бросают. Количество вновь перебуриваемых игл в за-
висимости от условий составляет 0,5—2%.
Станок обслуживает один бурильщик (буровой мастер), кро-
ме того, на пять-восемь станков выделяется рабочий для под-
носки игл и инструмента, а также слесарь по ремонту.
В зависимости от крепости мерзлоты бурильщик за час про-
буривает 2,5—4,0 м, устанавливая за смену три-четыре иглы.
Забуривают иглу на глубину до 1 м на малой скорости. Обычно
иглу устанавливают бурением на третьей скорости. Труднобури-
мые породы — валуны, мерзлые глинистые речники следует бу-
рить на небольших скоростях, изменяя при этом и скорость пода-
чи. При каждой остановке станка нужно приподнимать иглу на
2 см, чтобы промыть отверстия в коронке и предотвратить их
закупорку. По окончании бурения иглу следует приподнять на
15—20 см. В талых глинистых породах отверстия коронок при
большой осадке иглы быстро засоряются и приходится останав-
ливать станок и прочищать иглу. Во время соприкосновения и
при выходе иглы из валуна следует резко сокращать подачу.
В талых породах бурение валунов еще более затруднено, поэтому
если валун встретился на глубине до 1 м, целесообразнее вынуть
иглу и установить ее в новом месте.
После бурения мастер по оттайке проверяет глубину уста-
новки иглы.
При бурении в каменистых породах буровую коронку затачи-
вают после проходки каждой скважины. Коронка выдерживает
ОТТайка Мерзлых пород речной водой
461
до десяти заточек. В зависимости от каменистости пород и ка-
чества коронок и стержней 5—15% коронок теряется или из них
выкрошивается победит и они разрушаются.
Если отверстия коронки засоряются и прекратится подача
воды, игла промерзает. Особые рабочие-уходчики (по два на
200—300 игл) наблюдают за подачей воды и пробивают образо-
вавшиеся в игле пробки при помощи цилиндрического поршня
диаметром 0,5 м, плотно вставляемого в залитую водой иглу, или
прочищают ее проволокой толщиной 6 мм. Перед прочисткой
иглу приподнимают на 5—10 см. При сильном засорении отвер-
стий иглу извлекают. Обратная установка иглы затруднена и
иногда приходится бурить новую скважину. Замерзшие иглы от-
таивают теплой водой и прочищают. Для этого в иглу вводят
10-миллиметровую резиновую трубку с металлическим наконеч-
ником с внешним диаметром 10 мм и 4-миллиметровым отверсти-
ем для выпуска воды. Трубку присоединяют к бачку подогрева-
теля, через который подается вода. Для нагрева воды используют
уголь или электроэнергию. При температуре воды 30° за полчаса
оттаивают замерзшую иглу на 6 м.
Извлекают и переносят иглы и водопровод монтажные рабочие.
Иглы извлекают автокраном или с помощью особого обору-
дования. В последнее время сконструирован станок с шатунно-
кривошипной кулисой и с шаровым штангоизвлекателем. При
одном качании кулисы иглу вытаскивают на 15—40 см. Станок
установлен на салазках и передвигается при помощи лебед-
ки от станка ГП-1. Вес его 250 кг, мощность электродвига-
теля 4,5 кет, скорость извлечения 5—6 м/мин, производитель-
ность 435 м за смену. Обслуживает станок машинист и по-
мощник.
Для извлечения игл используют также малые гусеничные
тракторы Т-38 с задним гидравлическим подъемником.для навес-
ного оборудования, к которому укрепляют шаровой штангоизвле-
катель. Иглы извлекает тракторист и рабочий. За минуту из-
влекают иглу длиной 8—9 м.
Для бурения 1000 м скважины в мерзлоте примерно расхо-
дуется: победита 0,5 кг, цельнотянутых труб 20 кг, резиновых
шлангов 3 кг, электроэнергии 1,5—2,5 квт-ч!м3. Расход рабочей
силы на оттайку 1 м3 составляет 0,012—0,025 чел-смен.
Оттайку забуриванием игл применяют на россыпях рек Омчак
и Чай-Урья. Температура мерзлых пород этих россыпей — 4—7°.
К оттаиванию пород весной приступают при повышении темпе-
ратуры воды в реке до 1,5°. Прекращают работы по оттайке при
понижении температуры до 2—3°. Температура воды в реке Ом-
чак приведена в табл. 52.
В водостойниках и водопроводе вода в летнее время нагрева-
ется и при подходе к игле среднедневная температура воды по-
вышается на 1—7°, в июне-августе вода нагревается до 9—13°,
462
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 52. Средняя температура воды в р. Омчак, град на 8 часов утра
по пятидневкам за 1942—1949 гг.
Числа Май Июнь Июль Август Сентябрь
1—5 0,1 2,6 6,9 7,3 3,7
6—10 0,1 4,2 7,1 6,2 3,6
11—15 0,2 4,6 7,5 6,9 2,7
16—20 0,5 5,5 7,2 7,1 2,3
21—25 0,7 6,4 7,0 5,3 1.9
. 26—31 1,2 6,8 7,1 5,2 1,1
Средняя
за месяц 0,6 5,0 7,1 6,3 2,5
Во время забуривания в иглу подают 0,6—1,5 л/сек воды. В целях лучшего
использования тепла во время выдержки иглы расход воды уменьшают до
0.2—0,6 л/сек, при этом в речниках поддерживают большие расходы, а в гли-
нистых породах меньше. При глубине оттаиваемой толщи россыпи 8 м расстоя-
ние между иглами составляет 3,5—4 м, а продолжительность выдержки иглы
достигает 15—30 суток. Расход напорной воды составляет 10—15 м3 на 1 м3 от-
таянной мерзлоты.
Установка и извлечение игл проводится в две семичасовые
смены. Вода подается непрерывно круглые сутки. Иглы устанав-
ливают постепенно и наибольшее количество их действует в ав-
густе. Количество игл, находившихся в работе на полигоне драги
№ 5 р. Омчак:
Число, месяц 10/VI 20/VI 30/VI 10/VII 20/VII
Количество игл в работе ле-
том 1955 г............. 11 123 480 662 1097
На оттаиваемых площадях предварительно производят вскры-
шу верхнего растительного илистого слоя на глубину обычно 1—
1,5 м. Во избежание затопления при подъеме воды в реке эти
площади обваловывают, поскольку поверхность их лишь немно-
го превышает уровень воды в реке.
Водооттайка иглами с установкой буровым станком должна
опережать добычные работы не менее чем на 2—3 мес.
Себестоимость водооттайки с забуриванием игл станком со-
ставляет 30—50 коп/м?.
Распределение затрат по отдельным статьям расхода следу-
ющее: заработная плата с начислениями 25—30%; материалы 15—
20%; электроэнергия и топливо 20—25%; текущий ремонт 10—
12%; амортизация 7—10%; цеховые расходы 13—20%.
Наименьшая себестоимость была на участках, где замер со-
противлений выполнял горный мастер, а воду подводили через
отстойники и галечные отвалы, на которых она очищалась и по-
догревалась.
Данный способ оттайки дорогой, поэтому его применяют пре-
имущественно на каменных россыпях глубиной более 5—6 м,
на которых осадка игл с постепенной забивкой затруднительна.
ОТТАЙКА мерзлых пород речной водой
463
На слабокаменистых россыпях этот способ может оказаться вы-
годным только при глубине их более 18 м.
На Колыме этим способом оттаивают наибольшие объемы
мерзлых россыпей.
3. ВОДОСНАБЖЕНИЕ ПРИ ИГЛОВОЙ ОТТАЙКЕ
Вода к иглам подается так же, как и на гидравлических разра-
ботках, т. е. от напорного ларя водоза(водной канавы, от насосной
установки или комбинированным способом. На маловодных речках
и в наиболее засушливые месяцы применяют комбинированное
Рис. 168. Способы очистки воды при водяной оттайке
водоснабжение посредством водозаводной канавы с подключе-
нием насосной установки, подающей воду с нижнего течения
реки, где воды больше. При недостатке воды используют также
отработанную воду, для чего насосные установки с водосбор-
ником располагают ниже оттаиваемых площадей.
Устройство водозаводных канав, напорного ларя и насосных
установок в основном такое, как и на гидравлических разработ-
ках. В последнее время начали применять передвижные насос-
ные установки. Необходимо обращать внимание на очистку воды
от растительных остатков (мха, листьев, веток) и наиболее круп-
ных твердых частиц. При загрязненной воде быстро засоряются
отверстия наконечников игл, прекращается подача воды, а сле-
довательно, и оттайка. Вследствие этого резко увеличиваются
464
ДРАЖНЫЙ СНОСОВ РАЗРАБОТКИ
работы по извлечению и очистке игл. Кроме того, твердый оса-
док заиливает поры оттаянных пород, что затрудняет просачива-
ние воды и замедляет оттайку.
Очистка воды осуществляется следующим способом. На сплотках, подво-
дящих воду к напорному ларю, устанавливают четыре ряда (рис. 168, а)
съемных сеток с диаметром отверстий от 2 до 20 мм, которые очищают по ме-
ре засорения. В других случаях вода, поступающая к всасывающим колод-
цам насосов, очищалась, просачиваясь через две галечные перемычки, отсы-
панные из дражных галечных отвалов. Кроме того, у всасывающего колодца
устанавливаются две сетки (рис. 168, б). Применяются также самоочища-
ющиеся сетки, изготовленные в виде цилиндрического барабана диаметром
около 3 м, которые устанавливаются во всасывающем колодце. Барабан вра-
щается со скоростью примерно 2 об]мин. Для очистки сеток барабана с вну-
тренней стороны установлены насадки и подведена вода от напорного водо-
провода. Струя насадок выбивает мусор и отбрасывает его наружу барабана
в лоток, по которому он сносится водой (рис. 168, в).
Обычный диаметр магистрального водопровода 0,4—0,7 м.
Разводящие (распределительные) водопроводы располагают
(при средней глубине россыпи) на расстоянии 7—15 м один от
другого. В зависимости от числа устанавливаемых игл диаметр
труб разводящего водопровода изменяется от 100 до 250 мм.
Схема размещения разводящего и магистрального водопрово-
дов изображена на рис. 169.
Магистральный водопровод укладывают на деревянных под-
кладках и клетках, стремясь расположить его на целике, кото-
рый не оттаивают до переноса всего водопровода. В конце
водопровода устанавливают манометр и градусник. Число раз-
водящих водопроводов определяют по схеме размещения необ-
ходимого числа игл. Кроме того, необходимо иметь запасные
разводящие водопроводы — один подготовленный для установки
переносимых игл и один с полным комплектом игл, находящий-
ся в переноске.
Переходники (соски, ниппели) для присоединения резинового
шланга от иглы размещают на особой распределительной трубе
(рис. 169) или непосредственно на разводящем водопроводе.
Распределительная труба имеет 4—6 переходников и снабжает-
ся краном, с помощью которого присоединяется к разводящему
водопроводу. Краном регулируют подачу воды к иглаАм и обес-
печивают равномерную оттайку пород по всей длине разводя-
щего водопровода.
С повышением температуры воды ускоряется оттайка и
уменьшается удельный расход воды на 1 м3 мерзлых пород.
Вода нагревается при подаче ее по длинным водозаводным ка-
навам, в отстойниках и длинных водопроводах.
Поэтому воду, подводимую к насосам, стремятся забрать в
реке значительно выше места работ и направить по протокам
старых дражных или экскаваторных разрезов, чтобы она могла
отстояться и дополнительно нагреться.
фт-250
----g 88
Рис. 169. Размещение игл и водопровода
JO С. М. Шорохов
466
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
4. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ОТТАЙКОЙ
Оттаивание мерзлых пород должно происходить равномерно
на площади каждого разводящего водопровода и с наименьшей
затратой времени. Для этого необходимо регулировать подачу
воды и следить, чтобы иглы достигли плотика или заданного
горизонта, что проверяют опусканием в иглу отвеса. В случаях,
когда игла составляется из двух стержней разной длины, на
концах стержней иногда ставят отметки их длины.
Очень важно своевременно устанавливать время окончания
оттаивания мерзлых пород у каждой иглы и всей площади,
обслуживаемой разводящим водопроводом. Наблюдения осу-
ществляют щупом, замером температуры в контрольных иглах
и скважинах, замером электрического сопротивления между
иглами и установкой мерзлотометчиков.
Наблюдения за оттаиванием производят в промежутках
между отдельными иглами преимущественно у тех игл, осадка
которых происходит медленнее и в пограничных точках пло-
щади.
Щуп изготовляют из буровой пустотелой стали, наружным
диаметром 16 мм. Стержни щупа имеют такую же длину, как
и иглы, о наружной и внутренней нарезкой на концах, благо-
даря чему они свинчиваются без муфт и ниппелей. Забивают
и извлекают щуп так же, как и иглы электровибраторами. Щу-
пом можно проверять оттайку маловалунистых пород.
Контрольные иглы или скважины располагают на расстоя-
нии 30—60 м одна от другой в промежутке между рабочими
иглами. Иглы устанавливают заранее, забуривая станком при
наименьшем расходе воды (примерно 0,2 л!сек) для того, чтобы
уменьшить оттаивание окружающих пород. Соединяют стержни
иглы без внутренних ниппелей или отверстия в ниппелях увели-
чивают до 16 мм для свободного прохода градусников. После
углубки такой иглы в плотик на 0,5 м от нее отключают воду.
Через сутки в игле установится температура окружающих пород
и вода замерзает на глубине, где породы имеют температуру
ниже нуля. По мере оттайки окружающих пород от соседних
рабочих игл уровень льда в контрольной игле понижается. Его
замеряют шнурком с грузиком. Как только ледяная пробка ис-
чезнет, породы считаются оттаянными.
Температуру в контрольной игле измеряют с помощью ртут-
ного или электрического термометра. Ртутный термометр при-
меняют обычно пращевый, вставляя в металлическую оправу
диаметром 12—16 мм. При замере температуры термометр вы-
держивают у забоя не менее 30 мин. Температуру и уровень рас-
положения льда в игле замеряют через двое-трое суток. Назем-
ную часть иглы защищают от солнечных лучей войлочной об-
моткой и деревянным ящиком с опилками или мхом. При
0ТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
467
использовании электротермометров в скважину опускают связ-
ку из 3—4 термометров, укрепленных на разных уровнях.
Электро термометры изготовляют в приисковых лабораториях,
поэтому данный способ не получил распространения.
Контрольные скважины бурят вращательными или канатно-
ударными станками диаметром 40 — 100 мм. В скважине остав-
ляют обсадную трубу, которую устанавливают на 0,5 м выше
дна. Температуру замеряют термометром. Стоимость наблюде-
ний составляет 0,4—2 коп. на 1 м3 оттаянных пород.
Наблюдения за оттайкой пород производят также путем
замера электрического сопротивления между двумя иглами ом-
метром типа ЛМВ, который применяют на взрывных работах.
Провода к иглам присоединяют зажимами с конусным наконеч-
ником. При мощности мерзлых песчаных речников 10 м и рас-
стоянии между иглами 4 м сопротивление пород зимой дости-
гает 1000—2000 ом. Летом на поверхности имеется талый слой,
поэтому в начальный период сопротивление между иглами со-
ставляет 50—500 ом, а после полной оттайки пород снижается
до 30—140 ом. Величина сопротивления зависит от зернового
состава, влажности пород и может изменяться в значительных
пределах. Поэтому основным признаком оттайки пород является
постоянство трех последних замеров сопротивления, отклонения
до 2% не принимаются во внимание. Вначале замеры произво-
дят через семь-десять дней, затем чаще, а перед концом оттайки
пород через одни или двое суток.
Лучше всего измерять сопротивления одновременно с тем-
пературой в контрольных иглах. В этом случае одну контроль-
ную иглу устанавливают на 100—250 игл.
В последнее время для наблюдения за оттайкой мерзлых
пород стали производить при помощи мерзлоотметчиков [51],
установленных в контрольных скважинах. Мерзлоотметчик со-
стоит из 4—5 электродов длиной по 125 мм, которые подвеши-
вают в скважине на расстоянии 1 м друг от друга. От каждого
электрода на поверхность выводится провод. Перед установкой
мерзлоотметчика из скважины извлекают иглу. Мерзлоотметчик
пропускают через трубу длиной 4—5 м, прикрепляя нижний его
конец к наконечнику, свободно надетому на нижний конец тру-
бы. Трубу погружают в скважину с помощью электровибратора
И-7 или И-117. Как только наконечник погрузится на требуемую
глубину, трубу вынимают, а наконечник с мерзлоотметчиком
оставляют в скважине. В проводах, выведенных на поверхность,
замеряют сопротивления между двумя смежными электродами.
По этим изменениям судят о состоянии пород на разных уров-
нях и об оттайке их на отдельных площадях. Сопротивления
замеряют также между электродами и смежными иглами. Для
замера сопротивлений используют малый мостик Уитстона ти-
па ММВ.
30*
468
Дражный способ разработки
С помощью мерзлоотметчиков можно следить как за оттай-
кой мерзлых пород летом, так и за промерзанием оттаянных
площадей зимой.
Наблюдения за оттайкой мерзлых пород необходимо вести
для выявления наиболее целесообразной технологии этих работ.
Процесс оттайки, расстояние между иглами и время выдержки
можно определить теоретическими расчетами весьма прибли-
женно. Поэтому подсчитанные величины необходимо рассмат-
ривать как исходные для проведения наблюдений на месте при
различных расстояниях между иглами, различной продолжи-
тельности выдержки и различной подаче воды при разных ее
температурах. На основании этих наблюдений и должен быть
разработан паспорт оттайки.
Вблизи оттаиваемой площади целесообразно иметь помеще-
ние нарядной с сушилкой для спецодежды, а также небольшое
помещение для приема пищи рабочими.
S. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО РАСЧЕТУ ИГЛОВОЙ ОТТАЙКИ
При забуривании иглы вода, выходящая из наконечника,
омывает забой, стенки скважин и вначале поднимается на по-
верхность по зазору около стержня иглы. Вода, омывая мерзлые
стенки, передает породам свое тепло. Под влиянием напора
вода просачивается по оттаявшим породам, нагревая их еще
больше, и постоянно омывает пограничную мерзлую поверх-
ность, которая постепенно удаляется во все стороны от нако-
нечника иглы. Вследствие этого наибольшие напор и скорость
водного потока и наиболее высокая температура наблюдаются
у места выхода воды из иглы, а по мере удаления от источника
питания они постепенно снижаются до нулевых значений, что
и определяет расположение границы талого слоя. За этой гра-
ницей находятся мерзлые породы, которые постепенно прогре-
ваются.
Перемещение границы талых пород во время оттайки изо-
бражено на рис. 170, Линия а указывает расположение границы
талого слоя ко времени установки иглы. Вследствие подачи
воды в приплотиковую часть пески в нижней части россыпи вна*
чале оттаивают быстрее и граница таликов приобретает груше-
образное очертание — кривая /. Скорость оттаивания пород во
многом зависит от коэффициента фильтрации и расположения
пород относительно источника питания. По наблюдениям [52]
глубина оттаивания под иглой h определяется уравнением
з__
h — kYO., см, (128)
где k — коэффициент пропорциональности; по различным на-
блюдениям он составляет 0,5-4- 0,57;
Q — общий расход тепла через иглу за время оттаивания,
ккал.
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
469
В боковые стороны оттаивание пород происходит значитель-
но быстрее, чем в глубину, особенно, когда встречается мало-
трещиноватый плотик. Вследствие этого очертания талых пород
постепенно приобретают форму полушара 5, а затем и полуэл-
липсоида 4. У наконечника породы имеют температуру, близкую
к температуре подаваемой воды, т. е. около 5—12°, а у границы
талого слоя только 0°. После прекращения подачи воды темпе-
ратура в оттаянных породах выравнивается и при значительном
накоплении в них тепла до поздней осени происходит медленнее
оттаивание нижележащих горизонтов и песков, расположенных
в наиболее труднодоступных для водного потока местах между
Рис. 170. Схема оттаивания блока при забуривании иглы буровым
станком
иглами. Оттаивание необходимо вести до тех пор, пока на пло-
тике между иглами не останется неоттаянных целиков. Породы,
которые не будут отработаны драгой летом, необходимо оттаи-
вать ниже плотика, поскольку зимой породы промерзают и сни-
зу. Оттаивание таких площадей следует вести с таким расчетом,
чтобы к весне граница талых пород не поднялась выше плотика,
а для этого приходится в оттаиваемой породе создавать некото-
рый излишний запас тепла и рассчитывать средний нагрев ее
не менее чем до +2—2,5°.
Для оттаивания единицы объема породы затрачивается раз-
личное количество тепла, главным образом в зависимости от
льдистости мерзлоты. Это объясняется практически постоянной
малой величиной удельной теплоемкости твердой части пород,
поэтому отрицательная температура мерзлоты в небольшой сте-
пени влияет на расход тепла для оттайки. Основное тепло при
оттайке мерзлых пород затрачивают на скрытую теплоту плав-
ления льда, а также на нагрев льда до нуля и нагрев воды до
необходимой положительной температуры.
Удельные теплоемкости твердой части пород, льда и воды
различны, поэтому при определении тепла, необходимого для
оттаивания породы, приходится по отдельности подсчитывать
весовые их количества, находящиеся в плотном теле 1 м3 мерз-
лых пород.
470
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Вес твердой сухой части мерзлых пород определяют по
уравнению
100 Оу
кг,
(129)
где у — объемный вес мерзлой породы в твердом теле, т/л<3;
рв — коэффициент влажности мерзлых пород.
Количество тепла для нагрева твердой сухой части пород k{
определяют по уравнению
ki = [/ — (— /м)]> ккал/м3, (130)
где Ci — удельная теплоемкость твердой части мерзлоты,
ккал[кг • град;
t — необходимая температура нагрева пород, град;
tw — температура мерзлых пород до их оттаивания, град.
Общее количество тепла, нужное для нагрева 1 м3 мерзлых
пород до заданной положительной температуры, определяют
как сумму расхода тепла на нагрев: твердой части пород, льда
до 0°, скрытой теплоты плавления льда и воды.
С уменьшением разности температуры воды и мерзлой поро-
ды процесс теплопередачи замедляется. В производственных
условиях невозможно добиться того, чтобы вода передала окру-
жающей породе все свое избыточное тепло и охладилась до тем-
пературы нужного нагрева породы. Вследствие этого температу-
ра отработанной воды только в 1,5—2,5 раза ниже поступающей
в иглу, а при усиленной подаче вода выходит на поверхность
и с более высокой температурой. Во время оттайки мерз-
лых пород часть тепла расходуется на оттайку плотика и части
пород за границей промышленной россыпи. Имеются также и
другие потери тепла. По этим причинам на оттайку единицы
мерзлых пород расходуется значительно большее количество
тепла, чем это вытекает из теоретических расчетов.
< Коэффициент использования тепла равен отношению коли-
чества тепла, необходимого для нагрева мерзлой породы до
нужной температуры по теоретическим расчетам к количеству
тепла, которое может быть передано подведенной водой при ее
охлаждении до заданной температуры нагрева мерзлоты. Этот
коэффициент изменяется в больших пределах даже при оттайке
пород одной и той же россыпи в зависимости от температуры
подводимой воды, расхода воды у иглы, расположения игл и
глубины из забивки, способа и скорости осадки иглы и, нако-
нец, от льдистости, зернового состава и температуры мерзлых
пород.
Обстоятельных наблюдений над использованием тепла, отда-
ваемого водой мерзлоте для ее нагрева до положительной тем-
пературы, пока не производилось, поэтому коэффициент исполь-
зования тепла может быть установлен приближенно. По отдель-
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
4171
ным наблюдениям он составляет 0,2—0,6, а в летнее время
обычно равен 0,4—0,5.
Расчет водооттайки иглами сводится к определению расхода
тепла для нагрева мерзлых пород и расхода воды для оттайки
единицы объема. После этого принимают порядок размещения
игл и, задаваясь расходом воды на иглу, определяют время,
необходимое на оттайку мерзлых пород у одной иглы, а затем
подсчитывают и число рабочих игл.
Количество воды а, которое необходимо затратить для оттаи-
вания 1 м3 мерзлых пород, определяют по уравнению
а= П1/М3’ (131>
К — количество тепла, необходимое для нагрева мерзлых
пород до заданной положительной температуры,
ккал/м3;
— удельная теплоемкость речной воды, ккал!кг • град;
/и — температура воды в водопроводе около иглы с учетом
подогрева, град;
/от-”температура отработанной воды, град;
т]—коэффициент использования тепла при оттайке.
Время оттаивания мерзлых пород около иглы Тот, включая
осадку и выдержку, определяют по уравнению
да сутки’ (132)
где W — объем породы, оттаиваемой иглой, м3;
Т — время подачи воды для оттаивания за сутки, ч;
е— секундный расход воды у иглы, м31сек.
6. ВОДООТТАЙКА КАНАВАМИ
Этот способ основан на естественном просачивании во-
ды из неглубокой оросительной канавы, расположенной по
увалу на возвышенной части россыпи вдоль ее границы,
в глубокую водосточную (дренажную) канаву, пройден-
ную по пойме долины до кровли пласта (рис. 171). Вода
просачивается вначале по верхним талым слоям, оттаивая ни-
жележащие мерзлые породы. Постепенно вода просачивается в
нижние слои, и верхняя граница мерзлой породы перемещается
на глубину, увеличивая мощность талого слоя в промежутках
между этими канавами. Для успешной оттайки необходимо,
чтобы превышение между уровнями питания и выхода водного
потока было не менее 2—3 м, так чтобы теоретический уклон
потока был более 0,02—0,04, а наносные отложения сложены из
крупнозернистых промьивистых пород с большим коэффициен-
том фильтрации. Водооттайке канавами обязательно предшест-
472
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вуют вскрышные работы верхнего растительного илистого слоя.
Вскрышные работы могут быть произведены бульдозерами или
другими машинами.
Рис. 171. Водооттайка канавами
При разработке мерзлой россыпи на р. Омчак проходят оросительную
канаву глубиной 0,7—1 м (рис. 171, а), а водосточную канаву (дренажную)
в 70—120 м от оросительной. Водосточные канавы проходят драглайном
осенью на глубину талого слоя, когда породы оттаяли после вскрышных ра-
бот на 2—3 м. На следующее лето водосточную канаву углубляют экскавато-
ром до кровли пласта.
Водосточная канава выводит воду на поверхность в русло реки. Длина
этой канавы довольно значительна и определяется по уравнению (11). Таким
способом оттайки при коэффициенте фильтрации пород в талом состоянии
250 м1сутки за три лета удавалось оттаять россыпь на глубину до 6—7 м.
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
473
На широких россыпях от водоподводящей (оросительной)
канавы, через 40—60 м, проходят поперечные распределитель-
ные канавы (рис. 171,6), причем их не доводят до водосточной
канавы на 30—50 м. Глубина этих канав не более 0,7 ж, прохо-
дят их бульдозерами. Распределительные канавы сокращают
для воды путь просачивания, благодаря чему ускоряется оттай-
ка. Вода в распределительных канавах не проточная, поэтому
они быстро заиливаются, отчего резко уменьшается просачива-
ние воды через дно и стенки канавы. Поэтому распределитель-
ные канавы через каждые 14—25 дней очищают бульдозером,
при этом их несколько углубляют.
Для снижения затрат на чистку распределительных тупико-
вых канав нужно подавать достаточно чистую воду, предвари-
тельно отстоявшуюся в старых разрезах и имеющую твердый
осадок менее 0,5 г/л.
Наличие распределительных канав позволяет увеличить рас-
стояние между водоподводящей и водосточной канавами до
100—250 м. За три лета этим способом при тех же коэффициен-
тах фильтрации оттаивали россыпь на глубину до 6—8 м. Таким
образом, ежегодное нарастание талого слоя в этих условиях
составляло 2—3 м.
Оттаянные породы зимой замерзают снова на глубину до 3 м.
Для того чтобы ускорить их оттаивание, весной перед наступ-
лением зимы углубляют водосточную канаву, чтобы уровень
подземных вод в талом слое был ниже глубины зимнего про-
мерзания. В этом случае промерзший слой сохраняет поры, что
ускоряет просачивание весной воды из водоподводящей канавы
и под воздействием солнечного тепла и теплопередачи от про-
сачивающегося водного потока оттайка зимней мерзлоты про-
исходит не более чем за 1 — IV2 месяца.
Водооттайку канавами обычно начинают с 25—30 мая, пре-
кращают 10—15 сентября.
В голове водоподводящей канавы устраивают простейший
щитовой затвор, а в распределительные канавы вода поступает
через уложенные в перемычку трубы (рис. 171,6), которые мож-
но легко перекрывать для регулирования подачи воды.
Во впемя паводка и после ливней канавы часто размываются
и заносятся илом, вследствие этого их приходится очищать и
восстанавливать. Головное сооружение водоподводящей канавы
должно быть построено прочно и иметь опускные ставни для
перекрытия и прекращения подачи воды.
Таким образом, при водооттайке канавами основные работы
сводятся к проходке и очистке канав, к подводу и правильному
распределению воды между ними и отводу воды с оттаиваемой
площади. Объем этих работ велик. Так, на прииске им. Гастелло
за пять лет от составил 0,34 ж3 на 1 м3 оттаиваемых мерзлых
пород.
474
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
В целях снижения затрат на проходку канав для отвода
отработанной воды могут быть использованы боковые протоки
дражного разреза. Для ускорения оттайки и уменьшения затрат
на проходку распределительных канав проводились опыты по
оттайке водяными иглами узких полос на полную мощность рос-
сыпи между водоподводящей и водосточной канавами. Наличие
талой полосы облегчало просачивание воды, что ускоряло от-
тайку целика между канавами.
Наблюдение за оттайкой осуществляют с помощью конт-
рольных скважин.
Себестоимость оттайки канавами 1 м3 пород составляет 20—
30 коп.
Отвод воды из водосточной канавы на поверхность может
быть осуществлен насосом. В этом случае отпадает необходи-
мость в проходке длинной канавы.
Расход воды на оттайку 1 м3 мерзлых пород по приближен-
ным подсчетам составляет 13—20 м7 8. Необходимый расход воды
и продолжительность оттайки определяют исходя из количества
воды, которая просачивается из водоподводящей канавы в водо-
сточную, а затем устанавливают количество тепла, передавае-
мого водой мерзлой породе. Существующие способы расчета
водооттайки канавами [50] определяют эти величины прибли-
женно, поскольку зимой поверхность оттаянных пород вновь
замерзает, что влияет на последующую оттайку многолетней
мерзлоты. Учесть все факторы, влияющие на расход воды, в рас-
четах трудно. Поэтому срок оттайки и расход воды для каждой
россыпи необходимо устанавливать опытным путем.
Данный способ водооттайки применяется на россыпях с
благоприятным для проведения водоподводящей и водосточной
канав рельефом и сложенных из промывистых речников мощ-
ностью до 5—6 м. Возможность оттайки на большую глубину
должна быть установлена на основании опытных работ.
Применение оттайки канавами на россыпях, сложенных из
слабо глинистых речников с коэффициентом фильтрации в талом
состоянии 70—80 м!сутки, не дало положительных результатов.
Данный способ неприменим при наличии в породах россыпи про-
пластка суглинка или глины. Обычно водооттайка канавами со-
четается с оттайкой водяными иглами, при этом игловую исполь-
зуют на площадях с наиболее мощными мерзлыми наносами и
неудобными для подвода воды канавами.
7. ВОДООТТАЙКА ДОЖДЕВАНИЕМ
Данный способ основан на непрерывном разбрызгивании реч-
ной воды по подлежащей оттаиванию площади посредством ста-
ционарных или передвижных дождевальных установок. Во время
разбрызгивания вода нагревается на 1—2,5°. Распыленная вода,
ОТТАЙКА МЕРЗЛЫХ ПОРОД РЕЧНОЙ ВОДОЙ
475
просачиваясь по талому верхнему слою пород и перемещаясь
под уклон поверхности или в расположенные вблизи канавы и
старые разрезы, отдает свое тепло нижележащим мерзлым поро-
дам, и граница мерзлых пород постепенно понижается.
Стационарные дождевальные установки состоят из насосной
установки, магистрального и распределительного водопровода.
Вода разбрызгивается конусными распылителями с диаметром
сопла (насадки) 8—15 мм, установленными на разводящем во-
допроводе. Высоту разбрызгиваемой струи поддерживают около
4—5 м. В этом случае один распылитель равномерно разбрызги-
вает воду на площади радиусом 8—9 м. Исходя из этого распы-
лители устанавливают на расстоянии около 15 м друг от друга.
Разводящий водопровод прокладывают с промежутками 15 м.
Напор воды у распылителя достигает 40—60 м. В зависимости от
водопроницаемости пород на 1 м2 поверхности разбрызгивают
от 0,7 до 3 м3 воды за сутки.
Лучшие результаты водооттайка дождеванием дает при применении на
отвалах с малой льдистостью и значительной пористостью мерзлых пород. При
мощности мерзлой толщи 4—8 м породы оттаивали в июне-июле по 0,3—
0,4 м за сутки. При этом были получены следующие показатели на 1 м3,
оттаянной мерзлоты: удельный расход воды 5,5 м3, электроэнергии 0,83 квт-ч,
коэффициент использования тепла 0,6, затрата рабочей силы 0,002 чел-смен.
Оттаиваемые площади располагались на возвышенности около старых разрезов,
чем обепечивалось усиленное просачивание разбрызгиваемой воды в нижеле-
жащие разрезы без проходки водосборной канавы. Себестоимость оттайки
дождеванием в этих условиях составляла 7—18 коп/м3. При повышении льди-
стости, когда водопроницаемость пород уменьшалась, коэффициент использо-
вания тепла снижался до 0,2—0,4, оттайка замедлялась и себестоимость ее
увеличивалась.
В последнее время для разбрызгивания воды стали исполь-
зовать передвижные дождевальные машины. Они имеют насос
и вращающуюся насадку, которая разбрызгивает воду в радиусе
40—70 м. Машину питают водой из канавы, проведенной к отта-
иваемой площади. Дождевальная машина установлена на коле-
сах и передвигается гусеничным трактором ДТ-54 или установ-
лена на тракторе.
При разбрызгивании дождевальной машиной не нужен водо-
провод. Породы можно отрабатывать слоями по мере их оттайки,
что значительно ускоряет и несколько удешевляет работы по
оттайке.
Основные технические данные дождевальной машины ДД-45:
расход воды 31 л/сек, напор у насоса 55 ж, средний радиус поли-
ва 62 ж, площадь, орошаемая с одной установки, 1,2 га, средний
слой осадков около 10 мм)ч, скорость вращения ствола
0,143 об!мин\ внешние размеры машины: длина 3 м, ширина
2,9 м, высота 2,3 м вес без трактора 955 кг. Машина установле-
на на двух колесах и прицепляется к трактору ДТ-54. Ульянов-
ский совнархоз начал выпускать дождевальную машину ДДН-45.
Она установлена на тракторе ДТ-54, вес ее снижен до 650 кг-
476
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Остальные показатели те же. Дождевальные машины изготов-
ляют и других размеров.
При недостатке воды используется оборотная вода, которая
по водосборной канаве или колодцам поступает к насосной ус-
тановке.
Наблюдение за оттайкой осуществляется способами, изло-
женными выше.
Оттайку дождеванием целесообразно применять на возвы-
шенных участках и отвалах. Коэффициент фильтрации пород
должен быть выше 50—70 м1сутки, а вблизи оттаиваемой площа-
ди необходимо иметь канавы или старые разрезы для стока от-
работанных вод. Лучше всего для дождевания использовать воду
с твердым осадком менее 0,5—1 г/л; при дождевании мутной
водой поры оттаиваемых пород забиваются и просачивание
воды замедляется. Растительный слой с оттаиваемой поверх-
ности должен быть удален.
Глава IX. ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ
СПОСОБЫ ОТТАЙКИ
1. ЕСТЕСТВЕННАЯ (СОЛНЕЧНАЯ) ОТТАЙКА
Количество солнечного тепла, которое передается от поверх-
ности нижележащим породам, очень мало и летом составляет
5—8% от лучистой энергии, получаемой поверхностью земли.
Вследствие этого оттайка мерзлых пород протекает медленно
и на россыпях с многолетней мерзлотой распространяется на не-
большую глубину. Естественный (солнечный) способ оттаива-
ния основан на увеличении теплового потока, проникающего ле-
том в глубину россыпи. Осенью и зимой проводятся мероприя-
тия с целью замедления охлаждения оттаявших летом пород
и уменьшения глубины их промерзания зимой с поверхности или
полного предохранения от промерзания. В таком случае к концу
каждого лета увеличивается общая глубина оттаивания, и рос-
сыпь небольшой глубины, сложенную из пород с повышенной
теплопроводностью, за 2—3 лета удается оттаять до плотика.
При применении естественной оттайки за 3—5 лет до начала
дражной разработки россыпи вырубают лес и кустарник на всей
оттаиваемой площади, а также на 40—50 м за ее пределами.
После этого приступают весной к удалению верхнего раститель-
ного слоя и верхних глинисто-илистых прослойков до речников.
Вскрышные работы производят на 5—10 м за пределами грани-
цы россыпи, а отвалы торфов размещают на некотором отдале-
нии от оттаиваемой площади. После удаления растительности
и верхнего переувлажненного слоя приток тепла от поверхности
в глубь оттаиваемых пород увеличивается в два-три раза.
ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОТТАЙКИ 47?
Для ускорения оттайки на отдельных оттаиваемых площадях
проходят осушающую водосборную канаву, от которой бульдо-
зером проводят поперечные неглубокие канавки.
В районе верхнего течения рек Амура и Алдана после снятия
верхнего растительно-глинистого слоя за лето речники оттаивают
на 2,5—3,5 ж.
После удаления торфов осенью до наступления заморозков
поперек долины сооружают из торфов перемычки высотой 3—
4,5 м и оттаиваемую поверхность затопляют (рис. 172). Перемыч-
ки располагают на таком расстоянии друг от друга, чтобы вся
оттаиваемая площадь затапливалась на глубину, большую вели-
чины промерзания льда. В этом случае происходит дальнейшая
оттайка нижележащих мерзлых пород под воздействием проса-
чивающейся воды даже поздней осенью. При малой глубине затоп-
ления вода промерзает до поверхности, после чего начинают про-
мерзать породы россыпи. Толщина льда в водоемах Сибири
составляет 0,6—1,5 ж.
Расстояние между перемычками определяют по уравнению
(123) и уточняют по продольному профилю россыпи. Для умень-
шения объема работ по сооружению перемычек воду поднимают
без запаса, но стремятся обеспечить непрерывное поступление
воды для восполнения убыли от просачивания, допуская неглубо-
кое промерзание только по верхней границе площади затопления.
Воду для восполнения утечки подводят к затапливаемой пло-
щади по канаве из речки на протяжении всей зимы, в отдельных
случаях ее подкачивают насосом.
При недостатке воды зимой проводились опыты по удержа-
нию льда треногами, установленными на расстоянии 2 м друг
от друга. Треноги связывали из трех жердей длиной 2 м. Во из-
бежание всплытия их в основании закладывали камнем.
Перемычки размещают в основном поперек долины (рис. 172—
7, 2, 5). Для сокращения времени на затопление и для уменьше-
ния расстояния перемещения торфов в отвалы строят также и
продольные перемычки 4. Эти перемычки делят предохраняемую
площадь на отдельные блоки, которые могут быть затоплены
каждый в отдельности. Для более равномерной оттайки пород
стремятся уменьшить площадь россыпи, занятую перемычками,
поэтому продольные перемычки строят редко.
Сооружать перемычки целесообразно только на россыпях,
где вода может быть удержана на поверхности и не уйдет в ни-
жележащую часть россыпи по породам или старым заброшен-
ным подземным выработкам. Затопление поверхности затрудне-
но в долинах, где речки зимой полностью промерзают и прекра-
щается или резко сокращается поверхностный сток и приток
подземных вод. С понижением уровня подземных вод вода с
затопленных площадей уходит.
478
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Водосливов на перемычках обычно не сооружают и избыток
воды пропускают в обход по канаве. Для уменьшения заилива-
ния оттаиваемой поверхности и предотвращения размыва пере-
мычек во время осеннего паводка в отдельных случаях проходят
руслоотцодную канаву с перемычкой 5 и основной поток речки
пропускают в обход затапливаемой площади. Воду к затапли-
ваемой площади подводят из руслоотводной канавы только в
количестве, необходимом для поддержания нужного уровня.
Рис. 172. Схема затопления россыпи при естественной
оттайке
Весной следует скорее удалять лед с оттаиваемой поверхно-
сти. Чтобы несколько раздробить ледяной покров, поднимают
уровень воды. После этого обычно подрывают перемычку с тем,
чтобы вода унесла наибольшее количество льда. Для ускорения
таяния оставшегося льда его посыпают черной землей или
шлаком.
Осевший на дне водоема слой ила толщиной 5—40 см и ос-
тавшуюся часть перемычки удаляют бульдозером. После этого
поверхность речников вновь подвергают в течение всего лета
усиленному прогреванию лучами солнца. К концу второго лета
россыпи, сложенные из речников, оттаивают на глубину до 4 —
5 м. На вторую осень вновь сооружают перемычки для затопле-
ния поверхности. Для более равномерной оттайки всей россыпи
на второй год целесообразно строить перемычки в других местах.
Перемычки стремятся возводить из речников, содержащих ме-
талл. В этом случае удешевляются работы по удалению пере-
мычек, поскольку можно ограничиться только их разваловкой,
не прибегая к перемещению всех пород за пределы россыпи.
естественный и вспомогательные способы оттайки
479
Для наблюдения за оттайкой пород на россыпи бурят
100-миллиметровые скважины разведочным буровым станком
или устанавливают контрольные иглы. Наблюдение произво-
дится одним из описанных выше способов.
После двух лет оттайки (не считая времени на вскрышные
работы) мерзлые породы смогут быть оттаяны на указанную вы-
ше глубину и после проверки качества оттайки россыпь можно
считать подготовленной к дражной разработке.
Необходимые сроки оттайки отдельных площадей россыпи
устанавливаются на основании опыта за предыдущие годы. При-
ближенно эти сроки могут быть определены по уравнению (125).
Основные затраты при естественной оттайке складываются
из расходов по сооружению перемычек, обводных и руслоотвод-
ных канав, разваловки перемычек, из расходов, связанных с
ускорением таяния льда и по наблюдению за оттайкой. Себе-
стоимость оттаивания 1 м2 3 пород при этом способе составляет
10—15 коп.
Солнечную оттайку наиболее целесообразно применять на
каменистых и валунистых россыпях, сложенных из речников,
при глубине россыпи менее 5—6 м, в южной и средней полосе
распространения многолетней мерзлоты, когда условия залега-
ния россыпи допускают затопление ее поверхности. Данный спо-
соб оттайки удобно сочетать с водооттайкой иглами, которые
целесообразно применять на труднозатопляемых площадях с
наиболее мощными мерзлыми наносными отложениями.
Наличие глинистых прослойков в толще речников или слоя
глинистых пород над речниками значительно замедляет оттайку
и делают ее невыгодной.
2. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОТТАЙКИ
Наряду с изложенными выше основными способами оттайки
мерзлых пород существуют следующие способы: парооттайка,
оттайка горячей водой, электрооттайка, оттайка термитом. Все
эти способы используются в небольших объемах или находятся
в стадии освоения, поэтому имеют второстепенное значение.
Для оттаивания пород используют насыщенный пар с давле-
нием 2—5 ат, который получают из котла драги или из особого
котла. Этот способ в основном применяют для оттайки ранней
весной мерзлых пород на поверхности россыпи, промерзших
зимой. В это время из-за низких температур воды в реке оттай-
ка речной водой малопроизводительна. Поэтому парооттайка
производится на глубину зимнего промерзания пород, т. е. не
более 2—3,5 м.
Иглы для паровой оттайки обычно изготовляют диаметром
19—22 мм из буровой пустотелой стали, длина их 1,7—3 м. На-
конечник иглы пикообразный, верхний ее конец имеет неболь-
480
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
шую наковальню и переходник для присоединения шланга.
У каждого переходника распределительного паропровода уста-
навливают вентиль. При глубине забивки игл до 3,5 м расстоя-
ние между ними в речниках принимается 2—2,5 м. Продолжи-
тельность осадки иглы и оттайки блока около суток. Скорость
осадки 0,8—1,5 м/ч, Длинные иглы осаживают с помощью хому-
та и бойка (рис, 165). Проводятся также опыты по осадке
паровых игл электровибратором [53]. На россыпях р. Омчак
установку паровых игл производят с помощью бурового станка
ГП-1. Станком пробуривают скважину на половину глубины
осадки иглы, после чего в нее вставляют иглу. Такой способ
установки оказался более производительным и стоимость паро-
вой оттайки снизилась на 30—40%. Для установки игл исполь-
зуют также электросверла.
Пар поступает с иглу с температурой 102—110°, отдает тепло
мерзлоте и, охлаждаясь, выходит на поверхность в виде горячей
воды. Температура отработанной воды зависит от количества
подаваемого пара и глубины погружения иглы и обычно дости-
гает 40°. Мерзлые породы вокруг иглы оттаивают неравномерно,
а оттаянный блок имеет форму конуса с малым радиусом оттай-
ки у наконечника и большим на поверхности россыпи. Поэтому
для полной оттайки зимней мерзлоты иглу необходимо выдер-
живать и после оттайки поверхностного слоя между иглами.
Коэффициент использования тепла составляет примерно 0,06.
При этом способе мерзлые породы оттаивают быстро вследствие
большой разности температур, а воды на оттайку расходуется
мало, поскольку при охлаждении пара выделяется скрытая те-
плота парообразования.
Основной и разводящие паропроводы изолируют. Во избежа-
ние ожогов рабочих снабжают асбестовыми рукавицами.
На оттайку 1 м3 мерзлоты расходуется пара 26 кг, угля 7,5 кг.
При разработке россыпи 210-литровой драгой зимнюю мер-
злоту оттаивают 20—40 иглами; объем оттаиваемых пород на-
мечают с таким расчетом, чтобы оттаять зимнюю мерзлоту на
площади, подлежащей отработке драгой весной, пока зимняя
мерзлота не оттает под действием солнечного тепла. Объем па-
рооттайки в этих условиях в зависимости от глубины зимнего
промерзания и глубины россыпи колеблется от 10 до 40 тыс. м\
Глубину промерзания устанавливают проходкой 1—2 шур-
фов.
Парооттайку начинают в конце марта или в первой половине
апреля после очистки поверхности от снега и оканчивают в пер-
вой половине или в конце мая. В зависимости от условий себе-
стоимость парооттайки составляет 0,4—1 руб/м3-
Дороговизна парооттайки ограничивает распространение это-
го способа и его применяют только в случаях, когда водооттайку
иглами использовать невозможно*
ВСКРЫШНЫЕ И ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
481
Ранее паровую оттайку использовали на подземных разра-
ботках мерзлых россыпей. Подземная парооттайка позволяла
добытые пески сразу подавать на промывку, однако ее примене-
ние значительно усложняло и удорожало работы по креплению,
поэтому в настоящее время выемка мерзлых песков производит-
ся буровзрывными работами.
На дражных разработках Колымы применяют иногда оттай-
ку иглами с подогретой водой. Этот способ используют как для
оттайки зимней мерзлоты ранней весной, так и для того, чтобы
приступить к оттайке многолетней мерзлоты с начала мая, когда
температура воды в реке еще ниже 1,5°. Речную воду подогре-
вают путем подачи пара в распределительный водопровод.
Электрооттайку применяют в районах с дешевой электро-
энергией, зимой или весной во время проведения строительных
работ [54]. К одним из наиболее простых и вместе с тем эффек-
тивных способов, обеспечивающих оттайку на глубину до 1,5 м,
относится электрооттайка посредством вертикальных стержней.
В этом случае используют трехфазный ток напряжением 220—
380 в. Стальные стержни длиной 1 —1,5 м и диаметром 16 мм
располагают на расстоянии 0,5—1 м друг от друга. Стержни
забивают в породу постепенно, по мере ее оттайки. Ряды стерж-
ней соединяют проводом от отдельной фазы. Чтобы ускорить
оттайку, между стержнями проходят канавки глубиной 2—3 см,
которые заливают соленой водой. Расход электроэнергии при
песчано-глинистых породах составляет 12—25 квТ'Ч/м3. Продол-
жительность оттайки в зависимости от глубины промерзания
10—16 ч. Расход мощности на 1 jw2 площади 3—5 кет.
На строительных работах проводились опыты по оттайке мер-
злых пород термитом. Этот способ оттайки дорог [57] и точные
показатели по нему не установлены.
На строительных работах применяют также оттайку зимней
мерзлоты пожогом. Раньше пожогом проходили шурфы и шахты
в мерзлоте [93].
Глава X. ВСКРЫШНЫЕ И ПРОЧИЕ
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
1. ВСКРЫШНЫЕ РАБОТЫ
Удаление перекрывающих пласт торфов может производить-
ся предварительно с опережением по отношению к добыче пес-
ков с помощью особых вскрышных машин. Вскрышные работы
можно производить и попутно с добычей песков драгой при по-
слойной выемке.
Предварительные вскрышные работы на дражных разработ-
ках производятся бульдозерным, скреперным, экскаваторным и
гидравлическим способами. С помощью этих машин отрабаты-
31 С. М. Шорохов
482
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вают толщу торфов, выделенных в отдельный горизонт, причем
вскрытие этого горизонта производят особыми независимыми
выработками. Технология 'вскрышных работ изложена при опи-
сании соответствующих способов разработки. В данной главе
рассматриваются только общие положения по использованию
этих способов для вскрышных работ на дражных разра-
ботках.
Рис. 173. Бульдозерная вскрыша на дражных разработках
Решающее значение на выбор способа вскрышных работ
оказывает мощность уступа торфов, расстояние до отвалов, рас-
положение уступа относительно уровня воды в реке, физические
свойства торфов — крепость, зерновой состав и влажность. Когда
возможно применение различных способов и когда явно не
выявляются преимущества одного из них, способ вскрышных
работ определяют на основании технико-экономического
сравнения.
Бульдозерные вскрышные работы. Вскрышные работы буль-
дозерами на дражных разработках широко распространены. Это
объясняется большой проходимостью машин, легкостью пере-
броски и возможностью использования их на самых разно-
образных работах: на отчистке поверхности от леса, соору-
жении дорог, перемычек, закладке мертвяков, перевозки гру-
зов и др.
Особенности бульдозерных вскрышных работ на дражных
разработках обусловливаются тем, что драги обычно разраба-
тывают россыпи значительной ширины в пойменной части, где
близко к поверхности поднимаются почвенные воды и часто
встречаются заболоченные площади, покрытые растительным
торфом. Это усложняет проведение вскрышных работ бульдо-
зерами. Вскрышные работы бульдозерами производят до гори*
ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ ОТТАЙКИ
483
зонта, расположенного на 0,5—1 м выше уровня воды в долине,
причем поверхность должна иметь уклон для стока дождевых и
почвенных вод.
Бульдозеры целесообразно применять на вскрышных рабо-
тах при достаточно устойчивых торфах и при размещении отва-
лов на бортах разреза (рис. 173, а) в случаях, когда расстояние
перемещения не превышает 100 м, а мощность торфов составляет
0,2—1,5 м. По мере увеличения вязкости пород и снижения их
устойчивости область применения бульдозеров увеличивается.,
На россыпях с малоустойчивыми породами, сложенными из рас-
тительного торфа, бульдозерные вскрышные работы наравне с
гидравлическими являются единственно возможными; в этих
условиях предельное расстояние перемещения торфов возрастает
до 200 м.
При выемке малоустойчивых торфов необходимо провести
вскрышные работы весной по мере оттайки верхних слоев с та-
ким расчетом, чтобы основная часть работ была проведена буль-
дозером, перемещающимся по мерзлому твердому слою.
С увеличением ширины россыпи возрастает длина бульдозер-
ных заездов при доставке торфов в отвалы, располагаемые по
бортам россыпи, и вскрышные работы обходятся дорого. Поэто-
му при разработке широких россыпей с целью сокращения дли-
ны заездов бульдозера необходимо тщательно выбирать место
размещения отвалов. Это особенно важно при разработке рос-
сыпей с малоустойчивыми породами поверхности, на которых
невозможно использовать скреперы и другие более тяжелые
машины. Сократить длину бульдозерных заездов можно при раз-
работке широких россыпей драгой в три или две отдельные по-
лосы комбинированными системами. При таком порядке разра-
ботки торфа можно размещать с бортовых площадей (полос)
за границей промышленной россыпи при малых расстояниях до-
ставки, а торфа со средних площадей отсыпать на дражные
отвалы (рис. 213, а).
Весьма полезно сочетать бульдозерные вскрышные работы с
сооружением перемычек для обеспечения доступа к площадям
с возвышенным плотиком. В этом случае расстояния заездов
машин сокращаются и сооружение перемычек обходится недо-
рого.
Особенно производительны вскрышные работы бульдозером,
если торфа размещают в выработанное пространство (рис. 173,6),
поскольку расстояние перемещения торфов резко сокращается,
а выемку их производят наклонными слоями под уклон. Однако
при расположении отвала торфов в протоках разреза борта
пласта песков засыпают торфами. Поэтому выемку песков дра-
гой производят с оставлением межходового целика 1—2—3 и
частичной повторной выемкой торфов из отвала 2—4—5, что
приводит к разубоживанию песков. Высота засыпки борта пла-
31*
484
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Ста увеличивается с увеличением мощности торфов и подводной
глубины разреза. Данный способ размещения отвалов приме-
няют при небольшой подводной глубине разреза и небольшой
мощности торфов. В целях увеличения площади для размещения
торфов выемку песков драгой целесообразно производить косым
забоем так, чтобы дражные отвалы размещались ближе к борту
разреза противоположному тому, на котором производятся
вскрышные работы. Так как размещение торфов в протоке свя-
зано с потерями песков, то следует устанавливать величину этих
потерь и дополнительные затраты на вскрышные работы, кото-
рые могут быть вызваны при ином размещении отвалов торфов
(например, на бортах россыпи). Потери песков в межходовых
целиках от размещения отвалов в протоках будут экономически
оправданы, если иная технология вскрышных работ вызвала бы
такие дополнительные затраты, при которых себестоимость до-
бычи металла из них была бы выше установленной.
Скреперные вскрышные работы. За последние годы вскрыш-
ные работы колесными скреперами получили широкое распрост-
ранение на дражных разработках Северо-Восточной Сибири.
В основном используют скреперы с ковшами емкостью 6—8 ;и3.
Особенно целесообразно применять скреперы для выемки тор-
фов, сложенных из речников, и при необходимости перемещать
их в отвалы на расстояние более 100 м. Речники устойчивы да-
же при высокой влажности, машины не вязнут в забое и на от-
валах даже в дождливую погоду, а породы хорошо опоражни-
ваются из ковша. В этих условиях работа машин не зависит от
погоды и достигается высокая производительность. Крупные ва-
луны должны быть убраны корчевателями или взорваны. На
песчано-глинистых торфах с небольшой влажностью скреперы
также работают производительно. Поэтому с повышением гли-
нистости торфов и увеличением их влажности работа скреперов
усложняется и производительность их резко снижается.
Вскрышные работы скреперами производят так же, как и
бульдозерами, до горизонта, расположенного на 0,5—1 м выше
уровня воды. Мощность торфов может изменяться от 0,2 м в пой-
ме и до 7 м в бортовой части россыпи при переходе поймы в
увал. Колесные скреперы наиболее удобно использовать для
выемки торфов при разработке широких россыпей. Верхний слой
торфов, представленный плодородными почвами, можно разме-
стить скреперами в отдельные отвалы так, чтобы в дальнейшем
эти ценные почвы могли быть использованы для восстановления
поверхности отработанной драгой поймы долины.
На вскрышных работах скреперы часто работают совместно
с бульдозерами.
Экскаваторные вскрышные работы. Для выемки торфов при
разработке россыпей драгами применяют драглайны с ковшом
ВСКРЫШНЫЕ И ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
485
емкостью 1—9 м3. Как правило, крупные экскаваторы имеют
шагающий ход. В зарубежной практике в отдельных случаях
применяли экскаваторы типа механической лопаты.
Шагающие экскаваторы в состоянии производить вскрышные
работы ниже уровня воды дражного разреза. Это весьма важно
при разработке глубоких россыпей со значительной мощностью
торфов, так как позволяет значительно расширить объемы
вскрышных работ.
Применение экскаваторов несколько осложняет организацию
вскрышных работ на дражных разработках, так как приходится:
перемещать торфа в отвалы за границу россыпи на значитель-
ные расстояния. В отвалы торфа перемещают путем многократ-
ной перевалки или же их доставляют ленточными транспорте-
Рис. 174. Экскаваторная вскрыша с перевалкой
рами или тракторными тележками и самосвалами. Технология
вскрышных работ экскаватором с перевалкой торфов и последо-
вательность отработки заходок показана на рис. 174. На мерз-
лых россыпях при вскрышных работах экскаватором необхо-
димо предварительно оттаять породы или разрыхлить их буро-
взрывными работами, что удорожает себестоимость работ.
Экскаваторы типа механической лопаты совместно с само-
свалами применяют для вскрышных работ на россыпях, имею-
щих сцементированные прослойки, которые разрыхляли буро-
взрывными работами с использованием канатно-ударных
станков.
На дражных разработках вскрышные работы экскаваторами
имеют небольшое распространение.
Гидравлические вскрышные работы. Вскрышные работы гид-
равлическим способом на драж'ных разработках применяют на
мерзлых россыпях Аляски. Торфа с поверхности на этих россы-
пях представлены илистыми породами с растительными остат-
ками и прослойками льда. После оттайки такие породы легко
размываются и уносятся водным потоком.
Размыв 'пород ведется горизонтальными слоями по мере их
естественной оттайки. Мониторы поочередно 1—2 раза в сутки
размывают торфа на глубину талого слоя на 0,1—0,2 м по при-
легающей к нему площади в радиусе 30—70 м в зависимости
от напора и дальности полета струи. На полигоне одной драги
486
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
устанавливают 30—50 мониторов с диаметром насадки 50 мм.
Размытые породы отводят по* канавам в речку. Канавы прохо-
дят с уклоном 0,01—0,02 буровзрывными работами.
Гидравлические вскрышные работы применяют на площадях
россыпи с возвышенной поверхностью, чтобы можно было по
Рис. 175. Бульдозерно-смывные работы при вскрыше торфов
канавам отвести размытые торфа в речку. Во избежание заили-
вания дражного разреза торфами речка должна находиться за
пределами полигона или отработка россыпи производиться по
падению долины.
На выносных канавах с малым расходом воды для их про-
чистки устанавливают хвостовые мониторы. Расход воды
на размыв и выгонку 1 м3 торфов при напоре в 3 ат состав-
ляет 8 м3. При недостатке воды используется оборотная вода.
В таких условиях себестоимость 1 м3 вскрыши составляет
15—30 коп.
Вскрышные работы смывом. Вскрышные работы на дражных
разработках Енисейской тайги производят бульдозерами в со-
четании со смывом (рис. 175, а). Этот способ применяется для
выемки мерзлых торфов на широких россыпях. Вдоль увала за
пределами россыпи была проведена водозаводная канава глу-
ВСКРЫШНЫЕ И ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
487
биной 1—1,5 м. От нее под углом в сторону падения долины
через 60—100 м проходили смывные канавы глубиной до 0,7 м,
по которым вода подводилась в количестве 1,33 м?/сек. Выемку
торфов производили бульдозерами, которые подавали их в смыв-
ные канавы, а водный поток уносил в старые дражные разрезы.
Производительность бульдозеров при мощности вскрыши до
0,7—1,0 м была высокая, несмотря на значительную ширину пло-
щади вскрыши, и вскрышные работы обходились дешево.
На площадях, где мощность илисто-глинистого слоя торфов
была более 0,7 м или содержала прослойки льда, работа буль-
дозеров летом усложнялось, так как они вязли, когда торфа от-
таивали. Поэтому на площадях с мощными торфами с середины
лета бульдозеры перемещались по горизонту основания вскрыш-
ного уступа, представленного речниками, которые залегали под
растительным и илисто-глинистым слоем. В этих условиях буль-
дозеры использовали для создания вдоль канавы вала высотой
до 1,5 м и шириной до 5 м, который прижимал водный поток
к размываемому противоположному борту канавы (рис. 175, б).
Вал перемещался вслед за подмываемым уступом. Этим поддер-
живались ширина канавы и скорость водного потока, необходи-
мые для производительного обрушения и смыва торфов. Вынос-
ные канавы иногда засорялись и их очищали бульдозером. Для
ускорения размыва мерзлых пород применялись буровзрывные
работы. Средняя мощность вскрыши составляла 1,7—2 м, а наи-
большая достигала 3 м. Выносные канавы имели уклон 0,003—
0,004. Для облегчения выноса торфов канавы проводились по
наивысшим отметкам и бульдозеры подавали торфа к ним из
низин.
На смывных работах при ширине отрабатываемой россыпи
600—800 м были получены следующие показатели [100]: число
дней вскрыши 87; объем вскрышных работ 96,3 тыс. л3; количе-
ство бульдозеро-смен 397; расход воды на 1 м3 смытых торфов
116 ж3; себестоимость вскрыши 16,2 коп/м2.
Смыв мерзлых пород, легко размывающихся после оттайки, применяется
на дражных разработках Аляски. Для этого проходят на расстоянии 5—10 м
друг от друга неглубокие канавы. Под действием водного потока тундра
быстро оттаивает, канавы углубляются, и смыв торфов происходит с обруше-
нием бортов канавы. Торфа по канавам отводят в реку.
Смешанные способы вскрышных работ. На вскрышных рабо-
тах многих дражных разработок применяют одновременно раз-
личные горные машины. Так, например, колесные скреперы с
бульдозерами, экскаваторы со скреперами и бульдозерами, а в
отдельных случаях и с гидравлическим смывом. Смешанный спо-
соб позволяет улучшить использование оборудования при изме-
няющихся условиях вскрыши и крепости торфов. В этом случае
торфа отрабатывают в два горизонта (уступа) с независимым
вскрытием каждого.
488
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На рис. 176 показана схема разработки россыпи 50-литровой
драгой со смешанным способом вскрышных работ тремя бульдо-
зерами, двумя колесными скреперами с ковшами емкостью 6 лг3
и одним драглайном с ковшом 1 м3.
Рис. 176. Экокаваторно-скреперно-бульдозерная вскрыша
На Аляске применялись экскаваторно-гидравлические вскрышные работы
на россыпи, разрабатываемой 210-литровой драгой. Вскрышные работы про-
водились в два самостоятельных уступа. На верхнем уступе вскрышные ра-
боты осуществляли гидравлическим способом, с годовым объемом работ 0,8—
1 млн. м3. На втором уступе торфов, где мощность составляла 4—7 м. рабо-
тали шагающие экскаваторы с ковшами 9 и 6 м3. Годовой объем вскрышных
работ достигал 1,5 млн. м3. Третий уступ — нижнюю толщу россыпи — отраба-
тывали драгой. Россыпь имела значительную ширину и торфа транспортиро-
вали в отвал, расположенный за пределами россыпи, ленточным транспортером,
установленным на легких разборных металлических рамах. Торфа размеща-
лись в конусные отвалы самоходным гусеничным отвалообразователем. Ши-
рина ленты 0,9 м, общая его длина, включая и отвалообразователь, составля-
ла 1,5 км. Экскаваторы грузили торфа на ленту через передвижные самоходные
бункера на гусеничном ходу.
ВСКРЫШНЫЕ И ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ 489
2. ПРОЧИЕ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Наряду с основными подготовительными работами имеются
и другие с небольшими объемами, которые проводят на опреде-
ленных площадях россыпи с опережением по отношению к до-
бычным. К таким работам относятся очистка поверхности от
леса, разваловка отвалов, распределение воды из реки по раз-
рабатываемой площади, устройство в пределах разрабатывае-
мой площади подъездов и мостов к драге, а также к местам1
проведения вскрышных и других работ, наращивание вдоль
и в пределах россыпи линии электропередачи и телефонной
связи.
Очистка поверхности от леса и кустарника. На разрабатывае-
мых драгой площадях лес и кустарник должны быть вырублены,
а пни выкорчеваны. Необходимо также произвести очистку от
леса боковых площадей за границей россыпи так, чтобы он не
мешал поворотам драги, переносу бортовых канатов и имелось
достаточное пространство для размещения отвалов торфов, если
они предварительно удаляются. В зависимости от размеров дра-
ги ширина вырубки леса за границу россыпи изменяется от
10 до 40 м.
Если удаление торфов не производят, необходимо очищать
площадь от древесных остатков, так как они засоряют воду
дражного разреза и увеличивают простои драги на очистку сеток
всасывающих колодцев, насадок, бочки и трафаретов. Эти про-
стои достигают 25% рабочего времени.
Если на россыпи возводят плотины, лес вырубают до зато-
пления поверхности. При удалении торфов вырубку леса следует
производить с опережением не менее чем на полгода, а на мерз-
лых россыпях сроки вырубки увязывают со способом оттайки.
В наиболее распространенных условиях очистку поверхности от
кустарника и леса производят за 0,7—2 года до отработки пло-
щади драгой.
Разваловка. Россыпи, разрабатываемые драгами, могли быть,
раньше уже отработаны экскаваторным, подземным или други-
ми способами, от которых на поверхности остались отвалы тор-
фов и галечно-эфельные отвалы от промывных установок с со-
держанием металла выше бортового лимита. Такие отвалы имеют
высоту, превышающую предельную надводную мощность россы-
пи, определяемую размерами отвального оборудования драги,
поэтому производят их разравнивание — разваловку, чтобы
иметь возможность вести дражную разработку и извлечь из от-
валов оставшийся металл.
Разваловку отвалов производят бульдозерами, если расстоя-
ние перемещения не превышает 100 м. При необходимости транс-
портировать породы на значительное расстояние применяют ко-
лесные скреперы. Объемы работ по разваловке изменяются а
490
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Рис. 177. Распределительная
канава
широких пределах и на россыпях с большим количеством отвалов
они достигают 10% годовой производительности драги.
Распределение воды по площади россыпи. Воду из речки или
дополнительно подаваемую из других источников следует ис-
пользовать наиболее целесообразно, распределяя ее должным
образом по отрабатываемой площади россыпи. Для этого основ-
ной поток речки, а при недостатке во-
ды и весь поверхностный сток сле-
дует постоянно направлять в перемеща-
ющийся дражный разрез так, чтобы
вода в разрезе была проточной. При
проточной воде в дражном разрезе
создается непрерывное движение воды
в определенном направлении, вода
очищается, что оказывает существенное
влияние на работу драги, так как из
разреза выносятся древесные остатки,
старая крепь, а также шуга и мелкий
лед. При чистой воде уменьшаются
простои драги, связанные с очисткой
сеток всасывающих колодцев, прореза
понтона, черпаков от крепи и крупных
корней, кроме того, уменьшается засо-
рение насадков оросительной трубы,
трафаретов шлюзов и сеток отсадоч-
ных машин, что содействует увеличе-
нию извлечения металла. Водный по-
ток следует направлять в разрез со
стороны забоя, чтобы направление его
поддерживалось в сторону отвалов.
Забой при этом меньше засоряет-
ся эфелями, а древесные остатки и шу-
га сносятся в задний конец разреза.
Когда речка протекает по россыпи, по-
ток направляют в нужную сторону, со-
оружая в протоках перемычки (В и Г
на рис. 177). Перемычки насыпают
бульдозерами из галечных отвалов или других пород.
Некоторые россыпи располагаются на расстоянии до 1,5 км
от русла речки. В таких случаях необходимо подвести воду к
площади, подлежащей разработке по водоподводящим канавам.
На рис. 177 показаны различные случаи расположения россыпи
относительно речки. Так, если верхняя площадь россыпи нахо-
дится в стороне от речки, необходимо провести канаву 1—2.
Канава нужна также для подачи воды в котлован и в дражный
разрез первого хода драги. Канаву 3—4 проходят в зависимо-
сти от ширины россыпи и возможности направить в дражные
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ
491
разрезы приграничных частей А и Б (рис. 177) мощный водный
поток. Количество воды, подаваемое в разрез на значительное
расстояние, зависит от секундного расхода воды в реке и от
фильтрационной способности дражных отвалов. При значитель-
ном просачивании воды через дражные отвалы вследствие вы-
сокого коэффициента фильтрации или малой высоты галечных
отвалов свежая вода может и не дойти до забоя, расположен-
ного у границы россыпи. В этом случае следует проходить ка-
наву 3—4, по которой свежая вода поступала на наиболее уда-
ленные площади россыпи. Предельные расстояния подачи воды
в разрез по боковым протокам достигают 150—400 м и устанав-
ливают опытным путем.
Места водозабора в голове канавы 1—2 и 3—4 во избежание
размыва должны быть закреплены, а для регулирования коли-
чества воды устроены перемычки. Перемычки сооружают во
время отработки площадей по мере необходимости.
Сооружение водоподводящей канавы и перемычки у водоза-
бора должно опережать не менее чем на 3—6 месяцев начало
использования канавы. Канавы проходят бульдозером, экскава-
тором и реже скрепером.
Прочие подготовительные работы. Шлихи или концентрат от
многих драг доводят на доводочной фабрике. Перевозят шлихи
от разреза на фабрику преимущественно в контейнерах на гру-
зовиках. Для перевозки шлихов и доставки запасных частей,
смазочных и других материалов на драгу, на вскрышные рабо-
ты, устраивают бульдозером временные дороги, которые соеди-
няют с основной дорогой, проложенной вдоль россыпи. На
отдельных участках устраивают гать или лежневую дорогу. За-
траты на строительство временных дорог относят на подготови-
тельные работы. Основную дорогу вдоль россыпи сооружают за
счет капитальных вложений.
К началу сборки и пуска драги сооружают линию электропе-
редачи и трансформаторную подстанцию. По мере перемещения
драги электролинию удлиняют, а при большом удалении пере-
носят и трансформаторную подстанцию; эти работы также отно-
сят на подготовительные работы.
Глава XI. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ, ВЫЕМКЕ ПОРОД
И ОТВАЛООБРАЗОВАНИЮ
Во время добычных работ драгой производят выемку песков,
промывку и извлечение из них металла, а также отсыпку промы-
тых песков в выработанное пространство. На берегу разреза
выполняют работы по обслуживанию драги: закладывают мерт-
вяки, переносят береговые ролики и кабель, доставляют на берег
492
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
концентрат. Для облегчения выемки песков и уменьшения про**
стоев драги, кроме того производят ряд вспомогательных работ:
взрывают мерзлые торфа, крупные валуны, обнаруженные на
поверхности и под водой, убирают из разреза крепь, лед и др.
Все работы по обслуживанию драги и вспомогательные относят-
ся к добычным. Разновидности технологии добычных работ раз-
личают по особенностям очистной выемки песков, которые опре-
деляются способами выемки и системами разработки. Кроме
того, на технологию добычных работ влияют: методы передви-
жения драги, которые в свою очередь отличаются схемой кре-
пления бортовых канатов на берегу и порядком зашагивания,
способы отсыпки отвалов и доставки полезного ископаемого на
берег.
1. ВЫЕМКА ПОРОД
Добытые пески подаются черпаковой цепью на промывку,
после чего хвосты направляются в отвал. Выемка песков и раз-
мещение хвостов <в отвалы взаимно связаны, так как оба эти
процесса выполняет одна машина; сбрасывание породы обратно
в разрез производится через 2—4 мин после выемки. Поэтому
особенности процесса выемки песков, связанные с поворотом
драги, влияют и на процесс отвалообразования.
Выемка песков многочерпаковой свайной драгой начинается
с подхода драги к новому забою, для чего поднимают черпа-
ковую раму над поверхностью забоя и перемещают драгу впе-
ред на такое расстояние, чтобы черпаки могли срезать и захва-
тить породу с площадки 1—2 (рис. 178). Затем раму опускают,
пока нижняя ветвь черпаков не ляжет на забой, после чего за-
глубляют черпаки в породу на 5—50 см. Далее включают бара-
бан маневровой лебедки, драга начинает передвигаться вбок,
поворачиваясь около сваи, и черпаковая цепь, перемещаясь
вдоль забоя, производит выемку слоя песков по всей поверхно-
сти забоя 3-4-5-6. Когда черпаки дойдут до угла забоя, барабан
маневровой лебедки выключают, раму опускают для выемки
следующего слоя и включают барабан маневровой лебедки про-
тивоположного хода. Для переключения барабанов лебедки, опу-
скания рамы и натяжения бортового каната обратного поворота
драга останавливается в углах забоя на 0,3—0,5 мин в зависим
мости от устройства драги и опытности драгера.
Положение поверхности площадки забоя 3-4-5-6, с которой
снимается стружка, близко к горизонтальной и зависит от на-
клона нижней ветви черпаковой цепи. Порода от целика отде-
ляется боковой частью козырька черпака (рис. 179). Каждый
черпак подрезает стружку на площади 1-2-3-4, ширина стружки
*6
Рис. 178. Схема выемки пород
и отсыпки отвалов
494
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Ь зависит от скорости бокового перемещения драги и скорости
движения черпаковой цепи
ь = ^, М, (133)
где — скорость бокового перемещения драги у нижнего ба-
рабана, м/мин\
п — скорость черпания черпаков в минуту.
Из уравнения следует, что при выемке песков сплошной чер-
паковой цепью с большим числом прохода черпаков ширина
стружки невелика и состав-
ляет от 0,3 до 0,35 м, Малая
ширина стружки даже у
черпаков большой емкости
затрудняет захват валунов
размером более 0,3 nt, кро-
ме того, при этом снижается
заполнение черпаков. Для
того чтобы захватить валу-
1 ны, их вначале необходимо
протолкнуть к нижнему ба-
рабану. У прерывистой чер-
паковой цепи увеличивается
ширина стружки вдвое (при
одной и той же линейной
скорости движения цепи) и
валуны в меньшей степени
снижают заполнение чер-
паков.
Вследствие бокового пе-
ремещения драги стружка
песков срезается наискось,
образуя угол сдвига струж-
ки ip (рис. 179). Для облег-
чения подрезки стружки
с наименьшими усилиями
угол сдвига стружки гр дол-
Рис. 179. Выемка черпаком стружки пород быть меньше угла раз-
вала козырька черпака е на
величину заднего угла резания б (рис. 179). Это должно быть
выдержано на протяжении всей толщины стружки, поскольку
угол развала черпака меняется в зависимости от расположения
плоскости сечения по отношению к вершине козырька. Угол сдви-
га стружки зависит от скорости бокового перемещения драги и
черпаковой цепи. Тангенс этого угла определяется уравнением
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
495.
где v4 — скорость черпаковой цепи, м!мин\ v4 = nj\\
д — шаг черпака, м.
Для производительной работы черпаковой цепи объем поро-
ды, отделяемой черпаком с учетом разрыхления, должен быть,
равен или даже несколько больше емкости черпака, т. е.
Е = sbdp = —(134),
где Е — емкость черпака, м3\
s — ширина забойной площадки (уход драги), м\
d — средняя толщина стружки, м.
На драгах с двигателями трехфазного тока имеется одна ос-,
новная рабочая скорость движения черпаковой цепи, соответ-,
ствующая наибольшей скорости. Уменьшение скорости черпа-
ния осуществляется включением реостата. Однако это связано
с большими потерями электроэнергии и сильным нагревом, по-
этому пользоваться пониженными скоростями можно недолго, и
черпание песков приходится вести на скорости, при которой рео-
стат выключен. Для изменения линейной скорости черпаковой
цепи меняют передаточное число черпакового привода (меняют
шкивы). В зависимости от типа черпаковой цепи, емкости чер-
пака и условий работы скорость черпания п = 12-4-36 черпаков
в минуту.
Двигатели трехфазного тока маневровых лебедок снабжают
большими реостатами, которые не перегреваются при работе
двигателя на пониженных скоростях в течение продолжительно*
го времени. Мощность этих двигателей невелика, вследствие че-
го потери при включении реостатов не столь заметны. Поэтому
во время черпания драга работает на трех-пяти скоростях боко-
вого перемещения. Наибольшая боковая скорость у нижнего
барабана в зависимости от типа драги достигает = 5 4-
14 м/мин, У свайных драг вследствие криволинейности забоя
боковая скорость перемещения изменяется по длине забоя: в
средней части забоя она несколько меньше, повышаясь в углах,
особенно при приближении к береговому ролику. Боковые ско-
рости с увеличением подводной глубины разреза также несколь*
ко снижаются.
При выемке стружки значительной толщины повышается
удельный расход мощности и энергии, поэтому целесообразно
уменьшать толщину стружки, но при этом следует увеличить
боковую скорость или ширину забойной площадки. Однако боль-
шая ширина забойной площадки (большой шаг драги) усложняет
работу по зачистке крепкого плотика. Поэтому в наиболее рас-
пространенных условиях целесообразна работа драги на повы-
шенных боковых скоростях. Необходимое наполнение черпаков,
в этом случае достигается главным образом изменением толщи-
ны вынимаемой стружки. Толщину стружки, а следовательно, и
496
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
общую производительность драги устанавливают исходя из наи-
большей допустимой нагрузки двигателя и в зависимости от
наивыгоднейшей пропускной способности обогатительного и
транспортного оборудования драги. Черпание на пониженных
боковых скоростях целесообразно вести при выемке валунистых
пород и когда возможно возникновение мгновенных ударных на-
грузок. Толщину вынимаемого слоя для каждой драги устанав-
ливают на основании наблюдений. При выемке вязких глинистых
пород разгрузка затрудняется, иногда черпаки опорожняются
не полностью, так как порода в них запрессовывается. Во избе-
жание уплотнения пород в черпаке стружку нужно брать толщи-
ной не более 5 см.
Для драг средних размеров при выемке торфов II—III кате-
горий толщина вынимаемого слоя обычно составляет 15—35 см,
при выемке песков ее несколько уменьшают.
На драгах послевоенного выпуска с черпаками емкостью 210
и 250 л черпаковые двигатели и маневровые лебедки работают
на постоянном токе, что допускает изменение скоростей враще-
ния двигателя с ничтожными потерями в реостатах, кроме того,
эти двигатели обладают свойствами саморегулирования рабо-
чих скоростей в зависимости от сопротивления черпания. Для
этого драга снабжается сложной моторгенераторной установкой,
так называемым пятимашинным агрегатом [58], при котором
можно изменять скорость черпания от 10 до 36 черпаков в мину-
ту. Применение такой усложненной схемы приводит к увеличе-
нию удельного расхода электроэнергии на 1 м3 добытых драга-
ми пород, по данным приисков, на 5—20%.
Изменять скорость черпаковой цепи можно в определенных
пределах, поскольку угол сдвига стружки должен быть меньше
угла развала козырька. С увеличением развала козырька, когда
угол 8 увеличивается, диапазон изменения скорости движения
цепи также увеличивается.
При увеличении скорости черпаковой цепи необходимо учи-
тывать процесс зачерпывания и опоражнивания черпаков. При
больших скоростях высыпание глинистых песков из черпаков
начинается ниже лотка, отчего увеличиваются потери песков, так
как они проходят мимо лотка обратно в разрез. Поэтому значи-
тельное увеличение скорости цепи целесообразно только при
выемке промывистых, легко разгружаемых песков.*
На новых драгах предусмотрено автоматическое управление
процессом черпания. В этом случае драга автоматически оста-
навливается в углах забоя при повороте на заданный угол с од-
новременным опусканием черпаковой рамы на необходимую ве-
личину и переключается на обратный поворот; скорость цепи и
бокового перемещения драги регулируется автоматически в за-
висимости от загрузки двигателей. Применение автоматическо-
го управления позволяет увеличить производительность драги.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
497
Драга, опираясь на сваю, при перемещении вдоль забоя по-
ворачивается на определенный угол. Угол поворота (маневриро-
вания) драги р изменяется от 50 до 120°. Черпаки производят
выемку песков по дуге с радиусом на уровне воды в разрезе
гв = (2-ь8), описываемой козырьками черпаков (рис. 178).
Радиус черпания зависит от розмеров драги и положения рамы.
Из рис. 178 имеем
(24-7) = У (А 4-Ч)2—(Б-(-"б)2,
(7-4-8) = Д-Г + Ю.
Из той же схемы на основании теоремы прямоугольного
треугольника имеем
r. = t(2 + 7) + (7H-9)]5i-.
Угол смещения радиуса черпания драги = 2,54-3,5° и ко-
синус угла близок к единице. Для упрощения можно принимать
Ф1 = 0. Ошибка в таком случае составляет 0,1—0,2%, что вполне
допустимо.
Радиус черпания драги на уровне воды в разрезе опреде-
ляется тогда уравнением
гв^Д + Ю-Г + /(А + Ч)2-(Б + б)2, (135)
где Д — длина понтона, м\
Ю — расстояние от кормы драги до оси сваи, м;
Г — расстояние от носа драги до оси верхнего барабана, м\
А — длина черпаковой рамы между осями барабанов, м\
Ч — радиус, описываемый козырьком черпака на нижнем ба-
рабане, м-
В — высота установки верхнего барабана над палубой, м\
б — надводный борт понтона, м.
Радиус черпания драги по дну разреза согласно (рис. 178)
равен
Г1^Д4-Ю — Г + ]/А2 —(Б + б + ^ + г—Ч)2. (136)
Радиус черпания драги по поверхности россыпи, когда над-
водная мощность россыпи позволяет приподнять черпаковую ра-
му над поверхностью (рис. 178).
г2~Д + Ю- Г + /(А + Ч)2-(Б 4-6-Да)2. (137)
Радиус черпания на уровне днища понтона
гд « Д 4- Ю - Г 4- /(А 4-Ч)2-(Б 4-б 4-Ф)2, (138)
где Н%— надводная мощность россыпи (надводный борт раз-
реза), м;
Ф —осадка понтона, м.
32 С. М. Шорохов
498
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На россыпях с подводной глубиной более 8—12 м верхняя
часть забоя обычно обрушается даже при небольшой надводной
его высоте. В таких случаях забой занимает положение 19-20
(рис. 178) и выемка пород в этой части невозможна.
После выемки песков в забое до плотика и зачистки его дра-
га перемещается вперед — зашагивает на 1—8 м, и вновь при-
ступает к выемке песков на следующей площадке забоя. При
такой выемке забойная площадка свайной драги 3-4-1-2 в плане
приобретает очертания серпа с обрезанными концами (рис. 182) г
а по углам забоя образуются выступы. Ширина забойной пло-
щадки не одинакова и наибольшей величины достигает в сред-
ней части, где она равна уходу драги.
Длина забойной площадки, как видно из рис. 178, равна сум-
ме двух катетов и взаимосвязана с углом поворота выражением
Ьв = гв [sin (0Х — фО + sin (02 + ф2)],
где Ьв — длина забоя на уровне воды в разрезе, м;
01 — угол поворота драги в сторону рабочей сваи, град;
02 — угол поворота в сторону нерабочей сваи, град.
Влияние угла смещения .на длину забоя не выходит за
пределы 0,05%, поэтому углом смещения можно пренебречь
Упрощенное уравнение длины забоя имеет вид
Ьв (sin pi sin 02). (139)
Углы поворота драги от среднего ее положения могут быть
равны между собой, т. е. 01 = 02. В этом случае уравнение длины
забоя примет вид
6В ~ 2rB sin(140)
где 0 — полный угол поворота драги, град.
Длина забоя по дну разреза и по поверхности россыпи 62
(рис. 185), при выемке прямым забоем, когда драга совершает
поворот от среднего положения на одинаковый угол, опреде-
ляется уравнениями (139) и (140), но с заменой величины гв ве-
личиной Г\ или г2.
Теоретическая длина забоя по поверхности россыпи, опреде-
ляемая по уравнению (139), соответствует практической длине,
если глубина россыпи не превышает 8—12 м, а торфа сложены
устойчивыми породами. При большой глубине россыпи верхняя
часть откоса борта разреза обычно обрушается 15-16 (рис. 178)
и действительная длина забоя получается больше теоретической
(рис. 180). Длина забоя по плотику обычно получается меньше
теоретической, что объясняется сложностью выемки песков в уг-
лах забоя и частичным обвалом верхней части борта. Для более
полной выемки песков необходимо, чтобы в параллельном драж-
ном ходе забой 17-18 (рис. 178) несколько перекрывал забой
предыдущего хода,
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
499
Вследствие того, что драга передвигается вперед зашагива-
нием, по бортам разреза образуются зубчатые выступы, по очер-
таниям приближающиеся к треугольнику 1—4—3. Размер зуб-
чатых выступов по ширине разреза зависит от величины заша-
гивания и угла поворота драги. Из рис. 181 видно, что высота
зубчатого выступа по борту рабочей сваи, если допустить, что
угол 4 прямой, выражается уравнением
= (2 4) s cos (Pi — sin (Pi — фх), м.
Рис. 180. Откос борта разреза
по маркшейдерскому замеру:
1 — борт во время выемки; 2 — борт
на вторые сутки после выемки; 3 —
расположение борта по расчету
Рис. 181. Боковой выступ
дражного разреза
Размер выступа по борту нерабочей сваи определяется для
угла поворота драги 02
wz^scos(р2 4-<pj)sin(р2 + Ф,).
Угол смещения мало сказывается на размере выступа и
им можно пренебречь. Тогда средний размер выступа с доста-
точной точностью определяется уравнением
oy^scos-|-sin (141)
Драга может постоянно работать в одном забое, и тогда дли-
на забоя будет соответствовать ширине разреза (рис. 178). Воз-
можна также попеременная работа драги в нескольких смежно
расположенных забоях (см. рис. 209 и 210), и тогда ширина
разреза будет равна сумме длин смежных забоев.
2. ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕ
Отвалообразование во многом зависит от установленного на
драге отвального оборудования. По этому признаку различают
следующие способы отвалообразования:
32*
500
дражный способ разработки
1)' двухслойное с отсыпкой гальки отвалообразователем, а
хвосты — кормовыми колодами;
2) однослойное с установкой на драге обезвоживающих
.колес;
3) однослойное с установкой землесоса-
Двухслойное отвалообразование осуществляется драгами, у
которых размыв пород производится в бочке, а хвосты уклады-
ваются в отвалы отвалообразователей кормовыми колодами.
В этом случае валуны и галька с диаметром, превышающим наи-
большие отверстия решетчатых листов бочки, поступают на от*
валообразователь и сбрасываются им в выработанное простран-
ство на расстояние 10—70 м от кормы драги (рис. 178). Частицы
породы размером меньше наибольшего диаметра решетчатых
листов бочки проходят через обогатительную аппаратуру, где
извлекается полезное ископаемое, а хвосты кормовыми колода-
ми направляются в выработанное пространство разреза. Хвосты
представлены зернами диаметром менее 20—40 мм. Они отсы-
паются на расстояние 4—12 м от кормы драги и располагаются
в разрезе непосредственно на плотике, образуя нижние эфель-
ные отвалы (рис. ,178). Галечные отвалы, образуемые отвалооб-
разователем, размещаются на эфельных отвалах- При таком
отвалообразовании получаются двухслойные дражные отвалы,
причем в верхних отвалах сосредоточены галька и валуны. Мел-
кие частицы попадают в верхние отвалы, когда породы плохо
размываются и сортируются в бочке.
Объем валунов и гальки больше отверстий решетчатых ли-
стов бочки, содержащийся в 1 м3 пород целика, определяет ка-
менистость пород россыпи. Коэффициент каменистости ц равен
отношению этого объема гальки к единице объема пород в це-
лике; в зависимости от условий р, = 0,05-4-0,7.
Процесс образования дражных отвалов протекает следующим
образом. После зашагивания драги и переноса рабочей сваи из
первого положения во второе (рис. 182) драга вынимает поро-
ды в забое на площадке 1—2—3—4. После промывки пород мел-
козернистые частицы размещаются кормовыми колодами на пло-
щадке 5—6—7—8 и 9—10—И—12, а галька на площадке 13—
14—15—16- Если предположить, что эти породы займут всю
ширину указанных выше площадей и не будут скатываться, тэ
распределение пород в разрезе по высоте будет ограничиваться
кривой 13—14—7—11—15—16, при этом левая колода отсыпает
отвал, ограничиваемый площадью со штриховкой с наклоном
влево, а правая — со штриховкой с наклоном вправо. Отвалооб-
разователь образует галечный отвал, ограничиваемый площадью
с вертикальной штриховкой. В действительности породы распо-
лагаются под углом естественного откоса, образуя отвал по
сплошной линии abc.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
501
Как видно из схемы, отвал отсыпается в дражный разрез на
площадь меньшей ширины, чем ширина разреза, поэтому высота
отвалов с учетом дополнительного разрыхления получается зна-
чительно больше, чем высота забоя.
Рис. 182. Схема размещения площадок выемки пород
и отсыпки хвостов
Мелкозернистые породы, сбрасываемые в разрез по кормо-
вым колодам, накапливаются на боковой поверхности нижнего
отвала и если площади отсыпки обеих колод взаимно не пере-
крываются (что определяется углом поворота драги и длиной
колод) и точки 8 и 9 (на рис- 182) не заходят одна за другую,
то постепенно образуются отвалы 11—12—13 (см. рис. 178) с
двумя вершинами. Эти отвалы быстро растут в высоту, пока их
502
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вершины не дойдут до поверхности воды. При пересечении пло-
щадей отсыпки, как это показано на рис. 182, подводный эфель-
ный отвал имеет одну вершину посередине.
Угол откоса отвалов в подводной части непостоянен. В ниж-
ней части, непосредственно прилегающей к плотику, он выпола-
живается. В средней и верхней подводной части угол откоса
отвала достаточно постоянен, причем он несколько меньше угла
естественного откоса для среднезернистых и крупнозернистых
пород (примерно на 1—4°). У отвалов из крупнозернистых пород
этот угол находится в пределах = 30-ь32°. С увеличением ко-
личества мелкозернистых частиц
угол уменьшается и для средних
условий составляет 24—28°. При
наличии тонкозернистых пород
угол откоса снижается еще боль-
ше; осаждение мельчайших гли-
нистых частиц замедляется, моле-
кулярные силы задерживают воду
около них, поэтому нижние отва-
лы становятся неустойчивыми,
разжиженными и угол откоса не
превышает 15°.
В нижней части отвала отла-
гаются наиболее тонкозернистые
частицы — ил, глина, угол его
откоса для крупно- и среднезер-
нистых пород снижается до 12—
15°, а при глинистых породах не
превышает 4—7°.
По достижении вершинами
Рис. 183. Схема расположения подводного отвала уровня воды
гребня нижнего отвала начинает быстро заполняться впа-
дина (см.рис. 178) и поверхность
отвала выравнивается. В дальнейшем породы в основном разме-
щаются в боковые стороны отвала, благодаря чему он увеличи-
вается в ширину и в сторону кормы понтона, в высоту же нара-
щивается медленно. Углы откоса в надводной части отвала рез-
ко уменьшаются, и угол в сторону кормы понтона у2 снижается
до 8-ь 14°, причем выполаживание угла начинается на 20—30 см
ниже уровня воды. Углы откоса в поперечном направлении отва-
ла переменны: в средней части поверхность отвала горизонталь-
на, а у уровня воды угол у3 близок к углу Т2«
Вследствие затягивания драги в надводной части нижнего
отвала образуются невысокие гребни. Кормовая колода в сто-
роне рабочей сваи намывает в основном подводный откос отвала
(рис. 183). Надводный же гребень отвала намывается кормовой
колодой, расположенной в стороне нерабочей сваи. Эта коло-
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
503
да имеет больший радиус вращения около сваи и поэтому на-
мывает эфеля на более дальнее расстояние от кормы драги,
когда окончательно образуется верхний гребень нижнего отва-
ла. От этого гребня в сторону кормы драги создается пологий
откос (рис. 178 и 183), по которому мелкозернистые частицы
сносятся потоком в сторону кормы. Поэтому расположение и
высота гребня нижнего отвала предопределяют расположение
подводного откоса отвала относительно драги.
Надводный гребень нижнего отвала намывается по наиболее
удаленной линии отсыпки эфелей кормовыми колодками. Наи-
большая высота гребня размещается в средней части отвала.
На рис- 183 видно, что вершина этого гребня расположена
от кормы понтона драги на расстоянии 1-4
I = К + 1к
где К — длина кормовых колод, м\
1К — величина приближения кормовой колоды к отвалу, м;
Ух — расстояние выброса эфелей за кормовую колоду по
направлению продольной оси драги, м.
При повороте драги в сторону нерабочей сваи, исходя из тре-
угольников 1-3-5 и 5-6-7, кормовая колода приближается к отвалу
от своего среднего положения на величину [60, б]
• /к = 0,5 (У + М) sin р2 — (1 — cos 02) (К — Ю), (142)
где У — расстояние между осями кормовых колод, м;<
М — расстояние между осями свай, м-
Это уравнение справедливо в тех случаях, когда рг + 62<9О°,
где угол 62 определяет угол смещения отсыпки эфелей в стороне
нерабочей сваи относительно главной оси вращения драги. Если
р2 + 62 > 90°, то при расчетах необходимо принимать Рг =
= 90 —- 62. Из рис. 183 тангенс угла смещения равен
2(К —Ю)
2"" У+М •
Расстояние выброса эфелей за кормовую колоду зависит от
скорости потока и расположения кромки колоды над вершиной
отвала. На удаленность гребня от кормы драги оказывает влия-
ние только расстояние выброса по направлению продольной оси
драги, которое зависит от угла, образуемого направлением по-
тока с продольной осью драги, т. е. от угла поворота драги.
В зависимости от этих условий расстояние выброса в направле-
нии продольной оси драги в средней части отвала относительно
невелико (yi = 0,Зн-0,5лг).
Между надводной высотой и надводной шириной нижнего от-
вала имеется определенная взаимозависимость. На россыпях
средней каменистости и средней промывистости пород при
Рис. 184. Общий вид нижних отвалов
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
505
надводной ширине отвала до 30 м эти величины связаны зависи-
мостью
ftB^0,0028t/b6, (143)
где hB— надводная высота нижнего отвала, м\
U — надводная ширина нижнего отвала, м.
Общий вид нижних отвалов [58] во время зарезки забоя 380-литровой дра-
гой в старый отвал при высоте надводного борта 3 м и при подводной глубине
разреза 4,5 м изображен на рис. 184, а. На рис. 184,6 показаны нижние отвалы,
полученные на основании лабораторных опытов [63]. Как видно, в обоих случаях
внешние очератния отвалов сходны и надводные их части имеют очертания
неправильного прямоугольника со слегка волнистой линией со стороны кормы
понтона.
При промывке речников с небольшой примесью глины ниж-
ние отвалы полностью размещаются под кормовыми колодами
и кормовой частью понтона (см. рис. 178). С увеличением гли-
нистости пород основание нижнего отвала (точка 14) переме-
щается в сторону забоя и при повышенной подводной мощности
россыпи откос его может завалить забой драги (точка 14'). Во
время выемки песков и зачистки плотика в таких условиях чер-
паки набирают хвосты.
На россыпях, сложенных из глинистых пород, заваливание за-
боя хвостами наблюдается при подводной глубине россыпи боль-
ше 10 м, а при речниковых породах — более 15—20 м. Для умень-
шения разубоживания песков на плотике в этом случае оставляют
целик, высота которого в зависимости от степени заваливания
забоя составляет 0,5—1,5 м. Целик удерживает хвосты и не дает
им расплываться до самого забоя, однако потери песков резко
увеличиваются. В таких случаях целесообразно переходить на
образование однослойных отвалов с использованием обезвожи-
вающих колес или землесосов. Во время разработки глубоких
россыпей вероятность заваливания забоя хвостами возрастает.
Для уменьшения разубоживания песков на некоторых зарубеж-
ных драгах глубокого черпания установлен землесос, который от-
сасывает хвосты, сползающие к нижнему барабану по всасываю-
щей трубе, проложенной в черпаковой раме.
Забой драги и отвалы перемещаются вперед при передвижке
драги одновременно на одно и то же расстояние, поэтому попе-
речное сечение отвала равняется поперечному сечению забоя с
учетом разрыхления пород и частичного выноса пород из отвалов
водным потоком. На этом основании поперечное сечение нижних
отвалов (рис- 185) определяется уравнением
Л = /7р6с (1 — р — |хв) рь (144)
где Fi — сечение нижних отвалов, Л12;
Яр — глубина россыпи, м\
Ьс — средняя длина забоя, м;
506
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
р — коэффициент каменистости; при установлении коэффи-
циента каменистости необходимо учитывать, что мелкая
галька отсортировывается в бочке не полностью, и неко-
торая ее часть вместе с глинистыми катышами посту-
пает в верхние галечные отвалы; поэтому при опреде-
лении размеров отвала р, необходимо несколько увели-
чивать;
jxB — коэффициент выноса пород из разреза, равный отноше-
нию объема тонкозернистых пород, выносимых водным
потоком, к объему пород в целике (рв = 0,01 0,08);
pi —• коэффициент разрыхления пород в нижних отвалах
Рис. 185. Схема двухслойных дражных отвалов
Площадь сечения нижнего отвала может быть разбита на
прямоугольник, треугольник и сегмент, ограниченный сверху
сложной кривой. Из этого положения вытекает следующая при-
ближенная взаимозависимость между основными размерами
нижнего отвала и его поперечным сечением:
♦м2
f,«t/tfr + g;ctgT,+0,55t/*,- , (145)
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ 507
Нг — подводная глубина разреза в месте отсыпки нижнего
отвала, м\
т — условное перекрытие нижним отвалом основания раз-
реза,
₽р — угол откоса борта разреза, град.
Надводная ширина отвала тесно связана с его надводной
высотой и условным перекрытием отвалом борта разреза, что
усложняет непосредственное определение надводной ширины
отвала по уравнению (145). Поэтому расчет ведут, принимая
третий, а иногда и четвертый член этого уравнения равным
нулю.
Величина условного перекрытия основания разреза т из
рис. 185 определяется уравнением
т = 0,5 (U + 2НГ ctg ух + w — &i), (146)
где w — размер бокового выступа по борту разреза, м\
Ь\ — ширина разреза по дну, м.
При отсутствии условного перекрытия его величина по урав-
нению (146) будет равна нулю или даже принимает отрицатель-
ное значение. В таких условиях для расчетов необходимо при-
нимать величину перекрытия равной т = 0.
Полная высота нижнего отвала
Й1 = ЯГ + ЙВ. (147)
Галечные отвалы размещаются на нижних, поэтому внешние
их очертания в пределах площади рассеивания эфелей во мно-
гом определяются расположением этих отвалов. Галька отсы-
пается по дуге, радиус которой, если пренебречь углом смещения
радиуса отсыпки, по аналогии с радиусом черпания, определяет-
ся из рис. 178 уравнением
R Т cos С + у2 — Л — Ю, (148)
где R — радиус отсыпки верхних галечных отвалов, м\
Т — длина рамы отвалообразователя между осями нижней
опоры и осью верхнего барабана, м\
£ —угол наклона рамы отвалообразователя (до 16° для
гладких лент и до 22° для ребристых);
у2 — расстояние выброса гальки за ось верхнего барабана
(уъ = 1,0-4- 2,0 м);
Л — расстояние от кормы понтона до оси нижней опоры ра-
мы отвалообразователя,
Ю — расстояние от кормы понтона до оси сваи, м.
Уравнение ширины площади рассеивания гальки тождествен-
но уравнению (139)
S^/?(sin₽1 + sinp2), (149)
а при выемке прямым забоем, когда ~ р2,
S^2/?sin-|-. (150)
508
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Площадь поперечного сечения галечного отвала определяет*
ся из рис- 185 уравнением
F2 == Ьс (р<//р + Z) р2, (151)
где F2 — площадь сечения верхних отвалов, ж2;
Z — глубина задирки плотика, м;
р2 — коэффициент разрыхления гальки (р2 = 1,40 ч-1,55).
Обозначим отношение средней ширины разреза к ширине от-
сыпки гальки коэффициентом сосредоточения отсыпки. Этот ко-
эффициент, согласно уравнениям (140) и (148), равен также от-
ношению среднего радиуса черпания драги к радиусу отсыпки
гальки
где гс — средний радиус черпания драги, м.
Поверхность отвалов вследствие перемещения драги во вре-
мя зашагивания сразу на величину шага получается гребен-
чатой.
Полная высота верхнего отвала над нижними эфельными оп-
ределяется [60] уравнением
h2 = (р//р + Z) ур2 + ~ tgT4, (153)
где т= ЗЗ-т-420угол откоса галечного отвала в средней части.
Однослойное отвалообразование с установкой на драге ко-
лесного обезвоживателя (эфельного колеса) встречается на
210-литровых драгах послевоенного выпуска. Наиболее крупно-
зернистые частицы хвостов отводятся к обезвоживателю через
щели в днищах бортовых колод. Ковши обезвоживателя захва-
тывают наиболее крупные частицы диаметром более 0,5—1,0 мм
и направляют их на ленту отвалообразователя.
Обезвоживатель обычно выделяет зерна различной крупности. По наблю-
дениям при разработке россыпи по р. Омчак 94% хвостов, выделенных обез-
воживателем, имели крупность частиц более 0,4 мм.
Таким образом, в верхние отвалы при установке обезвожи-
вающего колеса отсыпаются не только галька, но и мелкозерни-
стые породы, начиная от песчаных частиц (рис. 186, а). Основ-
ная часть тонкозернистых частиц размещается в отвал кормовы-
ми колодами, поэтому нижние отвалы обычно сложены из или-
сто-глинистых пород. Вследствие этого объем пород, который дол-
жен быть размещен в нижние отвалы, значительно сокращается,
но увеличивается объем пород, размещенных в верхние отвалы.
Тонкозернистые нижние отвалы имеют повышенную влагоем-
кость и слабую устойчивость. Крупнозернистые породы, сбрасы-
ваемые в разрез отвалообразователем, падают со значительной
высоты, поэтому крупная галька и валуны внедряются в мало-
устойчивые нижние отвалы. По этой причине гребень верхнего
отвала в средней части в отличие от отвалов двухслойной от-
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ДОБЫЧНЫМ РАБОТАМ
509
сыпки почти горизонтален или имеет слабое повышение
(рис. 186).
При таком отвалообразовании на величину зазоров между
отвалом и отвальным оборудованием драги (или на размеры от-
вального оборудования) решающее влияние оказывает распо-
ложение гребня верхнего отвала. Весь дражный отвал отсыпает-
ся более однородным и двухслойность делается мало заметной.
Поэтому расположение верхнего гребня определяют исходя из
полной его высоты от плотика и при расчетах принимается сред-
ний коэффициент разрыхления всего отвала. Из этих положений
и выводят расчетные уравнения отвалов [60].
а
Рис. 186. Схема образования отвалов при установке на драге обезво-
живающего колеса и землесоса
При небольшой подводной мощности россыпи и значительной
ее каменистости боковая поверхность нижнего отвала распола-
гается на значительном расстоянии от кормы понтона, поэтому
свая опирается не на откос отвала, а на плотик. В таких усло-
виях наблюдается скольжение сваи и отход драги от забоя во
время черпания. Для предупреждения скольжения под сваю на
плотик подсыпают гальку, направляя ее из бочки поворотным
галечным лотком в боковые лотки, установленные на корме пон-
тона у каждой сваи. Гальку подсыпают на высоту 0,5—1,5 м.
Однослойное отвалообразование с установкой на драге зем-
лесоса применяют при разработке исключительно слабокамени-
стых и глубоких россыпей. Через щели в днище бортовых колод
отводят наиболее крупнозернистые частицы хвостов во всасы-
вающий колодец (бункер) двух землесосов (рис. 186,б). Земле-
510
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
сосы перекачивают хвосты по трубам, уложенным на отвалооб-
разователе, где хвосты выбрасываются за гребень предыдущего
галечного отвала. Хвосты заполняют промежутки между греб-
нями и частично стекают в боковые протоки разреза (рис. 186, б).
В этом случае кормовые колоды направляют в нижние отвалы
значительно меньший объем хвостов. При размещении мелко-
зернистых хвостов на галечные отвалы поверхность их вырав-
нивается и они скорее покрываются растительностью.
Глава XIL РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
1. ДЛИНА ЗАБОЯ И ШИРИНА РАЗРЕЗА СВАЙНЫХ ДРАГ
Длина дражного забоя может изменяться в широких преде-
лах. Для каждой драги существует наименьшая и наибольшая
длина забоя, возможная по размерам драги. Длина забоя вли-
яет на производительность
драги. Имеется так называе-
мая целесообразная длина
забоя, при которой произво-
дительность драги будет
наибольшей. При разработ-
ке узких россыпей длина за-
боя может влиять и на раз-
убоживание и на потери
песков в бортах разреза. В
зависимости от системы раз-
работки драга может рабо-
тать в одном или нескольких
смежно расположенных за-
боях. В первом случае дли-
на забоя соответствует ши-
Рис. 187. Выемка пород в углу забоя
рине дражного разреза, во
втором ширина разреза равна сумме длин смежных забоев. По-
этому каждая драга имеет также наименьшую, наибольшую
и наивыгоднейшую ширину разреза.
Свайные драги работают производительно, если выемка пес-
ков производится по всей длине забоя с одного положения сваи
при непрерывном повороте драги. Драги непроизводительно ра-
ботают в забоях малой длины, так как борт понтона начинает
упираться в борт разреза, и с каждым зашагиванием приходит-
ся сокращать длину забоя, отчего он постепенно выклинивается.
Для свайных драг наименьшая длина забоя определяется нор-
мальными условиями работ и соблюдением безопасного зазора
между бортом понтона и выступом разреза в углах забоя на
уровне днища понтона (рис. 187). Для безопасной работы зазор
между бортом понтона и выступом разреза не должен быть менее
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
5//
1,0 ч-1,5 м. Задаваясь наименьшим зазором, можно определить
наименьший допустимый угол поворота драги.
При выемке пород в углах забоя у драг небольшой и средней
глубины черпания наиболее близко понтон подходит к борту
разреза в точке 4 (рис. 187), а на драгах глубокого черпания
в точке 3. Примем, что угол смещения оси поворота драги
= 0, а драга поворачивается от своего среднего положения
вправо и влево на средний угол поворота рс- В этом случае при
соблюдении безопасного зазора справедливо равенство
(1-ь2) = (1-ьЗ) + е + ол
Выражаем эти отрезки через конструктивные размеры и угол
поворота драг, а боковой выступ через уход драги. Преобразуем
уравнение и решаем его относительно угла поворота [62, б]
= 8,35 + (154)
где ,рс — половина наименьшего допустимого угла пово-
рота драги, град\
е—наименьший безопасный зазор между понто-
ном и бортовым выступом разреза,
s — уход драги, м;
Д = 0,38-7-0,49—коэффициент выступа борта разреза, который
равен отношению высоты бортового выступа w-
к уходу драги $.
Для драг глубокого черпания А близок к наименьшим значе-
ниям, а для др’аг малой глубины черпания— к наибольшим.
Величины т и п относятся к конструктивным размерам драги,,
определяющим расположение точек понтона, которые наиболее,
близко подходят к борту разреза. Так, для драг малой и средней
глубины черпания, когда наиболее близко к борту разреза под-
ходит точка 4, эти величины определяются по уравнениям:
т = }/(А + Ч)2 —(Б + б + Ф)2 — Г,
п = 0,5 (Э — к).
(155).
Расчетные уравнения для драг глубокого черпания, у которых
наиболее близко к борту разреза подходит точка 5, имеют вид:
т = ]Л(А + Ч)2 — (Б + б + Ф) — Г — Я,
п = 0,5 (Ш — к),
(156)
где Э — ширина понтона по носу, м;
Я — длина носового скоса по оси драги, м;
к — ширина черпака, м.
Полный наименьший допускаемый угол поворота драги равен
удвоенной величине рс> т. е. рм = 2рс.
5/2
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Данные уравнения определяют наименьший угол поворота
приближенно. Ошибка в его определении при изменении угла
от 46 до 104° может быть от —2,6 до +4,4%, что допустимо для
практических расчетов.
Из уравнения (154) следует, что на величину наименьшего
угла поворота влияют не только конструктивные размеры драги,
но и ее уход, а также допускаемый зазор. С возрастанием их зна-
чений увеличивается наименьший угол поворота. Пределы изме-
нения наименьших углов поворота для драг при зазоре между
понтоном и бортовым выступом 1 м приведены в табл. 53-
В системах разработки
Таблица 53. Наименьшие углы поворота драг с одинарными забоями после того как драга достигнет гра-
Тип драги Преде- лы ухода, м Пределы наимень- шего угла поворота, град ницы россыпи, приходится из- менять направление перемеще- ния забоя, разворачивая драгу на 90 и 180°. В этих случаях наименьшая длина забоя долж-
150-литровая ИЗТМ 210-литровая ИЗТМ 380-литровая ОМ-430 1—4 1,5—5 2—7 80—103 61—81 46—54 на быть достаточной для раз- ворота драги. Ее определяют по уравнению (159) с таким расчетом, чтобы после разворо- та во время выемки пород в углу забоя (рис. 195) между концом кормовой колоды и
бортовым выступом был безопасный зазор.
Наименьшую длину забоя, обеспечивающую разворот драги,
необходимо соблюдать и при разработке исключительно валуни-
стых россыпей или же площадей с резкими и большими подъе-
мами плотика, чтобы в случае нужды можно было обойти дра-
гой такие площади.
Влияние длины забоя на суточную производительность драги
объясняется тем, что с увеличением длины забоя уменьшается
число зашагиваний драги за сутки, а следовательно, и неизбежны
ее простои. Кроме того, уменьшается общее время простоя драги
в углах забоя при переходе к выемке нижележащего слоя. Одна-
ко увеличение длины забоя или связанного с ней угла поворота
приводит к уменьшению средней ширины забойной площадки
3-4 (рис- 182), поскольку в угловых частях забоя ширина пло-
щадки уменьшается и при повороте примерно на 0 = 180° она
будет равна нулю. Наполнение черпаков в угловых частях забоя
ухудшается, что приводит к уменьшению среднего коэффициента
наполнения черпаков по всей длине забоя. Таким образом, изме-
нение длины забоя различно влияет на отдельные исходные вели-
чины, определяющие производительность драги. Наличие таких
противоречий предопределяет существование целесообразной
длины забоя и угла поворота [61], при которых суточная произ-
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
513
водительность драги по объему добытых песков будет наиболь-
шей.
Целесообразный угол поворота драги, обеспечивающий дости-
жение наибольшей суточной производительности, зависит от раз-
меров драги и условий ее работы. Его можно определить спосо-
бом нахождения максимума функции. Для этого в уравнениях
(44) и (104) коэффициент использования времени и коэффици-
ент наполнения выражают в функции от угла поворота [61].
Уравнение целесообразного угла поворота 0Ц имеет следую-
щий вид:
где X — коэффициент наполнения черпака в средней части забоя;
п — скорость черпаковой цепи, черп/мин',
Е — емкость черпака, м3\
t\ — затрата времени на одно зашагивание, мин;
Н — высота забоя, отрабатываемого драгой, м\
d —средняя толщина вынимаемого драгой слоя пород, м;
t2 — простои драги в углу забоя при переходе к выемке ниже-
лежащего слоя, мин\
р — коэффициент разрыхления;
s — уход драги, м\
гс — средний радиус черпания, м-
Из уравнения следует, что с увеличением затрат времени на
зашагивание и на простои в углах разреза целесообразный угол
увеличивается, т. е. становится более выгодным производить вы-
емку в более длинном забое с большим углом поворота.
В предварительных расчетах целесообразного угла поворота
бывает неизвестен средний радиус черпания драги, который в не-
которой степени зависит от глубины россыпи. В таких . случаях
можно принимать его равным 0,9 радиуса черпания драги на
уровне воды.
На рис. 188 изображена кривая производительности 210-лит-
ровой драги в функции угла поворота. Точка перегиба кривой
определяет целесообразный угол поворота драги. Кривая в точке
перегиба пологая, что указывает на практическую возможность
некоторого отступления от значений целесообразного угла пово-
рота, поскольку при отклонении угла поворота (положение /) в
пределах ±5° снижение производительности Д невелико. Этим
нужно пользоваться, чтобы путем отступления от целесооб-
разного угла поворота обеспечить ряд других преимуществ, не
учитываемых уравнением, например снижение разубоживания,
связанное с изменением длины забоя.
Таким образом, расчетных значений целесообразного угла по-
ворота и целесообразной длины забоя следует придерживаться в
33 С. М. Шорохов
514
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
тех случаях, когда забой целиком размещается в промышленной
части россыпи и когда применение целесообразной длины забоя
не вызывает разубоживания. Если по условиям разработки забой
целесообразной длины располагается и на непромышленной пло-
щадке с содержанием меньше бортового, решающее влияние на
выбор длины забоя будет оказывать достижение наибольшего су-
точного намыва металла. Для этого выявляется длина забоя, ко-
торая не нлечет за собой разубоживания и не вызывает необходи-
мости производить выемку пород за границей россыпи. Для этой
длины забоя определяется процент снижения производительно-
сти вследствие отступления от целесообразной длины, а также
процент увеличения содержания от уменьшения разубоживания
вследствие полного прекращения выемки непромышленных пес-
$,м3/час
30°
Рч
ков или при частичной их вы-
емке. Предпочтение отдается
такой длине забоя, при кото-
рой суточный намыв металла
будет наибольшим. Длина за-
боя, целесообразная по всей со-
вокупности условий, является
наивыгоднейшей.
Выемка пород в забое дли-
ной больше целесообразной
приводит к уменьшению произ-
водительности драги вслед-
ствие снижения заполнения
черпаков в углах разреза, а
также и резкого снижения
Рис. 188. Кривая производительности использования тяговой мощ-
драги ности маневровых лебедок для
бокового перемещения драги
при больших угловых поворотах. Вследствие этого невозможно
добиться хорошего наполнения черпаков. Поэтому работа свай-
ных драг с большими углами поворота в течение продолжитель-
ного времени допустима только в особых случаях, когда необхо-
димо предотвратить потери песков в бортах разреза.
Если для большей полноты выемки приходится все время уве-
личивать длину забоя, то по достижении определенной длины сле-
дует делить его пополам и переходить на отработку драгой двух
смежных забоев (рис. 211). Наибольшая допускаемая длина за-
боя не должна превышать 1,5—1,8 длины забоя при наименьшем
угле поворота драги.
Для практических расчетов обычно пользуются не углом пово-
рота, а связанной с ним длиной забоя, которая при одинарных
системах соответствует ширине разреза. Это объясняется боль-
шей наглядностью, простотой измерения, а также тем, что длину
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
515
забоя каждую смену замеряют для определения отработанного
объема и для зарисовки профиля разреза.
Угол поворота в зависимости от длины забоя определяется по
уравнениям (139).
2. РАСПОЛОЖЕНИЕ И КРЕПЛЕНИЕ БЕРЕГОВОГО РОЛИКА
Повороты (маневрирование) драли вдоль забоя для выемки
пород производятся с помощью бортовых канатов. У свайных
драг применяются носовые бортовые канаты, которые пропуска-
ются через береговые ролики, передающие усилия оттяжке и за-
тем мертвякам, закрепляющим оттяжку в земле.
Усилия, затрачиваемые лебедкой на боковое перемещение
драги, меняются по мере передвижения ее вдоль забоя, а также с
изменением расположения ролика относительно драги. Нужно
стремиться к такому расположению берегового ролика, чтобы
двигатель маневровой лебедки создавал боковые усилия, доста-
точные для подрезки стружки черпаками, а натяжение в канатах
и загрузка двигателя были бы равномерны и наименьшими. Это
предохранит канат от перенапряжений и преждевременного изно-
са и несколько сократит расход электроэнергии.
На рис. 189 величиной отрезка силы Т показано в процентах
относительное использование мощности двигателей маневровых
лебедок при различных положениях 150-литровой драги и раз-
личных расположениях берегового ролика. Для упрощения схе-
мы принято, что решающее влияние на величину бокового усилия,
создаваемого на козырьке черпака, оказывает натяжение ветви
каната, прикрепленной к раме у нижнего барабана. При установ-
ке ролика в точке 1 слева струна носового каната а будет перпен-
дикулярна продольной оси черпаковой рамы во время зачистки
плотика при подходе драги к ролику. Такое положение обеспечи-
вает наибольшее боковое усилие резания во время подхода дра-
ги к углу забоя при выемке песков с плотика (рис. 189, слева)
Положение ролика в точке 2, когда струна б при подходе драги
к ролику во время выемки пород на уровне палубы понтона пер-
пендикулярна продольной оси драги, обеспечивает наибольшее
боковое усилие.
При расположении ролика в точке 2 использование мощ-
ности лебедок по всей длине забоя более равномерное и в сред-
нем составляет 75%. Передвижка ролика в точку 1 снижает
использование мощности до 69%. Поэтому положение ролика
на линии струны а (для данной драги в точке /) ограничивает
область целесообразного расположения ролика, наиболее близ-
кую к корме. В точке 3 ролик расположен на уровне носа пон-
тона во время среднего положения драги. Использование мощ-
ности при этом снижается. Таким образом, наивыгоднейшая
область расположения ролика находится между перпендику-
33*
516
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
лярами, проведенными к оси черпаковой рамы через точки 1 и 2
при положении рамы в углах забоя во время выемки пород на
плотике и на уровне палубы понтона.
Радиус черпания драги меняется, уменьшаясь при выемке
наиболее глубоких горизонтов россыпи. Поэтому при выемке
приплотиковых пород целесообразно большее смещение ролика
Рис. 189. Изменение боковых усилий у нижнего барабана
в корме драги. Необходимо также учитывать, что во время вы-
емки пород с нижних горизонтов струны носового каната при-
нимают наклонное положение, поэтому для достижения одного
и того же бокового усилия на нижнем барабане необходимо соз-
давать большее натяжение каната. С увеличением угла пово-
рота целесообразнее относить ролик больше в сторону кормы.
Для обеспечения врезания черпаков в породу и захвата
стружки необходимо на козырьке черпаков развивать достаточ-
ное боковое усилие, соответствующее крепости пород, толщине
стружки и ширине площадки забоя. Для того чтобы создать та-
кое боковое усилие, необходимо натягивать бортовые канаты
с различным усилием в зависимости от положения драги в за-
бое и от горизонта положения черпаковой рамы. Наибольшее
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
517
натяжение в носовом бортовом канате будет во время выемки
песков с плотика и зачистки его в углах забоя. При неправиль-
ном расположении ролика натяжение каната может оказаться
недостаточным, что затруднит выемку пород в углах забоя.
Кроме того, канат будет перегружаться, что сократит срок его
службы.
Расстояние, через ко-
торое переносится ролик
по мере перемещения за-
боя, также оказывает
влияние на изменение на-
тяжений бортовых кана-
тов. С увеличением этого
расстояния увеличивают-
ся натяжения и ухудша-
ется использование мощ-
ности маневровых лебе-
док. Пределы использо-
вания натяжений при раз-
личных расстояниях пере-
становки ролика можно
определить графически.
На основании этих дан-
ных представляется воз-
можным установить рас-
стояние и частоту пере-
становки ролика.
На частоту перестанов-
ки ролика влияют также
простои драги, вызванные
перемещением ролика.
Расположение и часто-
ту перестановки ролика
целесообразно устанав-
ливать графически и на
Рис. 190. Схемы крепления берегового
род ик а
основании опытных на-
блюдений.
Бортовой носовой канат на берегу должен быть пропущен
через ролик, так как при непосредственном прикреплении его
к мертвяку (рис. 190, а) во время поворота драги возрастает на-
тяжение в канате и он перемещается по поверхности россыпи,
что ускоряет его износ, а нагрузка на двигатель лебедки увели-
чивается. Кроме того, во время поворота возникают дополнитель-
ные напряжения в прорези понтона и в черпаковой раме.
Береговой ролик через канатную оттяжку прикрепляется
к мертвяку (рис. 190, б). Оттяжка присоединяется к промежу-
точной петле (стропу), которая уже обхватывает упорное бревно
'ZOOO^OOO^ Ъ—1300
Рис. 191. Закладка мертвяков для крепления бортовых канатов
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
519
(рис. 191, л). Способы закладки мертвяков показаны на рис. 191;
при использовании бульдозера глубина ямы невелика (рис.191, б)
и упорное бревно удерживается валом породы.
Присоединение ролика к мертвяку осуществляется различ-
ными способами. При использовании одной оттяжки (рис. 190, б)
ролик располагается на поверхности в 1—3 м от борта разреза
и во время выемки пород драгой оттяжки и ролик перемещаются
по поверхности, что весьма нежелательно. С возрастанием глу-
бины черпания износ каната увеличивается и неизбежны простои
драги во время перестановки ролика. По этим причинам такой
способ крепления ролика применяют при непродолжительной ра-
боте драги или при недостатке канатов.
Закрепление ролика на двух оттяжках (рис. 190, в) предот-
вращает его перемещение во время поворота драги при выемке.
В этом случае ролик более устойчив и опасность его обрыва и
падения в разрез снижается. Ролик располагается у бровки раз-
реза или на весу, такое положение облегчает отработку углов
разреза и уменьшает износ канатов. В зависимости от состоя-
ния поверхности мертвяки располагаются в 20—40 м от борта
разреза. Расстояние между мертвяками обычно составляет
15—30 х, т. е. примерно 75% расстояния от борта. При таком
креплении (рис. 190, в, справа) неизбежны простои драги во
время переноса оттяжек и ролика.
Для сокращения простоев применяют оттяжки из более длин-
ных канатов. У мертвяков концы оттяжки пропускают через ма-
лый ролик, укрепляя их зажимами, а оставшуюся часть каната
выпускают за ролик и она свободно лежит на земле (рис. 190, в,
слева). Для перемещения берегового ролика вперед выпускают
задний конец оттяжки, благодаря чему увеличивается ее длина
и ролик перемещается ближе к забою. Выпустив задний конец
оттяжки до предела, переносят всю нагрузку на переднюю от-
тяжку. После этого заднюю оттяжку во время работы драги пе-
реносят вперед.
Для облегчения перестановки тяжелого берегового ролика
используют бульдозер (трактор) или применяют небольшую ле-
бедку с 10-миллиметровым канатом, устанавливаемую на верх-
ней палубе драги. Канат лебедки пропускают через малый ро-
лик, который укрепляют к дереву или пню.
Можно закреплять ролик на трех оттяжках длиной 40—100 м
(рис. 190, г). Каждую оттяжку к серьге берегового ролика за-
крепляют постоянными зажимами, а противоположный конец че-
рез небольшой ролик присоединяют к петле (стропу) съемными
зажимами. Расстояние между мертвяками колеблется от 35 до
50 м. Оттяжки перестанавливают постепенно, начиная с задней,
во время работы драги. Ролик при перестановке удерживается
только двумя передними оттяжками. Переноска длинных оття-
жек трудоемка, поэтому их удобнее перетаскивать трактором.
Рис. 192. Схема крепления берегового ролика на алданских драгах:
5 - береговой Р?лик’ 3 ~ зажимы; 4 - маневровая лебедка,
b оттяжки, 6 — кормовые канаты; 7 — ролик кормового каната; 8 — оттяжки
кормовых канатов; 9 — мертвяк; 10 — петля (строп)
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
521
Удлиненные оттяжки применяются в тех случаях, когда около
разреза трудно укрепить мертвяки.
На рис. 192 показан способ крепления бортовых канатов, при-
меняющийся на алданских драгах [66]. Кроме носовых канатов
здесь ставили еще и кормовые, а береговые ролики присоединяли
к мертвякам на двух оттяжках. Оттяжки длиной 25—60 м кре-
пили к стропам мертвяков в особых зажимах (рис. 192), позво-
ляющих быстро удлинять или укорачивать оттяжки. Кормовой
канат закреплялся за береговой ролик, а также удерживался
дополнительной оттяжкой роликом. Такой способ крепления по-
зволяет передвигать береговой ролик на 4—10 м без перестанов-
ки оттяжек. Эта передвижка производится во время поворота
драги к противоположному борту разреза без прекращения вы-
емки пород. Для уменьшения длины передней оттяжки береговой
ролик подтягивают к мертвяку кормовым канатом; затем ослаб-
ляют зажим и выбирают через него оттяжку. Задняя оттяжка
удлиняется при движении драги к противоположному борту. От-
тяжки переносят, начиная с задней, во время поворота драги
к противоположному борту; их следует перестанавливать после
подготовки нового'мертвяка, чтобы этим сократить простои дра-
ги. Такой способ крепления ролика обеспечивает удобное манев-
рирование драги, особено при необходимости забрасывать корму.
Однако в этом случае требуются канаты наибольшей длины,
а поверхность россыпи должна быть ровной.
3. ЗАШАГИВАНИЕ И РАЗВОРОТЫ ДРАГИ
После выемки пород в забое и зачистки плотика драга долж-
на быть передвинута ближе к забою.
Канатные драги передвигаются за счет подтягивания голов-
ного каната, свайные — зашагиванием на двух сваях.
Затягивание. Как только плотик зачищен по всей длине забоя
и драга (рис. 193), опираясь на левую сваю, подошла к левому
углу, она ^переключается на обратный поворот в правую сторону;
одновременно с этим начинают подъем черпаковой рамы. По до-
стижении рамой точки 1 поворот драги прекращают, бросают
правую сваю и поднимают левую, продолжая подъем черпаковой
рамы. Желательно, чтобы ко времени выхода левой сваи из отва-
лов подъем черпаковой рамы над поверхностью россыпи был
закончен. Как только левая свая вышла из отвала, возобновляют
поворот драги вправо, но уже около правой сваи; драгу пово-
рачивают до тех пор, пока рама не подойдет к точке 4. В этом
положении опять меняют сваи и место опоры левой сваи перено-
сят в точку 11, затем заканчивают поворот драги в правый угол
забоя или же переходят к выемке отдельных неровностей забоя.
Вследствие перемены свай во время поворота драги левая рабо-
чая свая, а следовательно, и драга переместятся вперед на вели-
522
ДРАЖНЫЙ способ разработки
чину s, что соответствует шагу драги, т. е. уходу вперед. Если
черпаковая рама не поднимется ко времени выхода левой сваи
из отвала, то запускают черпаковую цепь и поворот драги про-
изводят более осторожно, поскольку черпаки начинают врезать-
ся в забой.
Величина ухода для каждой драги зависит от расстояния
между точками 1 и 4. Во время зашагивания эти точки можно
обозначать вешками; этим обеспечивается уход драги на необхо-
димую величину без дополнительных маневров.
Рис. 193. Схема зашагивания драги
Как отмечалось, зашагивание обычно связано с подъемом
черпаковой рамы. Подъем производится с небольшой скоростью,
поэтому время, затрачиваемое на зашагивание, в значительной
степени определяется продолжительностью подъема рамы.
Для сокращения времени на зашагивание стремятся совме-
щать подъем черпаковой рамы и поворот драги из угла забоя,
а также подъем рамы с подъемом сваи. Можно также совмещать
подъем черпаковой рамы с последующим поворотом драги при
опоре ее на правой свае, но при этом необходимо запустить чер-
паковую цепь, что приводит к дополнительной нагрузке на подъ-
емный привод рамы.
В зависимости от размера драги и глубины разреза на заша-
гивание затрачивается 4—10 мин, а для драг глубокого черпа-
ния до 30 мин.
Величину наибольшего ухода драги необходимо увязывать
с длиной свай. При разработке каменистых россыпей, когда углы
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
523
откоса нижних отвалов крутые, а вершина их не выходит на по-
верхность, длина сваи с увеличением ухода резко возрастает.
Величина ухода s зависит от угла, на который драга повора-
чивается во время зашагивания. В положении 1 (рис. 193) драга
повернута относительно среднего положения на угол и рама
ее находится на расстоянии 1\ от главной оси направления пере-
мещения драги. При перемещении рабочей сваи из точки 8 в точку
10 драга переместится вперед на величину равную отрезку
9-10. При дальнейшем повороте, когда рама драги придет в точ-
ку 4, расположенную на расстоянии Z2 от главной оси направления
движения, левая свая перейдет в точку И. При перемене свай
в этом положении драга еще переместится вперед на величину
s2, равную отрезку 11-12. Таким образом, при работе на свае
в точке И драга в целом переместилась на величину s = si + s2.
Если провести линию 1-5 перпендикулярно линии 7-S, то тре-
угольник 8-9-10 будет подобен треугольнику 1-5-8. Тогда общее
расстояние между точками 1 и 4 по перпендикуляру к главной
оси направления передвижения драги приближенно определяет-
ся уравнением [60, б]
l = li + l2 = r^S. (158)
При продвижении драги во время зашагивания в направле-
нии главной оси разреза необходимо равенство углов поворота 0^
и 0* и отрезков /ь Z2.
В табл. 54 приведены примерные значения длины хорды пово-
рота драги при разных расстояниях ухода.
Таблица 54. Длина I хорды поворота драги при различных уходах, м
Драга гв “лГ Уход драги, s, лс
1 2 3 1 4 5 1 6 1 И
150-литровая Иркут- ского завода . . . 9,84 9,85 19,7 29,5
210-литровая Иркут- ского завода . • . . 9,8 19,6 29,4 39,2 —
380-литровая ОМ-430 глубокого черпания 15,23 — — 45,6 61,0 76,0 91,0 106,0
Величина ухода драги определяет ширину забойной площад-
ки. Ширина площадки должна быть достаточной для обеспече-
ния хорошего наполнения черпаков при выемке песков по всей
длине забоя. Как следует из уравнения 134, с увеличением емко-
сти черпака должен быть увеличен уход драги и толщина выни-
маемого слоя. Ширина забойной площадки у свайных драг изме-
няется по всей длине забоя, поэтому следует стремиться прини-
мать такую величину ухода, при которой наполнение черпаков
в средней части забоя при принятой толщине вынимаемого слоя
524
дражный способ разработки
обеспечивалось бы с избытком. Естественно, что уход драги и тол-
щина вынимаемого слоя должны быть увязаны с мощностью
двигателей главного привода и крепостью вынимаемых пород.
При выборе ухода необходимо учитывать еще и особенности вы-
емки песков у плотика.
Поверхность забойной площади у плотика наклонена в сторо-
ну от драги (рис 194). Наклон площадки зависит от угла накло-
на черпаковой рамы и величины провисания нижней ветви чер-
паков, что определяется числом черпаков в цепи. Вследствие
Рис. 194. Приплотиковые гребни у свайных драг
этого, когда черпаки дойдут до плотика по внешней границе (ок-
ружности забоя), то по внутренней границе на плотике остается
невынутый гребень песков высотой Лг. А так как на плотике зале-
гают богатые пески, то для полной их выемки приходится произ-
водить задирку — причерпывание плотика на глубину ги, соот-
ветствующую высоте гребня, т. е. = zr. Задирка скального пло-
тика трудоемка и при крепком плотике возможна только на не-
большую глубину в зависимости от мощности драги. Поэтому
глубину задирки стремятся уменьшить, уменьшая высоту обра-
зующихся на плотике гребней песков. Высота гребней, как сле-
дует из рис. 194, возрастает с увеличением ухода драги и умень-
шением провисания черпаковой цепи, поэтому при крепком пло-
тике приходится сокращать уход и изменять число черпаков
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
525
в цепи. Увеличивать число черпаков цепи можно до определен-
ного предела, так как при этом уменьшается натяжение и уве-
личивается возможность схода цепи с нижнего барабана. Кроме
того, при значительном провисании цепи увеличивается число
черпаков, соприкасающихся с плотиком, отчего перегружается
двигатель главного привода. Глубина задирки при принятом ухо-
де драги и числе черпаков в цепи может быть приближенно опре-
делена графически исходя из следующих положений. Нижняя,
свободно висящая ветвь черпаков, провисает, приобретая очерта-
ния цепной линии. Расположение забойной площадки принимают
по кривой свободного провисания козырьков. Задаваясь различ-
ными расстояниями ухода драги, по этой кривой приближенно
определяют высоту приплотиковых гребней Лг. В действитель-
ности во время черпания пород кривая провисания козырьков
приобретает более сложные очертания, поскольку при врезании
черпаков в забой под воздействием породы черпаковая цепь при-
поднимается и высота гребней получается больше теоретической.
Глубину задирки плотика следует устанавливать в зависи-
мости от содержания песков в приплотиковой части, содержания
металла в плотике, крепости плотика, мощности драги и вели-
чины ухода.
Величина ухода современных свайных драг колеблется от 1
до 8 м. Для более крупных драг, особенно при разработке россы-
пей со слабым плотиком и некрепкими породами принимают
большие значения ухода, а при большей крепости плотика и по-
род, а также для малых драг — меньшие его значения. Для 380-
литровых драг величина ухода изменяется от 2 до 8 м, для 210-
литровых от 1,5 до 5 м, для 150-литровых от 1 до 3 м.
Для различных условий работы величину ухода драги сле-
дует устанавливать заранее на основании наблюдений. Драгеры
должны выдерживать величину ухода и глубины задирки пло-
тика, установленные паспортом отработки забоя.
Уход драги проверяют подсчетом числа черпаков, которые
лежат на забойной площадке в средней ее части (рис. 178).
После отработки определенной площади россыпи уход опреде-
ляют по расстоянию между гребнями отвалов по их средней ли-
нии. По величине ухода и данным о глубине задирки можно
судить о качестве зачистки плотика и о величине потерь на нем.
Развороты. Во время разработки россыпи приходится
изменять направление движения хода драги, т. е. направление
перемещения забоя. Для этого производят разворот драги. При
изменении направления хода на обратный драгу разворачивают
два раза на 90°. Разворот ее в разрезе на такие большие углы
может быть произведен при соблюдении определенных условий.
Так, необходимо, чтобы увал, около которого производится раз-
ворот, был достаточно пологим и лес по бортам разреза был
вырублен на достаточноерасстояние для свободного перемещения
526
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
конца рамы отвалообразователя. Разворачивать драги на
180° около крутых увалов нежелательно, так как при этом часть
промышленных площадей может остаться неотработанной. Ши-
рина разреза в месте разворота должна быть такой, чтобы драга
из положения 1 смогла поместиться в положении 2, 3 и чтобы
между кормовыми колодами и бортом разреза был зазор, доста-
точный для выполнения поворотов драги при выемке породы
Рис. 195. Схема разворота драги
в первой заходке. На основании этого для разворота драги
(рис. 195) длина дражного забоя на уровне воды (ширина раз-
реза при одинарной системе) должна быть не менее следующей:
Ьм 4" К + Ас + 4"е — К), (159)
где Ьм — наименьшая ширина разреза на уровне воды, м;
гв — радиус черпания на уровне воды, м;
К — длина кормовых колод, м\
1К—величина наибольшего приближения конца кормовой
колоды при поворотах драги, м;
w— высота бортового выступа, м;
е —наименьший зазор между концом кормовой колоды
и выступом борта разреза, м (е = 2-нЗ)в
РАЗМЕРЫ ЗАБОЯ И ПЕРЕДВИЖКА ДРАГ
527
Величина приближения конца кормовой колоды при поворо-
тах драги в сторону нерабочей сваи во время выемки пород опре-
деляется уравнением (142).
При разработке глубоких россыпей необходимо заблаговре-
менно убедиться, что длина сваи после разворота драги будет до-
статочной. Если свая коротка, то в месте новой опоры подсы-
пают гальку с отвалообразователя под сваю или недорабаты-
вают породы до плотика, что связано с потерями.
Чтобы развернуть драгу на 90°, ее сначала поворачивают
в угол забоя в сторону разворота. После этого переносят элек-
трический кабель и телефонную линию на новое место, где их не
будет засыпать отвалами. Одновременно переносят береговые
ролики, носовые бортовые канаты и устанавливают' кормовой
бортовой канат (рис. 195). За-
тем поднимают сваю и с по-
мощью носового и кормового
бортовых канатов передвигают
корму драги так, чтобы в сред-
ней части нового забоя черпа-
ковая рама легла на забойную
площадку не более величины
предельного ухода.
В зависимости от объема
работ по перетаскиванию ка-
беля и механизации этих работ
на разворот драги на 90° за-
трачивают 3—8 часов.
При выемке пород в двух смежных забоях разворот драги
производят следующим образом. Выемку в забое, расположен-
ном в сторону разворота, приостанавливают по достижении ли-
нии 1-2 (рис. 196), т. е. на расстоянии длины забоя от границы
россыпи, и драга переходит на выемку пород только во внешнем
забое. Здесь драга передвигается вперед до границы россыпи,
причем длина забоя должна быть достаточной для разворота.
После разворота драга производит выемку только во внешнем
забое до тех пор, пока не будет достигнуто обычное опережение
(линия 1-3) по отношению к внутреннему смежному забою. За-
тем драга переходит на выемку в двух смежных забоях.
Рис. 196. Разворот драги при систе-
ме со смежными забоями
4. ДЛИНА ЗАБОЯ КАНАТНЫХ ДРАГ
Небольшие 50-литровые драги работают на головном канате.
Канатные драги работают в одном забое, поэтому длина забоя
всегда соответствует ширине разреза.
Для 50-литровых драг эта ширина изменяется от 25 до 100 м.
Кроме головного каната драги имеют четыре бортовых, поэтому
маневрирование ее по разрезу производится свободно, что облег-
528
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
чает отработку углов разреза. Наименьшая ширина разреза
в этих условиях может быть равна 2,5 ширины понтона. Наи-
большая ширина разреза связана с длиной головного каната,
поскольку при более длинном канате облегчается отработка
углов. Стремятся, чтобы длина головного каната превышала
ширину разреза в 2—3 раза. При большей ширине разреза со-
кращаются затраты на закладку мертвяков и перетаскивание ка-
натов.
У южной границы распространения многолётней мерзлоты,
где породы достаточно быстро оттаивают при соприкосновении
с водой, ширину разреза увязывают со скоростью оттайки пород
в забое. Это позволяет обойтись без искусственной‘оттайки мерз-
лоты.
Глава XIII. СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
Главным отличительным признаком способом выемки являет-
ся порядок выемки пород в забое. При слоевой выемке
породы в забое отрабатывают отдельными слоями, близкими к го-
ризонтальным, по направлению от поверхности россыпи к плоти-
ку (рис. 197). При этом может быть применена различная после-
довательность вЫемки по длине забоя. При выемке поддо-
р о м вначале подрабатывают уётуп забоя, а затем подбирают
обрушившуюся породу (рис. 200). Подработку уступа произво-
дят по плотику или на другом горизонте.
Для свайных драг различают следующие основные способы
выемки: прямым забоем, косым забоем, полузабоями, с перед-
вижкой драги, ступенчатым забоем, поддором по плотику, двой-
ным поддором и комбинированные. Первые пять способов отно-
сятся к слоевой выемке.
Для канатных драг различают следующие основные способы
выемки: слоевой, поддором по плотику, двойным поддором, ком-
бинированные.
Каждый способ выемки имеет особенности как в части выем-
ки пород, так и в части отвалообразования.
1. ВЫЕМКА ПРЯМЫМ И КОСЫМ ЗАБОЯМИ
При выемке прямым забоем, как и при других слоевых спосо-
бах, черпаковая рама во время зашагивания поднимается так,
чтобы нижняя ветвь черпаковой цепи располагалась выше по-
верхности россыпи (рис. 197).
Выемку пород начинают с поверхности слоями определенной
толщины, близкими к горизонтальным сразу по всей длине забоя,
и драга совершает поворот во время выемки на полный угол.
По достижении угла забоя боковое перемещение драги прекра-
щают, черпаковую раму опускают для выемки следующего слоя,
Шорохов
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ 529
530
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
после чего включают барабан маневровой лебедки противопо-
ложного хода и приступают к выемке второго слоя по всей длине
забоя. Таким образом вынимают последующие слои до тех пор,
пока не будет зачищен плотик. После этого черпаковую раму
вновь поднимают, драга зашагивает и приступает к отработке
новой забойной площадки.
Драгу располагают посередине разреза и она поворачивает-
ся от своего среднего положения при выемке каждого слоя при-
мерно на одинаковый угол как вправо, так и влево, поэтому эти
углы равны половине полного угла поворота драги. Для более
тщательной выемки песков и уменьшения их потерь в углах за-
боя необходимо, чтобы при выемке каждого слоя драга повора-
чивалась на один и тот же угол. Для этого при выемке верхних
слоев в углах разреза драгер замечает расположение конструк-
ций передней мачты относительно видимых неподвижных пред-
метов на борту разреза (деревья, пни и др.) и во время выемки
каждого нижележащего слоя доводит драгу до совпадения опре-
деленной части передней мачты с замеченным предметом. Если
драга работает в большом затопленном водоеме, для этой цели
устанавливают вешки.
Проверять угол поворота можно также по автоматическому
прибору, на котором зарисовывается длина забоя при выемке
каждого слоя.
Величину опускания черпаковой рамы драгер обычно опре-
деляет по числу оборотов роликов у подъемного полиспаста.
Отвалы при выемке прямым забоем отсыпают в средней части
разреза, причем оси забоя и галечных отвалов почти совпадают,
а ось нижних отвалов немного смещена в сторону нерабочей сваи
(рис. 197, а).
Слоевая выемка позволяет изменять толщину отрабатывае-
мого слоя в зависимости от крепости пород, чем достигается наи-
более полная загрузка главного двигателя; во время отработки
всего забоя уменьшается средняя высота подъема пород по срав-
нению с выемкой поддором, что также позволяет несколько
повысить использование мощности двигателя для подрезки
и зачерпывания пород. По этим причинам наполнение
черпаков возрастает и забой по всей его высоте отрабаты-
вают быстрее. При слоевой выемке на драгу подают однородную
породу, имеется возможность в случае надобности выдавать тор-
фа отдельно от песков, что способствует повышению извлечения
металла во время промывки, особенно если торфа представлены
глинистыми породами. При наличии на драге подбочечного
транспортера совершенной конструкции имеется также возмож-
ность осуществлять попутную вскрышу торфов. Пески при слое-
вой выемке подаются в бочку более равномерно и можно легко
изменять количество песков, загружая обогатительное оборудо-
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
531
вание в зависимости от его пропускной способности и коэффи-
циента извлечения металла.
Указанные особенности присущи всем способам слоевой
выемки. При способе выемки прямым забоем, кроме того, упро-
щается организация работы, так как драга производит выемку
по всей длине забоя, поворачиваясь на один и тот же угол от
среднего положения; ширина выемочной площадки забоя в обоих
углах разреза одинакова и отклонения ее от средних значений
меньше, что содействует улучшению заполнения черпака; загруз-
ка двигателей маневровых лебедок более равномерна и лучше
используются их мощности.
По этим причинам способ выемки прямым забоем создает
благоприятные условия для заполнения черпаков породой, поэто-
му его следует применять, когда решающее влияние на произ-
водительность драги оказывает процесс зачерпывания.
При выемке прямым забоем отвалы располагаются в средней
части разреза. На россыпях небольшой глубины высота отвалов
получается незначительной даже при сосредоточенной их отсып-
ке, и основания отвалов 17-18 (рис. 197, а) не касаются бортов
разреза. При разработке глубоких россыпей хвосты отвалов за-
сыпают пласт песков по бортам разреза 18-19. Высота засыпки
возрастает с увеличением глубины россыпи. Засыпка пласта по
обоим бортам разреза усложняет отработку россыпи, так как не-
избежны потери или разубоживание песков. Поэтому выемка
прямым забоем в определенных условиях вызывает потери в под-
водных межходовых целиках.
Во время поворота драги углы кормы понтона приближаются
на различное расстояние к нижним эфельнььм отвалам. Радиус
поворота кормы в сторону рабочей сваи меньше, чем в сторону
нерабочей. Поэтому при одинаковом угле поворота драги от
среднего положения угол кормы понтона у рабочей сваи оказы-
вается на 3—5 м дальше от отвала, чем противоположный угол
кормы понтона. Поэтому выемку прямым забоем применяют
в тех случаях, когда нижние отвалы имеют малую надводную
высоту и между кормой понтона и отвалом будет обеспечен бе-
зопасный зазор при приближении кормы на эти дополнительные
3—5 м.
Для уменьшения возможности соприкосновения понтона
с отвалом углы кормы изготовляют со скосами и обычно наибо-
лее близко приближается к отвалам линия 7-7 (рис. 197, а).
Точка 7 скоса кормы в стороне нерабочей сваи приближается
к отвалу во время поворота драги на величину
= (9 -ь 10) + Ю = (8 + 10) — (8 —9) + Ю.
После преобразования [60, а] эта величина определяется урав-
нением
= 0,5 (Ш + М) sin р2 + Ю (1 — cos р2) — Щ" sin р2. (160)
34*
532
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Данное уравнение справедливо в тех случаях, когда углы по-
ворота драги меньше разности между прямым углом и углом
скоса кормы, т. е. при 02< 90° — г. Если драга поворачивается
на большие углы, когда р2 > 90° — 8, то ближе к отвалу подойдет
уже точка 7' скоса кормы. В таком случае необходимо в третьем
члене уравнения (160) синус заменить косинусом, а длину скоса
взять не по корме, а по борту понтона, т. е. Щ'.
Угол кормы в стороне рабочей сваи при повороте на угол pi
приближается к отвалу на меньшее расстояние по сравнению
с противоположным углом. Поэтому обычно угол Pi принимается
несколько больше р2 и в наиболее распространенных условиях
pi > 90° — е. В таких случаях наиболее близко к отвалу прибли-
жается точка 13' скоса кормы.
Аналогично из треугольников 1-14-16 и 13'-14-15'имеем
1у = 0,5 (Ш — М) sin Pi + Ю (1 — cos — Щ' cos рь (161)
где Гу — величина приближения к отвалу скоса кормы во время
поворота драги в сторону рабочей сваи, ж;
Гу—величина приближения к отвалу кормового скоса во
время поворота драги в сторону нерабочей сваи,
Щ' — длина скоса кормы по борту понтона, м\
Щ" — длина скоса по корме понтона, м.
Данное уравнение справедливо при 90° — г. Если угол
01 < 90° — 8, то в третьем члене необходимо косинус заменить
синусом, а длину скоса взять по корме понтона.
При выемке косым забоем драгу располагают ближе к одному
из бортов разреза, поэтому продольные оси забоя и драги
(в среднем положении) не совпадают, а находятся на некотором
расстоянии (рис. 197, б). Углы поворота драги от среднего поло-
жения разные, в сторону рабочей сваи угол поворота принима-
ют больше половины полного угла поворота, а в сторону нерабо-
чей сваи — меньше половины его. Выемка пород в забое произво-
дится так же, как и в предыдущем способе, т. е. слоями с поверх-
ности россыпи. Углы поворота от среднего положения могут быть
подобраны такими, чтобы приближение обоих углов кормы пон-
тона к нижним отвалам было одинаковым. Это будет соблюдено,
если углы поворота определять из уравнений (160) и (161).
При выемке косым забоем отвалы размещаются ближе к тому
борту, где расположена драга. Вследствие этого даже при зна-
чительной высоте отвалов засыпается только ближний борт раз-
реза, а удаленный от драги при правильно подобранном угле
поворота в сторону рабочей сваи может остаться и не засыпан-
ным (рис. 197, 20-21). Выемка пород в угловой части забоя в сто-
роне большего угла поворота в этом случае осложняется, так
как сокращается ширина забойной площадки и уменьшается бо-
ковое усилие от бортового каната, которое используется для пе*
ремещения драги вдоль забоя.
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
533
Выемку косым забоем применяют в следующих условиях: при
значительной надводной высоте эфельных отвалов, когда во из-
бежание соприкосновения кормы понтона с откосом отвалов не-
обходимо уменьшить расстояние, на которое приблизится угол
кормы понтона к отвалу; при отработке россыпи значительной
глубины, чтобы предотвратить засыпку отвалами пласта песков
по борту разреза и уменьшить потери песков; когда отвалы
используют под перемычки и необходимо боковое, одностороннее
размещение их в разрезе.
2. ВЫЕМКА ПОЛУЗАБОЯМИ И СТУПЕНЧАТЫМ ЗАБОЕМ
Выемка полузабоями. В этом случае забой по длине разделя-
ется на две части (рис. 198). Выемка пород производится слоями
от поверхности до плотика в одной половине забоя. Затем чер-
паковую раму поднимают, и драга переходит на выемку пород
во второй половине забоя. Существует несколько разновидностей
такой выемки полузабоями: без перемены и с переменой свай
и с передвижкой драги.
При разработке валунистых россыпей с крупными валунами,
которые не захватываются черпаками, применяют выемку полу-
забоями без перемены свай (рис. 198, а). Расположение валуна
разделяет забой на две части. Выемка пород в каждой из них
производится отдельно слоями от поверхности. При этом валун
освобождается от породы с трех сторон.
При разработке слабокаменистых россыпей, когда эфельные
отвалы достигают значительной надводной высоты, что мешает
свободному повороту драги на необходимый угол, также перехо-
дят йа выемку пород полузабоями с переменой свай (рис. 198,6).
Слоевую выемку производят с поверхности, начиная с левой поло-
вины забоя, опираясь на левую сваю. После его отработки подни-
мают черпаковую раму, меняют сваи, и выемку пород в правой
половине производят, опираясь на правую сваю. При таком спо-
собе корма понтона удаляется от своего среднего положения по
направлению к нижнему отвалу на меньшее расстояние, так как
радиус вращения угла кормы при повороте в обе стороны будет
наименьший. Таким образом, приближение кормы при повороте
драги определяется уравнением (161) и t перемещение кормы
к эфельному отвалу сокращается на 2—5 м. Вследствие этого
поворачивать драгу для выемки пород можно при большой над-
водной высоте нижних отвалов.
Выемка пород отдельно в каждой половине забоя увеличи-
вает простои драги, вызывая дополнительный подъем черпако-
вой рамы и лишние простои в углах забоя при переходе к выем-
ке каждого нижележащего слоя, поэтому способ выемки полу-
забоями применяется только в указанных выше особых случаях.
В сложных условиях отвалообразования как нижних, так
и верхних отвалов переходят на выемку с передвижкой драги
534 ,
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
в сторону от ее обычного среднего положения в разрезе, причем
забой подразделяется на две или три части. Выемка пород
в каждой части забоя при новом положении драги производит-
ся слоями с поверхности при малых углах поворота. Распола-
гают драгу относительно каждой частью забоя (рис. 198, в)
различно в зависимости от типа драги, надводной высоты от-
вала и осложнений в ее повороте, а также и личных навыков
драгера. Драгу передвигают в сторону для увеличения ширины
Выемка полузабоями и с передвижкой драги
площади размещения отвалов (что уменьшает высоту нижних и
верхних отвалов), а также для сокращения углов поворота. Угол
поворота Pi выдерживают наименьших размеров, но он должен
быть больше половины наименьшего угла поворота драги. По-
следовательность выемки забойных площадок указана на
рис. 198, в,
Для более резкого увеличения ширины площади рассеивания
отвалов U' и S (рис. 198, г) прибегают также к косому распо-
ложению драги относительно разреза. Так, при выемке левой ча-
сти забоя корму устанавливают несколько ближе к правому
борту разреза, а при выемке правого — наоборот. Породу выни-
мают слоями <с поверхности, причем забрасывание кормы и пере-
ход в смежный полузабой в сложных условиях размещения отва-
лов производят после каждого зашагивания драги, а в более
легких — после двух-трех зашагиваний.
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
535
В наиболее сложных условиях размещения отвалов забой
подразделяют не на две, а на тр«и части. Протяженность средней
части составляет 50—60% от общей его длины и выемка произ-
водится слоями с поверхности при расположении драги посере-
дине забоя. Выемку в угловых частях забоя производят также
слоями с поверхности, но с передвижкой драги и забрасыванием
ее кормы к противоположному борту разреза. Такой способ вы-
емки обеспечивает наиболее равномерное распределение отвалов
на площади разреза и в наибольшей степени снижает их высоту.
Способы выемки с передвижкой драги обеспечивают суще-
ственное снижение (по сравнению с предыдущими способами)
надводной высоты как нижних, так и верхних отвалов. К выемке
пород с передвижкой драги в основном переходят при отработке
забоя с высоким надводным бортом, сложенным из слабокаме-
нистых пород, когда нижние отвалы начинают подпирать корму,
что затрудняет выемку пород в забое по всей его длине или во-
обще делает невозможным поворот драги, так как понтон начи-
нают зажимать с кормы эфельные отвалы.
В наиболее тяжелых условиях отвалообразования выемка
с передвижкой драги не позволяет поворачивать ее на необхо-
димый угол. В этих случаях драгу можно вывести из зажима
путем подъема самой драги и уровня воды в разрезе или предва-
рительного съема надводной части пород россыпи при помощи
скреперов и бульдозеров. При недоиспользовании высоты от-
сыпки для верхних отвалов решетчатые листы бочки иногда по-
крывают сплошными листами, чтобы направить основную массу
пород не в нижние, а в верхние отвалы, однако это связано с по-
терями металла.
При выемке пород с передвижкой драги простои увеличива-
ются, так как приходится затрачивать время на дополнительные
подъемы черпаковой рамы, на простои в углах отдельных частей
забоя и на передвижку понтона в новые положения. Кроме того,
при забрасывании кормы ширина забойных площадок в забоях
изменяется в более широких пределах, отчего снижается напол-
нение черпаков. По этим причинам производительность драги
уменьшается в наибольшей степени. Способы выемки с перед-
вижкой драги не следует применять в течение продолжительного
времени. Они являются временными приемами, дающими воз-
можность вывести драгу из зажима при сложных условиях отва-
лообразования.
Выемка ступенчатым забоем осуществляется с поверхности
слоями переменной толщины, а драгу поворачивают на различ-
ные углы. В угловых частях забоя толщина вынимаемого слоя
в полтора раза больше, чем в средней части. Последователь-
ность выемки слоев 1—6 показана на рис. 199. Увеличение тол-
щины слоя в углах забоя позволяет повысить наполнение черпа-
ков, чем облегчается отработка углов. При этом уменьшается
536
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
угол поворота драги, например при выемке слоев 4 и 5. Такой
способ выемки требует большого внимания драгера. Кроме того,
необходимы предварительные наблюдения по определению воз-
можности выемки и степени загрузки двигателей при выемке
слоя повышенной толщины. Поэтому выемка со ступенчатым за-
боем имеет ограниченное применение.
Рис. 199. Выемка ступенчатым забоем
3. ВЫЕМКА ПОДДОРОМ
При выемке поддором по плотику черпаковую раму всегда
держат на плотике и не поднимают при передвижке драги впе-
ред. Этот способ чаще всего применяется у канатных драг. По-
степенно подтягивая драгу на головном канате, черпаковая цепь
подрабатывает основание забоя (рис. 200, а 1-2-3) по всей его
длине до тех пор, пока не обрушится верхняя часть уступа.
После этого подтяжка драги прекращается и черпаковая цепь
подбирает породы, пока плотик не будет зачищен. Во время под-
работки забоя наполнение черпаков невелико, но зато после
обрушения черпаки переполняются и цепь работает с перегруз-
кой, которая допустима в пределах мощности главного двига-
теля и пропускной способности обогатительного оборудования.
При этом способе на плотике зачерпываются и те породы, ко-
торые находились на поверхности россыпи. Вследствие этого
средняя высота подъема пород значительно выше, чем при слое-
вой выемке.
Во время обрушения забоя все прослойки россыпи смешива-
ются. Это благоприятствует работе драги при повторной разра-
ботке площадей, ранее отработанных старыми драгами и пред-
ставленных двухслойными отвалами (сверху галька, снизу мел-
козернистые породы), так как при смешивании пород отвало-
образователь и шлюзы загружаются равномерно. Обрушение за-
боя также целесообразно, если в верхней части залегают глини-
стые породы, которые при обрушении разрыхляются, уменьшая
этим запрессовку черпаков глиной.
Выемку поддором применяют при большой высоте надводно-
го борта разреза, когда невозможно поднять раму выше кромки
борта и положить цепь на поверхность россыпи. При выемке
поддором сокращаются простои драг на передвижку вперед, по-
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
537
скольку перемещение вперед производится небольшими подтяж-
ками по 0,3—0,6 м.
На свайных драгах при выемке поддором величина шага сок-
ращается до 0,4—1,0 м и не превышает выступа козырька чер-
пака над ребордой нижнего барабана. Зашагивание драги со-
провождается одновременно с подработкой уступа (рис. 200, б)
и осуществляется в два приема по полушага каждый. После
зачистки плотика черпаковую раму подводят в среднюю часть
забоя в положение, определяемое величиной шага, после чего
производят полузашагивание с переменой свай. Затем драга
переходит на выемку, подрабатывая уступ и одновременно пово-
рачиваясь на необходимый угол. По мере поворота драги посте-
пенно увеличивается глубина подработки уступа. Когда драга
передвигается на расстоянии первого полушага, поворот пре-
кращают, драга производит второе полуподшагивание и перехо-
дит на подработку уступа при повороте в противоположную
сторону. В это время наполнение черпаков очень низкое из-за
малых глубин подработки и ширины забойной площадки.
После подработки уступа на достаточную глубину породы забоя
обрушиваются и подхватываются черпаками с плотика, значи-
тельно увеличивая * их наполнение, и цепь начинает работать
с перегрузкой. Вследствие этого выемка вначале производится
с наибольшей боковой скоростью, затем скорость снижают или
поворот драги прекращают до тех пор, пока черпаки не выбе-
рут завала.
Выемка двойным поддором отличается от описанного тем, что
подработка забоя вначале производится на промежуточном го-
ризонте, несколько выше кровли пласта песков (рис. 200, в),
538
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
причем в первую очередь отрабатывают верхнюю часть россыпи.
После этого черпаковую раму опускают на плотик и подрабаты-
вают нижнюю толщу россыпи. Такой порядок позволяет произ-
водить раздельную выемку торфов и песков, а также сократить
среднюю высоту подъема пород, что имеет значение при разра-
ботке более глубоких россыпей.
Выемка поддором на свайных драгах в настоящее время
имеет небольшое распространение — этот способ целесообразно
применять только в указанных выше особых случаях.
4. ПРОЧИЕ СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
Прочие способы выемки осуществляются различным обра-
зом. Например, породы верхней части забоя вынимаются поддо-
ром, а нижние толщи россыпи — слоевым способом (рис. 201).
(2^3)S1
Рис. 201. Комбинированная выемка
Данный способ применяют при большой высоте надводного бор-
та разреза, которая не позволяет вынести при зашагивании чер-
паковую раму над поверхностью россыпи. Уступ подрезают на
уровне воды в разрезе 1-2 и сначала отрабатывают породы его
верхней части. Зашагивание осуществляется в два полушага
(малыми шагами), так же, как и при выемке поддором. После
отработки верхней части за два или три зашагивания переходят
на слоевую выемку всей нижележащей толщи россыпи. Выемка
большей части пород в этом случае производится наиболее про-
изводительным слоевым способом.
При наличии валунов наполнение черпаков снижается, а про-
стои драги, связанные с необходимостью вынимать крупные ва-
луны из черпаков и убирать их в углы разреза или подрывать
в забое под водой, увеличиваются. С увеличением количества
и размеров валунов производительность драг уменьшается. По-
этому 50-литровые драги не могут разрабатывать валунистые
россыпи, а простои на уборку валунов у 150-литровых драг
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
539
больше, чем у 380-литровых, черпаки, бочка и ширина ленты
которых позволяют пропускать валуны значительных размеров.
Во избежание быстрого износа бочки, застревания валунов
и поломки ленточного транспортера отвалообразователя валуны,
превышающие на 50—70% ширину черпака, целесообразно уда-
лять из черпаков. На валунистых россыпях Сибири, разрабаты-
ваемых драгами средних размеров, на каждые 1000 м3 добытых
песков приходится убирать до 6—12 валунов.
Удаляют валуны с помощью носового поворотного крана
с электрической талью с канатом и крюком для образования
петли (рис. 202). Поднятый краном валун подают на наклонный
желоб и сбрасывают, когда драга по- К
дойдет к углу забоя. По желобу валун Я
скатывается в разрез в сторону кормы
драги так, чтобы черпаковая цепь не
могла вторично зачерпнуть его при за-
чистке плотика. На уборку с помощью \
канатной петли валуна с наибольшим
поперечником 500—900 juju затрачива- Лоток
ется 1,5—5 мин. 1
Крупные валуны можно подрывать /
в черпаке накладными зарядами. Для \ ।
предотвращения разлета кусков | ®=====4^===] )
черпак с валуном с помощью крана, (
закрывают прочным металлическим ।-------------—J
колпаком. I ' j
По данным наблюдений на 1000 взрывов
повреждения получал один черпак. На подрыв-
ку валуна затрачивается 1,2 мин, причем за Рис. 202. Уборка валунов из
смену в среднем производят 12 взрывов. черпака
Если валун не удалось вынуть из черпака, его следует убрать
у галечного лотка на ленте отвалообразователя, но на это обыч-
но затрачивается вдвое больше времени. Такая уборка является
вынужденной и производить ее приходится во избежание повре-
ждения роликов транспортера и предупреждения обратного ска-
тывания или падения валуна с ленты, что может привести к по-
ломке транспортера и несчастным случаям.
Если валун велик и не может быть подхвачен черпаками, его
сталкивают черпаковой рамой под откос. Перемещение валуна
делают попутно, не производя маневров драги. Валуны размером
2 м и более не могут быть сдвинуты черпаковой рамой. В таком
случае вокруг них подрабатывают породу так, чтобы валун ска-
тился в заранее вырытую черпаками яму (в плотике), если рос-
сыпь неглубокая. Крупные валуны могут быть взорваны под
водой (см. главу VII). Драгу при этом необходимо отвести
в сторону.
540
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При разработке сильно валунистых россыпей все крупные
валуны на поверхности или обнаруженные после снятия верх-
него слоя торфов должны быть заблаговременно взорваны.
Кроме изложенных выше основных способов выемки имеется
ряд других, которые во многом определяются производственны-
ми навыками драгеров и применяются в особых условиях. На-
пример, весной при выемке верхнего слоя россыпи, охваченного
зимней мерзлотой, первоначально отрабатывают слоевым спо-
собом самые верхние талые породы и наиболее мягкий верхний
мерзлый слой. Затем подрабатывают мерзлый слой снизу под-
дором так, чтобы он обрушился. В других случаях .слой с зим-
ней мерзлотой прорезают черпаками под весом всей черпаковой
рамы без бокового перемещения драги, образуя по всей длине
забоя просадки. Промежуточные целики раздавливают рамой,
после чего переходят на слоевую выемку пород.
Необходимо изучать и использовать опыт передовых драге-
ров по применению различных способов выемки.
5. СКОРОСТНАЯ ОБРАБОТКА ЗАБОЯ
Россыпные месторождения отличаются разнообразными ус-
ловиями залегания и сложены из пород различной крепости.
Машиностроительные заводы изготовляют драги стандартной
конструкции, рассчитанные на средние условия. Поэтому после
пуска драги в эксплуатацию нужно приспособить ее к местным
условиям, чтобы повысить использование драги и добиться наи-
большей ее производительности. В частности, это в значитель-
ной мере зависит от внедрения скоростных способов выемки по-
род, обеспечивающих отработку забоя в кратчайшее время. При
скоростной отработке забоя необходимо следить за качеством
промывки песков с тем, чтобы извлечение металла было эконо-
мически наиболее выгодно. Очень важно установить режимы
работы, при которых драга будет намывать наибольшее количе-
ство металла в единицу времени. В зависимости от свойств пес-
ков и металла для выполнения этого приходится увеличивать
скорость выемки или коэффициент извлечения металла.
Часовая производительность драги тесно связана с коэффи-
циентом извлечения металла. При пониженной производитель-
ности коэффициент извлечения металла снижается от разжиже-
ния песков, вызванного увеличенным сносом металла со шлю-
зов и отсадочных машин. С увеличением производительности и
по мере приближения к нормальным для обогатительного обо-
рудования условиям работы коэффициент извлечения возраста-
ет и достигает при определенной производительности наибольших
значений. Дальнейшее увеличение часовой производительности
драги приводит к уменьшению коэффициента извлечения, при-
чем вначале снижение происходит медленно, а затем резко. Это
объясняется увеличением потерь металла по следующим причи-
СПОСОБЫ ВЫЕМКИ
541
нам: ухудшение опоражнивания черпаков при их движении на
повышенных скоростях; увеличение просыпания песков мимо
завалочного люка; увеличение потерь с галькой от недостаточ-
ного размыва песков в бочке; снижение извлечения металла на
шлюзах или отсадочных машинах вследствие их перегрузки.
Наибольшее количество металла драга намывает при работе
с повышенной производительностью на режиме с несколько по-
ниженным коэффициентом извлечения. Затраты на обслужива-
ние драги в единицу времени при изменении ее производитель-
ности меняется незначительно, поэтому при работе на режиме
с наибольшим намывом металла будет достигнута и наимень-
шая его себестоимость. Дальнейшее увеличение производитель-
ности драги свыше определенного предела будет связано как
с уменьшением коэффициента извлечения, так и с уменьшением
суточного намыва металла и увеличением его себестоимости.
Экономически наивыгоднейший режим работы драги по ее
производительности находится между указанными выше режи-
мами работ, обеспечивающими наибольший коэффициент извле-
чения и наибольший намыв металла. Эти режимы обеспечивают
добычу разного количества металла и разное извлечение его,
на основании чего представляется возможным выявить эконо-
мически наивыгоднейший режим и установить предел допусти-
мости увеличения потерь сверх наименее возможной величины
(см. часть вторую).
Наивыгоднейший режим работы драги устанавливают в ре-
зультате наблюдений за ее работой при различных скоростях
черпания, при которых выявляют производительность драги и
соответствующий ей коэффициент извлечения металла.
Изложенные соображения справедливы для драг, работаю-
щих на выемке песков. При выемке торфов скоростной режим
следует определять только исходя из мощности двигателей, ус-
ловий разгрузки черпаков и пропускной способности бочки или
ленты отвалообразователя.
Скоростная обработка забоя в первую очередь достигается
за счет увеличения скорости черпания (скорости черпаковой це-
пи). Заводы изготовляют драги со скоростью черпания п =
= 19-г-26 черпаков в минуту в зависимости от емкости черпаков.
На ряде россыпей выявлена целесообразность повышения ско-
рости черпания для 380-литровых драг с 19 до 26 черпаков в ми-
нуту, для 210-литровых с 20 до 32, для 150-литровых с 25 до 36.
Такое увеличение скорости черпания следует производить,
когда потери при повышенных скоростях невелики и будут пере-
крываться экономическими выгодами от дополнительного намы-
ва металла, вызванного увеличением производительности драги.
На некоторых 210-литровых драгах довоенной постройки вы-
явлена целесообразность и техническая возможность увеличения
емкости черпаков и были установлены черпаки емкостью 250 л.
542
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При одновременном увеличении скорости черпания это позволяет
увеличить суточную производительность драг более чем на50%.
Для того чтобы соблюдался наивыгоднейший режим выем-
ки пород, при котором забой отрабатывается с наиболее целе-
сообразной скоростью, составляется паспорт работы драги..
В паспорте следует указывать: толщину вынимаемого слоя для
различных прослоек россыпи, способы их выемки, скорости чер-
паковой цепи и бокового перемещения драги (при двигателях
постоянного тока), средние значения заполнения черпаков при
выемке прослойков, глубину задирки плотика и режим его вы-
емки, а также данные о расположении берегового ролика, спосо-
ба его переноса и величине зашагивания.
Для скоростной отработки забоя простои драги должны
быть доведены до минимума. Пр>и подходе драги к углу забоя
следует своевременно натягивать противоположный бортовой
канат и этим сокращать простои в углах забоя. При зашагива-
нии целесообразно совмещать отдельные операции. Необходима
также своевременная подготовка берегового ролика, чтобы мо-
жно было переносить оттяжки и ролик без дополнительных
простоев драги. В наиболее полном объеме должны быть прове-
дены подготовительные работы по очистке поверхности от леса
и пней, а также вскрыша растительного слоя, чтобы простои на
очистку черпаков и других частей драги от корней и древесных
остатков отсутствовали и был облегчен перенос ролика и оття-
жек. Ко времени неизбежных простоев драги нужно приурочи-
вать ремонтные работы на ней и полный сполоск. Кроме того,
следует своевременно проводить все подготовительные работы,
которые необходимы для разворота, чтобы он осуществлялся
в кратчайшее время.
Паспорт составляется на основании расчетов и наблюдений,
при этом необходимо также учитывать опыт работы передовых
драгеров.
Глава XIV. ПРОВЕРКА РАБОЧИХ РАЗМЕРОВ ДРАГИ
От основных рабочих размеров драги зависят предельные
размеры дражного разреза, которые могут быть выдержаны во
время разработки россыпи. Предельные размеры разреза в зна-
чительной мере обусловливают полноту выемки песков, а также
возможность производительной работы драги, при которой обес-
печивается свободный поворот драги на необходимые углы,
а также свободное зашагивание драги без дополнительных про-
стоев. Взаимосвязь между рабочими размерами драги и произ-
водительной ее работой для определенной россыпи приводит
к тому, что при проектировании драг новых типов основные
рабочие размеры драги рассчитывают для определенных сред-
них условий ее работы. При установке типовых драг приходится
ПРОВЕРКА РАБОЧИХ РАЗМЕРОВ ДРАГИ
543
проверять пригодность стандартных ее размеров для разработ-
ки месторождения. На площадях россыпи, где эти размеры не-
достаточны, необходимо выявить возможность и целесообраз-
ность использования стандартной драги в сочетании с особой
более усложненной технологией дражных разработок. Так, на-
пример: применяют вскрытие в два-три независимых горизонта,
сооружают плотины, перемычки, производят задирку плотика
либо применяют особые способы выемки, при которых за счет
некоторого увеличения себестоимости добычи, снижения произ-
водительности драги и увеличения потерь все же можно разра-
батывать такие площади типовой стандартной драгой.
Из основных рабочих размеров драги необходимо проверять
следующие: длину черпаковой рамы, кормовых колод, рамы от-
валообразователя и сваи.
1. ЧЕРПАКОВАЯ РАМА
Наклон и длина черпаковой рамы определяют горизонт вы-
емки пород. У черпаковой рамы в известных пределах могут из-
меняться углы наклона по отношению к горизонту. Так, наимень-
ший угол наклона ам, при котором черпаковая рама занимает
наивысшее положение, ограничивается расположением попереч-
ной балки в носовой мачте. Наибольший угол наклона Об опре-
деляет наибольшую подводную глубину черпания драги. Этот
угол составляет 45—46°; его величина ограничивается возмож-
ностью прохода черпаков у завалочного лотка.
Рис. 203. Схема предельных положений черпаковой рамы
На рис. 203 видно, что наибольшая глубина черпания (отно-
сительно уровня воды) в основном зависит от длины черпаковой
рамы, поскольку остальные величины изменяются в небольших
пределах. Наибольшая подводная мощность россыпи, которая
может быть отработана драгой с тщательной зачисткой песков
на плотике путем егсь задирки, определяется из схемы рис. 203
следующим уравнением:
/716= A sin <зб 4-4 — Б — б — ?п, 4 (162)
где zn — глубина задирки плотика, необходимая для тщатель-
ной выемки песков, м.
544
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На невыдержанных россыпях могут встретиться западения
плотика больше установленных разведкой. В таких условиях це-
лесообразно иметь некоторый запас в подводной глубине черпа-
ния драг. В .случае необходимости подводная глубина черпания
может быть немного увеличена, если надводный борт понтона
значителен, для чего затопляют носовые отсеки понтона и опуска-
ют черпаковую раму на угол, несколько больший 46°. Однако
для этого необходимо установить отводный барабан для поддер-
жания нижней ветви черпако-вой цепи, чтобы не допустить сопри-
косновения черпаков с краями завалочного лотка. В частности,
проведение таких мероприятий позволило у 210-литровой драги
увеличить подводную глубину черпания на 2 м, доведя ее до
13 м.
Длина черпаковой рамы влияет, кроме того, на радиус чер-
пания драги и на наименьшую длину дражного забоя. Взаимо-
зависимость этих величин определяется уравнениями (136, 154,
155).
2. КОРМОВЫЕ КОЛОДЫ
Длина кормовых колод определяет расположение в разрезе
нижних эфельных отвалов. Для свободного поворота драги во
время выемки пород необходимо, чтобы корма понтона не со-
прикасалась с боковой поверхностью этих отвалов. Корма наи-
более близко подходит к нижним отвалам во время выемки по-
Рис. 204. Схема подхода кормы к нижнему отвалу во время
поворота
род в углах забоя, когда углы кормы находятся в крайних поло-
жениях поворота. Необходимо, чтобы в этом крайнем положе-
нии всегда (в том числе и в наиболее сложных условиях от-
сыпки отвалов) между кормой понтона и боковой поверхностью
отвалов соблюдался безопасный зазор. Как видно из рис. 204,
расположение боковой поверхности отвала относительно драги
при определенной длине кормовых колод зависит от надводной
высоты нижних отвалов. Вследствие небольших углов откоса
в надводной части (у2 = 8-<-14о) даже незначительное увеличе-
ПРОВЕРКА РАБОЧИХ РАЗМЕРОВ ДРАГИ
545
ние надводной высоты отвала существенно приближает подвод-
ный откос к корме. Наибольшую надводную высоту нижние от-
валы будут иметь при отработке площадей с наибольшей надвод-
ной мощностью россыпи и с небольшой подводной глубиной,
когда породы малокаменисты и содержат мало гали. Длину
кормовых колод следует проверять для средних и для наиболее
тяжелых условий отсыпки нижних отвалов, т. е. когда надвод-
ная высота их может достигнуть наибольших значений.
Очертания нижнего эфельного отвала в сторону кормы дра-
ги могут быть весьма сложными, что затрудняет определение
зазора между кормой понтона и поверхностью его подводного
откоса. В настоящее время этот зазор можно проверять расче-
том для простых очертаний нижнего отвала, т. е. для случаев,
когда кромка его на уровне воды в сторону кормы понтона пер-
пендикулярна направлению перемещения драги. В этих услови-
ях при повороте драги в сторону нерабочей сваи на угол р2 и
при соблюдении зазора между днищем кормы и поверхностью
подводного откоса отвала должно быть соблюдено равенство
суммы следующих отрезков (рис. 204):
Ух + Zk + К = (2-4-3) + (4-г-5) + (5ч-6) +
Выражаем эти отрезки через надводную высоту нижнего
отвала Лв, допускаемый зазор и основные размеры драги, свя-
занные с отвалообразованием. Решаем это уравнение относи-
тельно величины hB и получаем уравнение для расчета предель-
ной надводной высоты нижнего отвала при повороте драги в сто-
рону нерабочей сваи
Лв~ tgy2 [К cos р2 + 0,5 (У + 2Щ"—ni)sinp2 + f/i —ctgb X
х(Ф + ecos7i) — esinyj. (163)
Данное уравнение применимо для тех условий, что и уравне-
ния (142) и (160). При больших углах поворота, когда р2>90—8,
во ©тором члене следует заменять синус косинусом, а длину уг-
лового скоса брать по борту понтона.
При повороте драги в сторону рабочей сваи надводная высо-
та нижнего отвала может быть большей. Поэтому предельно до-
пускаемую наибольшую надводную высоту отвала следует уста-
навливать по зазору между углом кормы в стороне нерабочей
сваи.
В настоящее время не существует еще достаточно точного
способа расчета длины кормовых колод в зависимости от над-
водной высоты нижнего отвала. Поэтому полученные на основа-
нии расчетов величины следует во время разработки россыпи
корректировать, и дальнейшая работа драги должна планиро-
ваться с учетом как теоретических расчетов, так и опытных на-
блюдений. Изложенный выше расчет отличается от других [4,
58] выводом, в котором принято, что верх гребня нижнего отвала
35 С. М. Шорохов
546
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
намывается кормовой колодой нерабочей сваи, как имеющий
большой радиус отсыпки, а угол откоса нижнего отвала являет-
ся переменным в надводной и подводной его частях. Этим учте-
но влияние на образование отвала не только длины кормовых
колод и расстояния выброса хвостов, но и размещение гребня
по дуге окружности. Таким образом уравнением (163) учитыва-
ется расположение гребня на большем расстоянии от кормы
понтона, чем раньше, что более соответствует действительности.
В данном расчете, так же как и в предыдущих, допускается, что
в плане граница надводной части отвала на уровне воды в сто-
рону кормы понтона перпендикулярна главной оси направления
перемещения драги. В действительности может быть и косое по-
ложение этой линии отвала, вследствие чего при повороте драги
на один и тот же угол зазор между кормой и поверхностью от-
вала будет меньше, чем это получится по уравнению (163). По
этим причинам при расчетах лучше принимать увеличенные за-
зоры е=0,5-т-0,7 jw, учитывая возможность отклонения очерта-
ния действительного отвала от его теоретической формы. Эти
расчеты хотя и приближенные, но необходимы для сравнитель-
ной оценки размещения хвостов в нижние отвалы на различных
площадках одной и той же россыпи. Кроме того, они позволяют
заранее, до начала разработки россыпи выявить условия работ,
при которых длина кормовых колод будет достаточной. Когда
результаты расчетов недостаточно надежны, следует предусмот-
реть проведение дополнительных мероприятий, которые обеспе-
чивали бы производительную работу драги.
Конец кормовой колоды должен быть установлен на доста-
точной высоте с тем, чтобы между ее концом и вершиной отва-
ла был соблюден необходимый зазор (рис. 204). При работе
зимой на отвалах скапливается шуга. Поэтому во избежание
поломки кормовых колод об лед между колодой и вершиной от-
вала целесообразно иметь зазор не менее е = 0,7н-1,3 м.
Подводная глубина в различных точках разреза изменяется
в зависимости от подъема плотика. Как видно из рис. 179 и 184,
она равна
Hr~Hx-\-Z— Xj, (164)
где Xi — величина подъема плотика в месте отсыпки нижнего
отвала, м.
Величина подъема плотика в основном зависит от направле-
ния перемещения разреза относительно падения россыпи и от
величины уклона плотика. Высота подъема определяется по
схеме рис. 178 уравнением:
хг = ех (гв + К + у — Ю) tg аг, (165)
где 81 — коэффициент подъема плотика; при перемещении раз-
реза по падению долины ej = 1,0, при перемещении по
восстанию 81 = 0, при поперечном направлении 81 = 0,5;
ПРОВЕРКА РАБОЧИХ РАЗМЕРОВ ДРАГИ
547
у—'расстояние отсыпки хвостов за кромку среднего поло-
жения кормовой колоды, JW, Г/=/к+*/1 в зависимости от
длины колод и угла поворота #=2-^-5 м;
cti —угол падения долины, град.
Решающее влияние на наибольшую допускаемую надводную
высоту нижнего — эфельного отвала оказывает длина кормовых
колод. При наибольшей надводной высоте этого отвала он будет
иметь наибольшую ширину — уравнение (143), а следовательно,
и емкость — уравнение (145). Таким образом, длина кормовых
колод ограничивает наибольшую допускаемую надводную мощ-
ность россыпи, поскольку емкость нижнего отвала определяет
в целом общую предельную мощность россыпи.
В нижнем отвале должны быть размещены все мелкозернис-
тые породы с учетом их разрыхления, за исключением неболь-
шой части наиболее тонкозернистых хвостов, которые выносятся
водным потоком из разреза во взвешенном состоянии. Исходя
из этого положения выводят [60] следующее уравнение наиболь-
шей надводной мощности россыпи в зависимости от длины кор-
мовых колод и условий работы драги:
Н2п ~ (Т / b [UHr + Яг ctg 11 + -
I1 —Н*в)Р10с L
#772 *1
-snrwi-p?]’ <166>
где И2п—'Наибольшая допускаемая надводная мощность рос-
сыпи, м.
3. СВАИ
Свая воспринимает реакцию от режущих усилий, развивае-
мых черпаковой цепью во время подрезки и зачерпывания по-
род. Чтобы драга не отодвигалась от забоя и ширина забойной
площадки не уменьшалась, свая должна прочно опираться на
дражные отвалы. Для этого она должна иметь достаточную
длину (рис. 205), чтобы наконечник ее мог врезаться на необхо-
димую глубину в отвалы как при обычном зашагивании, так и
после возможных разворотов драги, когда корма понтона отхо-
дит на значительное расстояние от гребня нижних отвалов и на-
конечник сваи приходит в соприкосновение с поверхностью от-
валов на значительно большей глубине. Короткая свая ослож-
няет ведение работ и вызывает потери песков при частых
разворотах драги. Свая наибольшей длины необходима для от-
работки площадей россыпи, с наименьшей надводной высотой
нижних отвалов или когда вершина отвалов находится под во-
дой и не доходит до поверхности. Подводную длину сваи рас-
считывают для этих наиболее тяжелых условий, допуская, что
драга передвинется вперед на величину двойного наибольшего
35*
548
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ухода. Подводная длина сваи взаимосвязана с основными раз-
мерами разреза из треугольника 1-2-3 следующим уравнением
[60]:
С1 = (к + /к + У1 + 2з-Ю--М-^- + л. (167)
Длина сваи равна сумме отрезков
С7 == С± —
где С — длина сваи, м\
С\ — подводная длина сваи, ж;
С2 — наименьшая надводная длина сваи, ж;
л — необходимая величина углубки наконечника сваи в от-
вал, ж.
Наименьшую надводную длину сваи определяют по высоте
рам надстройки драги.
Необходимая величина углубки наконечника в боковую по-
верхность нижнего отвала зависит от размера драги и зерново-
го состава хвостов: при крупнозернистых нижних отвалах, кото-
рые встречаются на каменистых россыпях, величина углубки
л = 0,5-т-0,8 ж, а в глинистых отвалах она в полтора-два раза
больше.
При небольшой надводной высоте нижних отвалов и малой
глубине россыпи свая может упираться в плотик. Поэтому под-
водная длина сваи не должна превышать подводной глубины
разреза.
4. РАМА ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ
Длина рамы отвалообразователя и угол его наклона в основ-
ном определяют наибольшую надводную высоту отвалов, кото-
рые могут быть отсыпаны драгой. Высота отвала должна быть
ПРОВЕРКА РАБОЧИХ РАЗМЕРОВ ДРАГИ
549
меньше наибольшей допускаемой высоты подъема конца рамы
отвалообразователя над уровнем воды в разрезе на величину
безопасного зазора (рис. 178 и 205). По рис. 205 наибольшая
высота подъема конца рамы отвалообразователя над уровнем
воды в разрезе Р определяется уравнением
P^TsinC + Ж + б — д, м, (168)
где Т — длина рамы отвалообразователя от оси нижней опоры
до оси окна для выброса гальки, ж;
С — угол наклона рамы, ж;
Ж — высота установки оси нижней опоры рамы над палу-
бой, ж;
б — надводный борт понтона, м\
д—толщина рамы до оси верхнего барабана у окна для
выброса гальки, ж.
Наибольший угол наклона рамы зависит от типа применяе-
мой ленты и окатанности гальки и валунов. При гладких рези-
новых лентах и окатанной гальке угол наклона не должен пре-
вышать 16°, а при плоской гальке он может быть повышен до 18°.
В Колыме на драгах начали применять ребристые резиновые
ленты, что позволяет увеличивать угол наклона при плохо ока-
танной гальке до 22—23°.
Для безопасной работы драги должен выдерживаться доста-
точный зазор между галечным отвалом и рамой отвалообразо-
вателя. В зависимости от размера драги этот наименьший за-
зор в среднем ее положении выдерживают от 0,7 до 1,5 ж. При
установлении величины зазора необходимо учитывать неизбеж-
ный дифферент драги на корму при выемке наиболее глубоко
залегающих песков и во время работы зимой.
Надводная высота галечного отвала в основном определяет
его надводную емкость, которая используется главным образом
для размещения гальки. Эта надводная часть отвала образу-
ется вследствие того, что поверхность россыпи находится выше
уровня воды, а также вследствие увеличения объема пород от
разрыхления и от сосредоточенной отсыпки хвостов в отвалы.
Поэтому длина рамы отвалообразователя ограничивает наи-
большую допускаемую надводную мощность россыпи.
Для ‘бесперебойной отсыпки галечного отвала необходимо,
чтобы наибольшая надводная высота дражного отвала была
меньше предельной высоты подъема конца рамы на величину
безопасного зазора.
При этом необходимо учитывать, что направления подъема
плотика и хода драги влияют на подводную глубину разреза в
месте отсыпки галечного отвала. Наибольший подъем плотика,
а следовательно, и наименьшая подводная глубина разреза на-
ходятся в месте отсыпки верхнего отвала при движении драги
550
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вниз по падению долины. Величина подъема плотика определя-
ется из рис. 178 по уравнению
х2 = ^)tgax. (169)
Коэффициент подъема плотика ei имеет такие же значения,
как и аналогичный ему коэффициент в уравнении (165).
Исходя из этого положения выводят [60] уравнение наиболь-
шей допускаемой надводной мощности россыпи Я2п в зависи-
мости от длины рамы отвалообразователя и условий работы
драги
//2п~
1
fxvp2
Р+%1 — рр2Т/1 — vp2Z —Лв — 2tgy4 — х2— е , м. (170)
При расчете наибольшей допускаемой надводной мощности
россыпи принимают наименьшее значение, которое получилось
при расчете по уравнениям (166) и (170). Таким образом, на
эту предельную надводную мощность россыпи для определенной
драги оказывает влияние длина кормовых колод или длина ра-
мы отвалообразователя. Так, на россыпях с малой и средней
каменистостью при небольшой подводной мощности россыпи
предельная надводная мощность обычно ограничивается дли-
ной кормовых колод. На каменистых россыпях, наоборот, вели-
чина Я2п обычно ограничивается длиной рамы отвалообра-
зователя.
Глава XV. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Система разработки определяет порядок ведения очистных
выработок — забоя драги. Основными признаками системы яв-
ляется число забоев в дражном разрезе, в которых драга про-
изводит выемку, и направление перемещения забоев относи-
тельно оси долины. Так, в дражном разрезе может быть один
или несколько смежно расположенных забоев, в которых попе-
ременно работает драга, а забой может перемещаться поперек
или вдоль оси долины. Исходя из этого, различают следующие
основные системы дражных разработок: 1) одинарно-продоль-
ную, 2) одинарно-поперечную, 3) смежно-продольную, 4) смеж-
но-поперечную, 5) комбинированные.
Применяемый порядок ведения дражных выработок влияет
на полноту отработки площади и на потери песков в подводных
и надводных целиках, а также на простои, связанные с разво-
ротами драги и переходом ее в смежные забои. Кроме того, от
этого порядка в некоторой степени зависят простои, вызван-
ные переносОхМ линий электропередачи, а также объемы работ
и затраты на вспомогательные работы, например по удалению
из разреза льда, крепи и др.
При свайных драгах применяют все перечисленные выше
системы разработки, а для канатных — только системы с оди-
нарным забоем.
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
551
1. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С ОДИНАРНЫМ ЗАБОЕМ
При одинарно-поперечной системе разработки драга произво-
дит выемку пород только в одном забое, который перемещается
поперек долины (рис. 206). Когда забой достигает границы рос-
сыпи, делают два разворота драги на 90° и приступают к выемке
смежного забоя в обратном направлении.
Выемка пород в одном забое упрощает маневрирование дра-
ги. Бортовые канаты у свайных драг применяют только носовые;
все маневры драги в разрезе
однотипны и не требуют слож-
ных передвижений. Дражный
разрез неширок, а это облег-
чает работу драги зимой, ког-
да приходится вести борьбу
со льдом.
Направление хода драги
поперек долины облегчает от-
работку промышленных пло-
щадей, которые могут быть об-
наружены во время разработ-
ки россыпи за границей под-
счета запасов, так как драга
без дополнительных маневров
может продолжать отработку
россыпи за эту границу ДО тех Рис. 206. Одинарно-поперечная систе-
пор, пока содержание металла ма разработки
будет не менее наименьшего
среднепромышленного. Это позволяет более полно извлечь ме-
талл из недостаточно разведанных россыпей. При поперечном
направлении хода можно постоянно поддерживать забой наи-
выгоднейшей длины; расположение эфельных отвалов облегчает
сооружение перемычек и сокращает объем работ по перетаски-
ванию кабеля.
Простои драги на развороты у границы россыпи в конце
каждого хода значительны. С уменьшением ширины россыпи
они относительно увеличиваются. Поэтому поперечный порядок
ведения забоя предпочтителен на широких россыпях, когда раз-
вороты драги приходится делать не часто.
При ведении очистных работ в одинарном забое на россыпях
средней мощности и, особенно, на глубоких, отвалы засыпают
пласт песков (см. 4-5 на рис. 207) по борту разреза, вследствие
чего при выемке смежного забоя приходится оставлять меж-
ходовые целики песков 1-2-3. Высота целика зависит от разме-
щения отвалов в разрезе и увеличивается с увеличением под-
водной глубины россыпи. При выемке косым забоем высота
засыпки пласта может быть уменьшена. Межходовой целик
552
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
с поверхности не виден, и его размеры можно установить только
графически.
Потери в межходовых целиках определяют следующими урав*
нениями:
100f . lOOf
51 — b^P + f ’ 711 ~ F+ I ’
(171)
где f — площадь поперечного сечения межходового щелика,
м2 (пл. 1-2-3, рис. 207);
Ь\ — ширина разреза по пласту песков, м;
Р — мощность пласта песков, м;
л —потери металлоносных песков, %;
Л1 — потери пород, % •
Рис. 207. Межходовой подводный целик
На россыпях небольшой глубины, когда отвалы не засыпают
борт разреза или засыпают на малую высоту, для сокращения
потерь в межходовых целиках производят перекрытие забоев
при выемке песков у плотика на расстояние до 2—3 м. Потери
песков в межходовых целиках колеблются от 0 до 5%. При по-
вторной разработке россыпи драгой эти целики должны быть
полностью отработаны.
Одинарно-поперечную систему разработки в основном при-
меняют при разработке свайными драгами неглубоких или сред-
ней глубины россыпей шириной более 130—200 м. Особенно
целесообразно применять ее в случаях, когда границы россыпи
установлены приближенно.
Простои у канатных драг, связанные с разворотом на 180°,
больше чем у свайных, так как приходится дважды заносить
длинный головной канат. Поэтому одинарно-поперечную систе-
му применяют при разработке канатными драгами россыпей
шириной более 150—400 м.
При одинарно-продольной системе разработки драга произво-
дит выемку в одном забое, который перемещается вдоль долины
(рис. 208). Узкую россыпь при ширине, близкой к средней длине
забоя драги, отрабатывают в один ход. В целях уменьшения по-
терь и разубоживания длину забоя по возможности выдерживают
равной ширине россыпи, при этом длина забоя должна находить-
ся в пределах между наименьшей и наибольшей допустимой для
драги. На широких россыпях следует стремиться к тому, чтобы
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
553
Рис. 208. Одинарно-продоль-
ная система разработки
длина забоя была близка к наивыгоднейшей, а по ширине рос-
сыпи размещать нечетное число забоев (три, пять и т. д.). Это
необходимо для сохранения принятого направления отработки
россыпи относительно падения долины при выходе драги с от-
работанной площади на новую. Расстояние перемещения драги
вдоль россыпи до ее поворота на обратный ход зависит от раз-
меров и очертаний отрабатываемой площади и колеблется от
0,3 до 1,0 км. Пройдя это расстояние, драга совершает разворот
на 180° и приступает к выемке смежного забоя обратным ходом.
При одинарно-продольной разра-
ботке как и в предыдущей системе уп-
рощается маневрирование, льдоуборка
и увеличивается вероятность потерь в
подводных межходовых целиках.
Продольное перемещение забоя
наиболее целесообразно применять
для разработки узких россыпей, шири-
на которых близка к обычной длине
дражного забоя, т. е. не более 50—
100 м. При разработке широких рос-
сыпей при продольном перемещении
забоя имеется возможность в некото-
рой степени упростить работы по обес-
печению доступа к площадям с припод-
нятым плотиком. В этом случае в пер-
вую очередь отрабатывают возвышен-
ную часть долинной россыпи и ход
драги направляют вдоль границы рос-
сыпи. Кроме того, можно направить
драгу по падению долины, чтобы завес-
ти воду в дражный разрез на более высокий уровень, чем в реке
и облегчить отработку площадей с высоким плотиком. Поймен-
ная часть россыпи в этом случае отрабатывается драгой после.
При продольном перемещении забоя по восстанию долины об-
легчаются работы по льдоуборке и осветлению воды в разрезе,
если драга не находится в русле крупной речки, поскольку
встречная струя потока будет лучше удалять от забоя шугу и
древесные остатки. Наоборот, при обратном ходе лед, остатки
древесины и пр. будут скапливаться у забоя и затруднять рабо-
ту драги. Поэтому при одинарно-продольной системе возможно
улучшать условия работы драги должным направлением ее хода
в зависимости от времени года. На многолетнемерзлых россы-
пях, направляя ход драги вдоль таликовых плбщадей, можно
на первые годы сократить объем работ по водооттайке.
При одинарно-продольной системе разработки осложняется
выявление и отработка промышленных площадей за границей
554
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
подсчета запасов и увеличивается объем работ по перетаскивав
нию электрокабеля для электрических драг. Поэтому для свай-
ных электрических драг одинарно-продольную систему на ши-
роких россыпях применяют редко, лишь в указанных выше
случаях.
Важным преимуществом одинарно-продольной системы раз-
работки для канатных драг является сокращение числа разво-
ротов драги на 180°, которые связаны с большими простоями.
Поэтому данная система разработки наиболее распространена
на россыпях, отрабатываемых канатными драгами.
2. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ СО СМЕЖНЫМИ ЗАБОЯМИ
При смежно-продольной системе разработки драга произво-
дит выемку пород в нескольких смежно расположенных забоях,
которые перемещаются вдоль продольной оси россыпи (рис. 209).
Число смежных забоев изменяется от двух до шести, однако
наиболее распространено два или три забоя.
Схема работы драги в двух смежно-расположенных забоях
показана на рис. 210. Драга, опираясь левой сваей в точке 1 и
поворачиваясь на угол рл, отрабаты-
вает забой 5-6, равный половине ши-
рины разреза. Когда драга переме-
стится вперед на 6—15 м до забоя 7-8,
ее останавливают и переводят в смеж-
ный забой. Для этого драгу приводят
в положение 2-6, приподнимают чер-
паковую раму и опускают ее на забой-
ную .площадку в точке 6, затем подни-
мают сваю и с помощью носовых и
кормовых канатов перемещают драгу
вправо; далее включая передний ход
черпаковой цепи, драгу подают назад
и опускают сваю в точку 3. На перевод
драги затрачивается 20—35 мин. С
этого положения драга отрабатывает
вторую половину разреза — забой 6-9,
Рис. 209. Смежно-продоль-
ная система разработки
пока не продвинется вперед до линии 11-12 и не будет достигну-
то опережение относительно левого забоя. Величина опережения
забоя должна быть меньше длины отрезка черпаковой рамы,
выступающей за нос понтона, в противном случае несколько ус-
ложняется перевод драги в смежный забой. При большем опере-
жении забоев перевод драги производят из положения 2-8, пере-
двигая ее с помощью четырех бортовых канатов при поднятых
обеих сваях и черпаковой раме; на это затрачивается 35—50 мин.
Таким образом, при системе разработки со смежными забоя-
ми драга поочередно работает в нескольких отдельных смежно-
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
555
расположенных забоях, образующих один общий дражный раз-
рез. Вследствие этого при данной системе значительно увеличи-
вается ширина дражного разреза.
Для перемещения драги в смежный забой необходимо, что-
бы она была снабжена всеми четырьмя бортовыми канатами
достаточной длины. Длину забоев приходится увязывать с об-
щей шириной россыпи, принимая ее возможно ближе к наивы-
годнейшей. Переход на работу в два и большее число смежных
Рис. 210. Схема маневров драги при работе в двух
смежных забоях
забоев производится посредством постепенного увеличения дли-
ны забоя, после чего длинный забой делится пополам (рис. 211).
При смежно-продольной системе не нужно разворачивать драгу
на 90 и 180°, что сокращает простои. Отвалы размещаются на
значительном расстоянии от забоев, поэтому при тщательной
зачистке плотика и некотором взаимном перекрытии забоев
можно избежать потерь в подводных межходовых целиках. Зна-
чительная ширина разреза способствует более равномерному
распределению отвалов, вследствие чего высота их несколько
снижается. Россыпь отрабатывается на всю ее ширину, что уп-
рощает снабжение драги электроэнергией.
При этой системе бортовые канаты должны иметь большую
длину. В зимнее время большая ширина разреза и прерывистая
работа драги в забоях приводят к увеличению работы по уборке
льда. При этой системе усложняется отработка промышленных
площадей, обнаруженных за принятой границей россыпи, а так-
же несколько усложняется сооружение перемычек по дражным
отвалам вследствие наличия большого числа протоков в отва-
лах как по бортам, так и в средней части разреза.
556
ДРАЖНЫЙ способ разработки
Смежно-продольную систему применяют для разработки рос-
сыпей шириной 70—400 ж, а в наиболее распространенных усло-
виях— шириной 90—200 м, когда разведка точно устанавливает
границы промышленной россыпи.
При смежно-поперечной системе драга производит выемку
обычно в двух смежно расположенных забоях, которые переме-
щаются поперек россыпи (рис. 212). Потери в межходовых це-
Рис. 211. Переход драги на
выемку в два смежных
забоя
ликах могут быть только по грани-
це между дражными разрезами, по-
этому по величине потерь эта си-
стема занимает промежуточное по-
ложение между одинарно-попереч-
ной и смежно-продольной. В ос-
тальном эта система тождественна
смежно-продольной.
Рис. 212. Смежно-поперечная
система разработки
Смежно-поперечная система имеет небольшое распростране-
ние. Ее целесообразно применять на недостаточно разведанных
россыпях шириной более 500 м, у которых промышленная гра-
ница установлена приближенно.
Комбинированные системы разработки. Система разработки
может оказывать косвенное влияние на технологию вскрышных
работ. В таких условиях для уменьшения затрат по этим видам
работ иногда приходится отрабатывать отдельные площади рос-
сыпи комбинированными системами. Применение комбиниро-
ванных систем часто несколько усложняет работы по добыче
песков, но зато в определенных условиях может сократить за-
траты на вскрышные работы или на работы, связанные с уста-
новкой драги и обеспечением ей доступа к этим площадям. Так,
например, при разработке широкой россыпи и применения буль-
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
557
дозерной вскрыши благодаря использованию комбинированной
системы разработки можно значительно сократить расстояния
перемещения торфов в отвалы и этим удешевить вскрышные
работы. На рис. 213, а изображена разработка такой россыпи
комбинированной системой, представляющей сочетание смеж-
но-продольной и одинарно-поперечной систем, причем бортовые
площади отрабатывают в первую очередь. Такой порядок отра-
ботки позволяет размещать
торфа на бортах за грани-
цей россыпи и на дражных
отвалах, поэтому среднее
расстояние перемещения тор-
фов в пределах полигона,
например на россыпи шири-
ной 800 ж, составит пример-
но 100 м против 200 м, по-
лучающихся при примене-
нии некомбинированных си-
стем. В этих условиях мож-
но также применить спи-
ральную систему дражных
разработок по образцу экс-
каваторной спиральной си-
стемы разработки (рис. 47).
На рис. 213, б показана
комбинированная одинарно-
Рис. 213. Комбинированные системы раз-
работки
продольная и одинарно-поперечная система, которая применя-
лась для разработки нижней части долинной россыпи. Приме-
нение этой системы было вызвано стремлением сократить за-
траты на установку драги и использовать имеющуюся дорогу
и поселок, а также обеспечить отработку основной площади
россыпи по восстанию и этим облегчить сооружение перемычек,
необходимых для предупреждения подпирания кормы нижними
отвалами.
3. ВЫБОР СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Система разработки должна обеспечивать: наиболее полную
отработку промышленной части россыпи с наименьшими поте-
рями площадей и объема брошенных обособленных целиков, а
также и подводных межходовых целиков; наименьшие простои
на развороты драги, на передвижение ее вперед, на перенос ка-
натов и кабеля за время отработки определенной площади рос-
сыпи; возможность работы драги в забое наивыгоднейшей дли-
ны с таким расчетом, чтобы по условиям производительности
драги по объему песков и по условиям разубоживания дости-
гался наибольший намыв металла; сокращение расходов на
558
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
вспомогательные работы по льдоуборке, очистке разреза от
крепи и на сооружение перемычек, если они необходимы.
Большое влияние на выбор системы разработки оказывает
ширина россыпи. Для облегчения выбора системы целесообраз-
но сопоставлять различные системы по величине простоев дра-
ги на развороты, перемещение в смежные забои и передвижку
вперед. Наиболее часто приходится сопоставлять одинарно-по-
перечную и смежно-продольную системы разработки.
Время простоев на проведение разворотов драги зашагива-
ния при отработке россыпи шириной В, а длиной по оси долины
2Ь определяется для одинарно-поперечной системы следующим
уравнением [92]:
Тп = 2-f-G+ 4f8.
Для смежно-продольной системы
т* _о / । 2 (В Ь) /
----d—
Тп— суммарное время простоя, ч\
t\ — время, затрачиваемое на зашагивание, ч;
b — средняя длина забоя, м\
d — опережение смежного забоя, м.
— время, затрачиваемое на разворот драги на 90°, ч\
Ц— время, затрачиваемое на перевод драги в смежный за-
бой, ч\
Приравниваем эти уравнения и решаем относительно шири-
ны россыпи
в = 4- ь. (172)
Данное уравнение определяет ширину россыпи, при которой
время простоев для обеих систем будет одинаковым и обе си-
стемы по времени простоев равноценны. Если ширина россыпи
на отдельных площадях меньше значения, полученного по урав-
нению, то целесообразно применять смежно-продольную систе-
му, поскольку она обеспечит меньшее время простоев, а при
большей ширине — одинарно-поперечную.
Переход от одной системы к другой не требует значительно-
го времени, поэтому для отработки площади с иной шириной
россыпи необходимо предусматривать применение наиболее вы-
годных для местных условий систем разработки.
Для окончательного выбора системы разработки целесооб-
разно проводить наблюдения за работой драги при применении
двух наиболее приемлемых систем разработки, чтобы выявить
их особенности в местных условиях. Это позволит правильнее
выбрать систему с учетом как общетехнических соображений и
теоретических подсчетов, так и практической работы драги.
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
559
Глава XVI. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
1. ВЗРЫВНЫЕ РАБОТЫ
Для облегчения выемки пород драгой в непосредственной
близости от нее, с небольшим опережением по отношению к вы-
емке, проводят буровзрывные работы по рыхлению пород, убор-
ку из разреза старой крепи, а зимой уборку льда. На валуни-
стых россыпях встречаются крупные валуны, выходящие на по-
верхность или легко обнаруживаемые после вскрышных работ
растительного слоя. Они должны быть подорваны, поскольку
перемещение их драгой к бортам разреза снижает ее произво-
дительность.
В качестве взрывчатых материалов обычно используют аммонит № 6 и 7,
огнепроводный шнур и капсюли-детонаторы № 8; в сырых местах применяют
патронированный аммонит с влагонепроницаемой оболочкой и огнепроводный
шнур с двойной асфальтировкой, а при работе под водой — хлорвиниловый
шнур.
Величину накладного заряда устанавливают на основани пробных взры-
вов из расчета 1,5—2,5 кг на 1 м3 валуна в зависимости от его крепости йот
того, лежит ли он свободно на поверхности или зажат окружающими торфами.
Заряд располагают в углублениях, засыпая сверху слоем земли толщиной 5—
10 см. Проще всего производить взрывание накладными зарядами, поскольку
в этом случае не нужно бурить шпуры. Однако куски при этом способе раз-
летаются на расстояние 200—300 м, поэтому эти работы следует вести с боль-
шим опережением.
Накладным зарядом не всегда удается раздробить большой валун, зажа-
тый породами на достаточно мелкие куски, которые могут захватить черпаки
драги. В этих условиях мелкошпуровой способ взрывания обеспечит лучшее
дробление валуна и меньший расход аммонита.
Для бурения шпуров наиболее удобно применять легкие . электросверла
весом 8-12 кг типа ЭР-12 для напряжения 127 в или высокочастотные типа
ЭБР-7/3. В зависимости от размера валуна бурят один или два шпура диамет-
ром 30—36 мм. Величину заряда устанавливают из расчета 0,5—1 кг на 1 м3
валуна, уточняя ее пробными взрывами.
На площадях, где встречаются валуны размером 3—5 ж, за-
легающие на небольшой глубине, впереди забоя производят
разведку щупом, забиваемым по сетке 5X5 м. Это дает возмож-
ность установить направление хода драги так, чтобы валуны
оставались в углах забоя и могли быть подорваны с поверхно-
сти.
Валуны, которые не могут быть захвачены черпаками, драги
сдвигают черпаковой рамой в углы разреза. Большие валуны,
передвижка которых затруднена и требует много времени, под-
рывают под водой. Под водой приходится подрывать отдельные
выступы скального плотика или кряжи крупных деревьев.
Работы по взрыванию увеличивают простои драги, а также
повышают затраты на добычу песков, поэтому в таких случаях
приходится увеличивать бортовое содержание.
При взрывах под водой взрывная волна распространяется
на большое расстояние, поэтому при взрыве даже* малых
560
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
зарядов — до 1 кг — люди должны находиться в воде не ближе
чем на 500 м. Драга также должна быть несколько отведена от
места взрыва.
Заряд для подрывки валунов под водой должен быть в пол-
тора раза меньше, чем для подрывки на воздухе и помещен в во-
донепроницаемую оболочку.
Подводные выступы скального плотика подрывают несколь-
кими зарядами, укладываемыми на скалу в шахматном порядке.
Величина зарядов зависит от крепости скалы и необходимой ве-
личины подрывки. Так, для получения воронки глубиной 0,8 м
берут заряды весом 7—12 кг, причем наименьший заряд приме-
няется для подрывки слоистого известняка. Заряды располага-
ются на расстоянии трех- и четырехкратной величины необхо-
димой глубины подрывки. Заряд с грузом привязывают с необ-
ходимыми промежутками к веревке, с помощью которой их укла-
дывают на плотик так, чтобы в случае необходимости они мог-
ли быть вынуты.
Отдельные валуны и кряжи подрывают зарядом, который
спускают с грузом на жерди, привязанной к предварительно за-
битому колу.
Взрывные работы применяют для рыхления зимней мерзлоты
весной во время пуска драги, когда глубина промерзания не-
большая. Если породы промерзают на значительную глубину,
рыхление целесообразней производить паровой оттайкой. Шпу-
ры бурят электросверлами или пробивают разогретыми ломами
на 80—90% глубины мерзлого слоя. Расстояние между шпурами
принимают 0,6—1 его глубины. Расход на 1 м2 3 мерзлоты: аммо-
нита 0,5—0,8 кг, огнепроводного шнура 1,5—2 м, капсюлей-де-
тонаторов 1,2—2 шт. Глубину бурения шпуров и сетку их рас-
положения необходимо уточнять на основании опытных взрывов.
2. УБОРКА ЛЬДА
В первую половину зимы при достаточном притоке воды в
разрез крупные драги в состоянии работать при морозах не бо-
лее 40°, а средние до 30°. Уже при 10° морозе, несмотря на бо-
ковые перемещения драги, в разрезе начинает образовываться
шуга, а при более .низких температурах она сплошь покрывает
всю водную поверхность. От постоянных поворотов драги шуга
прижимается к бортам разреза. Для того чтобы драга могла
свободно работать и производить выемку пород, необходимо
предотвращать скопление шуги в углах забоя. Если вода в раз-
резе проточная и поток перемещается в направлении от забоя
к отвалам, то шуга под воздействием поворотов понтона и по-
тока отодвигается в заднюю часть разреза, частично завали-
вается отвалами, а частично выносится в протоки разреза. При
соблюдении этих условий крупные и средние свайные драги мо-
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
561
гут работать зимой в нешироком забое без дополнительной
льдоуборки.
Во время усиленного образования шуги необходимо, чтобы
она не попадала в разрез из речки, так как шуга может забить
разрез и драга остановится. Чтобы облегчить вынос шуги из
разреза, в него направляют основной поток речки и создают ему
свободный выход в боковые протоки разреза, вдоль отвалов.
В задней части разреза у входа в протоку смерзшуюся шугу
дробят и проталкивают под лед протоки- При скорости воды в
шуговой канаве 1,8 м,!сек шуга уходит под лед без проталкива-
ния по наклонным горбылям.
На средних и больших реках дражный забой может пол-
ностью находиться в русле реки. В таких условиях при движе-
нии драги по восстанию необходимо удалять шугу из реки, на-
правляя ее в шугоотводную канаву, которую проходят за пре-
делами границы россыпи. При движении драги по падению мож-
но соответствующим расположением дражных отвалов задержи-
вать шугу и не пропускать ее в дражный разрез.
Для того чтобы замедлить образование шуги во время силь-
ных морозов, можно подавать на поверхность более теплую глу-
бинную воду из разреза и создавать искусственное волнение и
движение потока воды на поверхности. Для этого по борту пон-
тона могут быть установлены пропеллерные насосы. На отдель-
ных драгах по наружной кромке днища понтона прокладывают
трубку с мелкими отверстиями для подачи сжатого воздуха, ко-
торым создают волнение водной поверхности и подъем теплой
воды. Проводятся опыты по установке в разрезе особых потоко-
образователей, гребной винт которых создает непрерывный по-
ток в разрезе, перемешивая воду.
Толстый лед, который образуется в разрезе после зимнего
отстоя, необходимо убрать- Для этого он должен быть раздроб-
лен или разрезан на отдельные глыбы. Разрезку льда осуществ-
ляют ледорезной машиной, паровой рамой или дробят взрыв-
ными работами.
Производились опыты по резке льда легкой врубовой машиной и бензи-
номоторной пилой «Дружба», установленной на салазках с дополнительным
барабаном.
До нарезки лед необходимо очистить бульдозером от снега. Для на-
резки льда могут быть использованы ледорезные машины, изготовленные
судостроительной промышленностью для освобождения речных судов от льда.
АХашина установлена на салазках (рис. 214), имеет лебедку для подтягивания
и режущую часть, которая состоит из цепи зубков врубовых машин или из
особой режущей штанги. Режущая часть приводится в движение бензиновым
или электрическим двигателем; ширина каждого реза в зависимости от типа
машины 70—85 мм. На рис. 214 изображена ледорезная машина с режущей
цепью, которая может подрезать лед толщиной до 2,2 м. Мощность двух ее
электродвигателей 16,8 кет, скорость резания 0,36—1,35 м/мин.
Для дробления льда взрывными работами применяют аммо-
нит, заряд помещают в водонепроницаемую оболочку из расчета
36 С. М. Шорохов
562
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
примерно 70 г/ж3 льда. В прорубь заряд опускают с грузом
на жерди или на веревке. Величина заряда зависит от толщины
льда и глубины его погружения. При толщине льда около 0,7 м
Рис. 214. Ледорезная машина МЛМ-П; вес машины 1800 кг
и глубине погружения заряда на 1,5—2 м от поверхности льда
вес заряда принимают 3—6 кг, с последующим уточнением проб-
ными взрывами. Лед можно дробить
также с помощью накладных зарядов.
Необходимо стремиться к тому,
чтобы во время дробления льда мень-
’ше получалось мелких кусков, так как
I крупный лед убирать удобнее. С этой
целью его предварительно надрезают
неглубокими канавками на глыбы
нужного размера ледорезной машиной
или паровыми рамами (рис. 215). Пар
от дражного котла подводят по гиб-
кой трубе к раме, и он выходит через
отверстия с торцовой стороны и про-
резает щель толщиной 30 мм. За сме-
ну рабочий нарезает около 50 л2 пло<
скости реза. Вследствие малой толщи-
ны реза льдины скоро смерзаются,
резки почемУ их нужно быстро убирать.
Размеры нарезаемых глыб льда
зависят от способа уборки.
Нарезанный или подорванный лед убирается из разреза экс-
каватором, трактором, бульдозером или скреперной лебедкой.
Наиболее удобно лед убирать 0,75—2 л3 канатным экскава-
Шланг
$20
7Внутренний)
§
г*—1300-1500—
| Выход пара
Н ♦ Н ♦ ♦ I ♦ ♦ L
120отверстии ч>2мм 0
шахматном порядке
Рис. 215. Рама для
льда паром
тором, у которого обычный ковш заменяют решетчатым ковшом
емкостью 3—5 м3. К ковшу льдины подводят баграми и экска-
ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
563
ватором выбрасывают на берег. На берегу лед убирают бульдо-
зером или повторно переваливав экскаватором. Стоимость
уборки льда из разрезов 210-литровых колымских драг состав-
ляет 3—13 тыс- руб., в среднем 8 тыс. руб., а расход рабочей
силы в среднем — 300 чел-смен.
При уборке льда бульдозером устраивают пологий выезд, а
для удобства вытаскивания льдины из воды у выезда наморажи-
вают подводный наклонный упор (рис. 216). К выезду льдины
подводят баграми, зацепляют петлей из стального каната с не-
большим крюком на конце и бульдозером вытаскивают льдины
на берег в отвал и разравнивают его поверхность.
При экскаваторной и бульдозерной уборке льда работа дра-
ги непосредственно не связана с льдоуборкой. Простои драги
из-за уборки льда, в этом случае отсутствуют.
При уборке льда лебедкой применяют металлические сани
(рис. 217). Сани вытаскивают на берег лебедкой мощностью
20—40 кет, установленной на крыше драги, или маневровой
лебедкой драги. Направляющие ролики укрепляют на особых
металлических подставках (рамах), установленных на крыше.
Кроме машиниста лебедки на уборке льда работают еще от двух
и до шести человек. Разгружают льдины с саней с помощью ка-
натной петли, прикрепленной к мертвяку, которая удерживает
на отвале льдину во время обратного движения саней в разрез.
Лед начинают убирать так, чтобы получилась длинная полынья
от борта разреза к драге, по которой подводят льдины к борту
разреза. Затем убирают лед непосредственно около драги в на-
правлении к борту разреза. Если уборка льда санями произво-
дится во время работы драги, неизбежны ее дополнительные
простои.
При бульдозерной и скреперной уборке наиболее удобны
глыбы льда размером 2—3 м. Мелкий лед убирает драга. Для
ускорения этого процесса лед баграми подводят к черпаковой
цепи. Зачерпываемые льдины должны свободно проходить через
завалочный лоток, бочку и ленту отвалообразователя. Угол на-
клона рамы отвалообразователя должен быть уменьшен во из-
бежание скольжения льдин по ленте. Иногда лед убирают сет<
кой, подвешенной на блоке к несущему канату [92].
36*
564
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При работе драги зимой в больших водоемах образуется
толстый лед. В этом случае в начале смены драга окалывает
черпаковой цепью забой на расстояние своего ухода за сутки и
отдельные льдины заводят баграми под лед в борта и в заднюю
часть разреза. При ходе драги по восстанию россыпи уборка
льдин под лед упрощается и ее производит дражная бригада из
Рис. 217. Уборка льда скреперной лебедкой
четырех-пяти человек в течение 1—2 часов. Окалывание льда
выгоднее производить ледорезной машиной, так как в этом
случае сокращаются простои драги, связанные с льдоуборкой.
3. ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
К вспомогательным работам еще относят: уборку крепи из
разреза, закладку мертвяков и перестановку берегового ролика
(если эти работы производятся с использованием бульдозера),
доставку к драге топлива (зимой), смазочных и других мате-
риалов.
При разработке россыпей, ранее отработанных подземным
способом, всплывает большое количество крепи, которая мешает
работе драги. Отрабатывать такие площади целесообразно хо-
дом драги по восстанию долины, чтобы иметь возможность на-
править поток воды из речки в переднюю часть разреза у забоя
и предотвратить скопление крепи в носовой части драги. Когда
ПРОМЫВКА ПЕСКОВ И ПОДГОТОВКА К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
565
крепь всплывает, приходится ставить на уборку одного-двух
рабочих, которые удаляют крепь от носа понтона и проталки-
вают ее от забоя к отвалам.
Глава XVII. ПРОМЫВКА ПЕСКОВ, КОНТРОЛЬ
ЗА РАБОТОЙ ДРАГИ И ПОДГОТОВКА
К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
1. ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
Пески на драгах в основном размывают в бочках, а на мел-
ких драгах также и на водометных грохотах (гидровашгердах).
Глинистые пески, которые прошли через решетчатые листы боч-
ки, иногда дополнительно размывают в спиральных классифи-
каторах. В зависимости от удельного веса и зернового состава
извлекаемого металла или минерала на драгах устанавливают
шлюзы, отсадочные машины и винтовые сепараторы, на кото-
рых улавливают серые шлихи. Последующая перечистка серых
шлихов видоизменяется в зависимости от свойств полезного
ископаемого.
При разработке золото-платиновых россыпей, содержащих в
основном крупное и средней крупности золото и платину, наи-
более целесообразно применять шлюзы. Ширина и площадь
шлюзов должны обеспечивать небольшую глубину потока и
возможность использовать амальгамацию. При наличии мелкого
золота применять амальгамацию обязательно, а при трудно-
амальгамирующемся мелком золоте выгоднее использовать от-
садочные машины. Перечистку шлихов и извлечение металла
производят чаще на драге. В отдельных случаях черные шлихи
или концентрат с первичных отсадочных машин перечищают на
береговых доводочных фабриках. При малых объемах кон-
центрата (в количестве 0,5—0,8 т за сутки с 210-литровой дра-
ги) его доставляют в контейнерах.
На современных драгах, разрабатывающих алмазные россы-
пи, устанавливают оборудование для промывки, доводки, а так-
же и извлечения алмазов. На этих драгах пески размывают и
глинистые частицы отмывают от зернистого материала в бочке
и спиральных классификаторах. После обезвоживания выде-
ленные зернистые породы диаметром 16 мм разделяются на
вибрационных грохотах по крупности зерен на классы в преде-
лах двукратного изменения диаметра. Каждый класс в отдель-
ности направляют на отсадку, а подрешетный концентрат — на
повторную перечистку. После просушки концентрат проходит
через электромагнитный и электростатический сепараторы-
Алмазы выделяются на рентгеноскопических автоматах.
На россыпях, содержащих минералы удельного веса 4—5,
для извлечения шлихов применяют отсадочные машины или
566
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
винтовые сепараторы. На перечистных отсадочных машинах по-
лучают 20—30%-ный концентрат минерала, который в контейне-
рах доставляют на доводочную фабрику. Доставка концентрата
с драги на берег может быть осуществлена путем перекачки
концентрата на берег по резиновому шлангу песковым насосом,
установленным на драге. Шланг подвешивают к стальному ка-
нату кормовой вспомогательной лебедкой, канат прикрепляют
к мертвяку и пропускают через блок на вершине кормовой мач-
ты. После каждой перекачки резиновый шланг продувают сжа-
тым воздухом. Концентрат перекачивают в металлический бун-
кер, где он обезвоживается, и затем в самосвалах доставляют
на доводочную фабрику. Бункер установлен на полозьях и его
передвигают вслед за драгой-
При разработке ильменитовых россыпей применяют драги
с винтовыми сепараторами. В этом случае пульпа после бочки
собирается в приямок землесоса и перекачивается на верхний
этаж, где пульподелители разделяют поток по группам винто-
вых сепараторов. Кроме первичных сепараторов предусматри-
ваются перечистные винтовые сепараторы, причем концентрат
с наиболее низким содержанием очищается дважды. После пе-
речистки концентрат иногда направляют на мокрое магнитное
обогащение. На драге получают 10—45%-ный ильменитовый
концентрат и на берег его перекачивают по плавающему на по-
плавках трубопроводу. Летом перекачка концентрата осущест-
вляется бесперебойно, однако во время заморозков поплавки
вмерзают в шугу и перекачка затрудняется. Концентрат перека-
чивают в передвижной бункер или в особые обезвоживающие
ямы, оттуда его грузят экскаватором в самосвалы и отводят на
доводочную фабрику.
На многих шлюзовых драгах съемка и доводка шлихов не
механизированы. В ближайшие годы предусматривается завер-
шить комплексную механизацию всех процессов и внедрить ав-
томатическое управление ими.
2. РАБОТА ДРАГИ ВО ВРЕМЯ МОРОЗОВ И ПОДГОТОВКА
К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
Средние и крупные драги имеют паровое отопление, что по-
зволяет производить добычу песков при отрицательных темпе-
ратурах ранней весной, осенью или зимой. Морозы осложняют
работу драг. Число рабочих, обслуживающих драги во время
морозов, увеличивается, так как требуются кочегар, рабочие
для подноски топлива с берега и в отдельные дни еще использу-
ются рабочие для очистки от льда отвалообразователя, черпа-
ковой рамы, всасывающих колодцев, надводного борта понтона,
кормовых колод, черпаков и других частей драги. Поэтому со-
держание 210—380-литровой драги на Урале зимой обходится
570—780 руб. за сутки, а в летнее время только 470—680 руб.
ПРОМЫВКА ПЕСКОВ И ПОДГОТОВКА К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
567
Простои драги зимой увеличиваются, поскольку ее прихо-
дится останавливать для проведения указанных выше работ и на
время уборки льда.
В зимнее время наполнение черпаков уменьшается, так как
они покрываются льдом, а породы с поверхности промерзают.
Во время сильных морозов снижается извлечение металла
вследствие обмерзания обогатительной аппаратуры и ухудшения
размыва песков.
Во время морозов на поверхности воды разреза образуется
шуга, которая затрудняет повороты драги. В таких условиях
драги, имеющие более мощные двигатели маневровой лебедки,
в состоянии работать при более низких температурах, чем мел-
кие драги.
По этим причинам производительность драг во время моро-
зов уменьшается.
На рис. 218 приведены суточные производительности 210 и
380-литровых Исовских драг № 29 и 26 в зиму 1950 г. при раз-
личных температурах воздуха. Драга № 26 работала в затоп-
ленном водоеме, образованном большой Троицкой плотиной,
поэтому условия ее работы зимой были более благоприятными,
чем у драги № 29.
При морозах 10—15° производительность обеих драг была на
10—15% ниже, чем летом. Производительность начала заметно
снижаться при 20—26° мороза, а при температуре 30—47° рабо-
та 210-литровой драги стала непроизводительной. В январе она
работала только 16 дней, добывая по 300—500 мЧсутки и была
остановлена на зимний ремонт. 380-литровая драга продолжа-
ла работать при 30—40° морозах и при непродолжительном по-
нижении температуры до —47°. Среднесуточная производитель-
ность драги колебалась от 2,3 до 7,2 тыс. м3 и в январе состави-
ла 41% среднемесячной производительности за летнее время.
Драга работала в благоприятных условиях — на россыпи, пол-
ностью затопленной водой, на поверхности которой залегали
илистые породы.
Ниже приведены изменения производительности 380-литро-
вых драг по месяцам в процентах относительно средней июнь-
ской производительности за 1953—1955 гг.:
январь 47% февраль 30% март 43% апрель 71% май 99% июнь 100%
июль август сентябрь октябрь ноябрь декабрь
88% 87% 84% 82% 69% 45%
Мелкие 150-литровые драги в этом районе в феврале и мар-
те не работали; с июня по октябрь суточная производительность
изменялась в пределах приведенных выше данных, в декабре и
январе производительность у этих драг составляла 31%, в ап-
реле— 44%, в мае — 82%, в ноябре — 60% от июньской.
ПРОМЫВКА ПЕСКОВ И ПОДГОТОВКА К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
569
Для уменьшения влияния морозов на производительность
драги необходимо ее подготовить к зимней работе: отеплить об-
шивку отвалообразователя, подготовить окна, двери, заделать
лишние проемы и отремонтировать систему отопления. Кроме
того, для зимней работы драги целесообразно отвести наиболее
затопленные площади с таким расчетом, чтобы надворный борт
разреза был наименьшим и направить ход драги так, чтобы
облегчить уборку шуги и льда из разреза. Во время ледостава
в реке необходимо, чтобы драга работала вне ее русла и в раз-
рез не попадала шуга из реки.
На многолетних мерзлых россыпях с наступлением морозов
резко снижается уровень воды в разрезе вследствие прекраще-
ния поверхностного стока и снижения уровня подземных вод.
При этом увеличивается высота надворного борта разреза, ус-
ложняется размещение пород в отвалы, так как галечные отва-*
лы начинают подпирать раму отвалообразователя, а нижние
эфельные — корму понтона. Кроме того, на значительную высо-
ту обнажается надводный борт разреза и усиливается его про-
мерзание. Особенно снижается уровень воды в разрезе, если
ниже работающей драги находятся дражные галечные отвалы,
по которым вода легко уходит. На таких россыпях поздней
осенью необходимо производить дополнительное водоснабжение
дражного разреза, перекачивая воду из ближайших старых раз-
резов или из расположенных ниже отработанных площадей. Не-
обходимость в подаче дополнительной воды на дражных разра-
ботках р. Омчак возникает с 10—15 октября.
При промерзании зимой поверхности россыпи на глубину
более 0,5 м приходится ее разрыхлять при помощи буровзрыв-
ных работ мелкошпуровым способом.
Во время зимней работы драг необходимо уделять особое
внимание промывке песков и доводке шлихов. Для этого необ-
ходимо на палубе и шлюзах поддерживать положительную тем-
пературу, а для сполоска подавать горячую воду. Нельзя допу-
скать обмерзания шлюзов, оросительной трубы и других частей,
так как это приводит к снижению извлечения металла. Если во
время зимней работы не было должного контроля за извлече-
нием, то при повторной отработке этих площадей летом часто
намывали значительное количество металла. /
Во время зимней работы быстрее изнашиваются механизмы
драги и увеличиваются затраты на ремонт. Вследствие этого се-
бестоимость добычи песков и металла существенно возрастает.
Поэтому работа драг зимой может быть экономически целесооб-
разна при высоком содержании металла, когда отрабатываемые
площади имеют, содержание выше установленного бортового и
среднепромышленного лимита и когда себестоимость металла,
полученного с этих площадей, не превышает установленной пре-
дельной стоимости. Целесообразность зимней работы драги и
570
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
время остановки должны решаться с учетом местных условий.
Естественно, что при этом необходимо предусматривать время
для проведения зимнего ремонта с тем, чтобы летом драга раз-
вивала наибольшую производительность.
Остановка драги на зимний отстой и ремонт должна быть
произведена «в месте, удобном для доставки на нее запасных ча-
стей и производства ремонта. Выбранное место отстоя должно
облегчить пуск драги весной. Для этого в месте отстоя глубина
в разрезе под днищем понтона на талых россыпях должна быть
не менее 2—3 м, а драга защищена от ледохода. Во избежание
примерзания кормы понтона к нижним эфельным отвалам необ-
ходимо следить, чтобы толщина льда под днищем понтона была
возможно меньшей (закрывать люки, двери).
На многолетних мерзлых россыпях уровень воды в разрезе
во время зимнего отстоя понижается на 1—5 м. В это время не-
обходимо тщательно следить, чтобы предотвратить посадку пон-
тона на отвалы. Для увеличения зазора подводный откос ниж-
него отвала разравнивают канатным скрепером, устанавливае-
мым на борту размыва.
На Колымских россыпях при резких понижениях уровня воды драгу под-
держивали на плаву, для чего в течение всей зимы прорубали лед вокруг
понтона и окалывали его по всему борту (поддерживали майну). На Алдан-
ских россыпях в аналогичных условиях применяли отстой драги на ледяной
подушке. Для этого в месте отстоя драги проходили неглубокий разрез с тем,
чтобы под днищем понтона оставалась вода глубиной не менее 0,8—1,1 м.
Дно разреза тщательно выравнивали черпаковой цепью. Сразу же после оста-
новки драги быстро промораживали воду под днищем, нагнетая вентилятором
(производительностью 100—200 м3!мин) холодный воздух, намораживая, та-
ким бразом. ледяную подушку. С 1 до 15 января толщина льда под днищем
достигла 60 см, а к 25 числу увеличивалась до 80—100 см.
Весной, чтобы драга могла беспрепятственно всплыть с ледяной подушки,
прогревали днище понтона с тем, чтобы под ним образовался слой воды тол-
щиной 3—5 см. Лед вокруг понтона окалывали на ширину примерно 1 м.
Понтон заполняли теплой водой на 20—30 см, подогретой паром до 10—15°.
Для нагревания можно также использовать трубы парового отопления,
проложенные по дну понтона. На прогревание понтона в зависимости от при-
меняемого способа затрачивали 1—3 суток.
3. КОНТРОЛЬ ЗА РАБОТОЙ ДРАГИ И ОБСЛУЖИВАЮЩИЙ ШТАТ
Драгер ежесменно должен зарисовывать вертикальное сече-
ние дражного разреза с нанесением отдельных пропластков
плотика, величины задирки его, высоты надводного борта и под-
водной глубины разреза. Одновременно замерять сменный уход
драги и приближенно подсчитывать ее сменную производитель-
ность- Тщательность зачистки плотика проверяют промывкой в
ковше (лотке) проб, взятых из черпаков во время задирки наи-
более глубоких его горизонтов. Пробы промывает матрос, а при
его отсутствии помощник драгера (старший масленщик).
ПРОМЫВКА ПЕСКОВ И ПОДГОТОВКА К ЗИМНЕМУ ОТСТОЮ
571
Полноту выемки песков в подводной части контролируют
самописцем, который отмечает длину забоя при выемке каждо-
го слоя и горизонт расположения вынимаемых слоев.
Маркшейдерский замер производят от одного до трех раз в
месяц. Попутно с замером забоя проверяют величину зашагива-
ния и уровень воды »в разрезе. На основании ежесменных зари-
совок забоя, маркшейдерских замеров и разведочных данных
устанавливают потери в западениях плотика.
Таблица 55. Состав бригады на электрических драгах (без подсмены)
Должность Емкость черпака, л
50 150 210 380
Шлюзы Отсадоч- ные ма- шины Шлюзы Отсадоч- ные маши- ны****** Шлюзы Винтовые сепараторы Шлюзы
На драге Драгер 3 3 3 3 3 3 3
Старший машинист (старший маслен- щик) 3 3 3 3 3 3 3
Кормовой машинист (кормовой маслен- щик) 3 3 3 3 3
Масленщик (верхний масленщик) .... 3 3 3
Матрос — — — 3 0—3 3 3—6*
Доводчик 1 ** — 1 — 1 — 1
Грохотовщики . . . — — — 3 — — —
Отсадчики — 3 — 6 — — —
Классификаторщики . — — — 3 — 6—12 —
Концентраторщики (землесосники) . . 3 — 3 — 6 —
Сполосчики .... 2** — 4—5 — 5—7 — 7—9
Электрики — — 1 1 1—3*** 1—3*** 1
Кочегары — — 3 3 3 3 3
Слесарь по отоплению ,и рабочие по окол- ке льда 3 3 3 3 3-6
.Рабочие по подноске дров, угля**** . . — — 3 3 3—5 3-5 5-7
Берегов ы е***** Бригадир 0—1 0—1 0—1 0—1 0—1 0—1 0—1
Рабочие 0—2 0—2 0—3 0—3 0-4 0—4 0-6
* В зависимости от объема работ по уборке валунов и крепи.
** Рабочие обслуживают несколько драг.
*** На драгах с рабочими двигателями постоянного тока.
**** только в холодное время года.
***** Несколько мелких драг обслуживает одна бригада, на отдельных крупных дра-
гах для выполнения работ на берегу используют бульдозер, и работы выполняются при
участии матросов.
****** драги на алмазных россыпях при доводке концентрата на береговой фабрике.
572
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Потери в межходовых целиках (при одинарных системах
разработки в тех случаях, когда не производится перекрытие
смежных забоев) устанавливают графически. Потери на плоти-
ке для случаев, когда зашагивание превышало установленные
величины для принятой задирки плотика, также подсчитывают
графически.
При подходе драги к границе промышленной площади забой
останавливают, когда суточные намывы и валовое опробование
дают содержание ниже бортового. Разрешение на разворот дра-
ги дается после проверки валовой пробы. За пределами грани-
цы промышленной россыпи драга продолжает отрабатывать
забой до тех пор, пока суточный намыв даст содержание боль-
ше наименьшего среднепромышленного содержания.
Процесс промывки песков по всей драге проверяют посред-
ством детального опробования не реже одного раза в месяц или
квартал, а также при переходе драги к выемке более тяжелых —
вязких песков. При этом устанавливают степень размыва песков
в бочке и потери металла с галькой, потери песков и металла в
подчерпаковом уловителе, при промывке на шлюзах, первичной
отсадке и при доводке. На основании полученных данных при-
нимают меры к уменьшению потерь песков и металла.
На некоторых драгах введено автоматическое опробование.
Для этого на кормовых колодах установлены автоматические
пробоотборники и отобранные пробы ежесменно отправляют в
лабораторию.
Состав дражной бригады зависит от размера драги и типа
ее обогатительного оборудования. В последнее время практи-
куется совмещение профессий дражных рабочих, что позволило
сократить число обслуживающего персонала, особенно на ма-
лых драгах. Примерный перечень рабочих, обслуживающих
электрические драги, приведен в табл. 55.
Глава XVIII. РЕЖИМ РАБОТЫ,
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
1. РЕЖИМ РАБОТЫ И ПОКАЗАТЕЛИ
Значительные капитальные затраты на приобретение и уста-
новку драг и резкое удорожание добычи металла в зимнее вре-
мя требуют в наибольшей степени использовать драги для добычи
в теплое время года. Особенно это важно в северных районах,
где лето короткое. По этим причинам работы на драгах ведутся
круглосуточно в три смены с непрерывной неделей, а менее про-
изводительную холодную часть года используют для ремонтных
работ.
РЕЖИМ РАБОТЫ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
573
Для проведения планово-предупредительных ремонтов и ге-
неральных общих сполосков во время рабочего сезона драги
останавливают два раза в месяц. Продолжительность этих оста-
новок зависит от организации ремонтных работ. Так, на ураль-
ских золото-платиновых россыпях драги останавливаются каж-
дый раз на одну-две смены. Драги в северной части Восточной
Сибири или драги с отсадочными машинами останавливают на
ремонт на одни-двое суток в месяц. Поэтому число рабочих
дней в году в этих районах меньше числа календарных дней ра-
боты. Большие простои на проведение планово-предупредитель-
ных ремонтов при коротком летнем сезоне заметно снижают ис-
пользование драг; необходимо использование драг довести до
числа календарных дней рабочего сезона.
Драги среднего и крупного размера могут работать и зимой.
Во время зимней работы снижается производительность и из-
влечение металла, увеличиваются эксплуатационные расходы и
износ драг. По этим причинам зимняя работа экономически це-
лесообразна до тех пор, пока себестоимость добычи 1 г ме-
талла не превысит установленного предела. На водоносных рос-
сыпях Урала и Западной Сибири продолжительность сезона и
время начала работы и остановки для средних и крупных драг
в основном должны определяться экономической целесообраз-
ностью- Если зимняя работа экономически целесообразна, то
число календарных рабочих дней в году зависит от продолжи-
тельности зимнего ремонта драги. При своевременной подготов-
ке к зимнему ремонту и хорошей организации работ и при на-
личии мощных ремонтных мастерских средний ремонт драг про-
изводят за 14—20 дней. При круглогодовой работе драги оста-
навливают на ремонт обычно во второй половине января- В слу-
чаях, когда зимняя работа невыгодна, средние и крупные драги
приступают к добыче в период с первых чисел марта по апрель,
а останавливают их на зимний отстой во второй половине декабря.
В северной части Восточной Сибири приток воды в речки в
зимнее время резко сокращается. В таких условиях продолжи-
тельность работы драг может быть ограничена притоком воды
в реке. Так, на некоторых многолетнемерзлых россыпях в зим-
нее время прекращается не только поверхностный, но и под-
земный приток, и работа драг из-за недостатка воды прекра-
щается в самом начале зимы, так как уровень воды в дражном
разрезе резко снижается. Начало работы драг на таких россы-
пях весной определяется временем появления воды в реке.
Время пуска и остановки 210-литровых драг на россыпях
Дальнего Востока приведено в табл. 56.
Число рабочих дней в году зависит от времени пуска и ос-
тановки драги на зимний отстой. В табл- 57 приведены преде-
лы изменения числа рабочих дней в наиболее часто встречаю-
щихся условиях на россыпях различных районов.
574
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Таблица 56* Примерные сроки пуска и остановки 210-л игровых драг
Показатели Россыпи Амура, Приморья и Алдана Россыпи Колымы
Время пуска Время остановки 15 марта — 10 мая 15 нояря—15 декабря 25 апреля—25 мая 6 ноября—25 ноября
Таблица 57. Число рабочих дней драг в году
Емкость черпака, л Район работы
Средний и Южный Урал Амур, Приморье, Алдан Колыма
380 280—350
210—250 260—350 190—280 160—210
100—150 200—280 170—260 —
Технология дражных работ и температура воздуха сущест-
венно влияют на работу драги и на использование ею рабочего
времени. Среднее годовое время чистой работы за сутки у элек-
трических (шлюзовых) драг изменяется от 18,5 до 20,5 часов,
т. е. коэффициент использования рабочего времени колеблется
от 0,77 до 0,9 (с учетом остановки драг два раза в месяц на
планово-предупредительные ремонты).
В табл. 58 приведены время чистой работы, коэффициент
использования рабочего времени и простои для электрических
драг.
Таблица 58. Использование рабочего времени и простои
электрических драг
Показатели Коэффициент использования рабочего времени Примерное число часов чистой работы за сутки Простои в часах за сутки
Во время летней работы При работе зимой и ранней весной . Средние годовые Средние годовые 0,80—0,92 0,65—0,79 0,77—0,85 19,2—22,0 15,5—19,0 18,5—20,5 3,5—6,5
В том числе: смазка (пересмена), затарива- ние, переноска роликов и кабеля 1,5—2,5
сполоск — — 0,2—1,0
ремонт — — 0.7—2,0
’ уборка валунов, пней, подэфе- ливание ... • 0,3—2,0
опаривание, уборка льда, взры- вные работы, погрузка топ- лива, воды 0,3—2,0
прочие простои — — 0,5—1,0
РЕЖИМ РАБОТЫ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
575
Суточная и годовая производительность драги зависит от
простоев, числа рабочих дней в году, крепости пород и приня-
той технологии разработки. В табл. 59 приведена производитель-
ность драг, которую возможно ожидать при работе в благопри-
ятных, средних и тяжелых условиях.
Таблица 59. Производительности электрических драг
Емкость черпака, Среднесуточная производительность, м3 Годовая производительность, тыс. м3
Условия работы
л средние благоприят- ные тяжелые средние благопри- ятные тяжелые
50 500 750 200 70 120 30
100 1500 2700 700 300 600 150
150 2300 4000 1200 500 1000 260
210 3500 5500 1700 900 1500 400
250 4200 6500 2000 1100 1300 500
380 6500 10000 3500 1700 2900 800
Сменная производительность труда рабочего на дражном
прииске изменяется в зависимости от емкости черпака драги
и от типа обогатительной аппаратуры, а также от того, произ-
водятся ли вскрышные работы и оттайка. В наиболее распро-
страненных условиях производительность труда рабочего со-
ставляет у 380-литровых драг 90—160 м?1чел-смен, 210 -литро-
вых— 60—120 мР/чел-смен, 150-литровых — 30—70 м3/чел-смек,
50-литровых— 10—25 м3/чел-с мен.
Себестоимость добычи 1 м3 песков электрическими драгами
при отсутствии затрат на вскрышные работы и оттайку: у 380-
литровой драги 15—50 коп/м3; 210-литровой 18—70 коп!м\
150-литровой 0,3 — 1 руб1м3\ 50-литровой 0,5—2 руб 1м3.
Для средних и крупных драг расходы по отдельным статьям
распределяются следующим образом: 1) заработная плата с на-
числениями 13—20%; 2) материалы 2—4%; 3) электроэнергия
11—28%; 4) горноподготовительные работы 3—10%; 5) ремонт
текущий и зимний 14—20%; 6) амортизация 10—25%; 7) про-
чие расходы 1—4%; 8) цеховые 5—10%; 9) общеприисковые
20—26%.
2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Драгами целесообразно разрабатывать россыпи, имеющие
значительные запасы, сложенные из пород, способных удержи-
вать в разрезе воду. С увеличением водоносности и заболочен-
ности россыпи повышается целесообразность применения драж-
ного способа разработки. Однако драги могут разрабатывать и
576
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
маловодные или даже безводные россыпи, но при дополнитель-
ном водоснабжении, на покрытие расходов по водоснабжению
требуется более высокое содержание.
Исходя из этого, драгами наиболее целесообразно разраба-
тывать пойменные россыпи как в крупных, так и в небольших
речных долинах, большие ключевые россыпи с небольшим укло-
ном, водоносные мощные морские и озерные россыпи. В осо-
бых условиях драги могут обеспечить лучшие технико-экономи-
ческие показатели при разработке значительных запасов уваль-
ных или террасовых россыпей, расположенных выше поймы до-
лины, плотик которых возвышается над уровнем воды в долине.
Запасы россыпей должны обеспечивать работу драг на зна-
чительный срок, причем для более крупных драг следует иметь
запасы на больший срок работы.
В общих случаях для золото-платиновых россыпей необходи-
мы запасы на следующие сроки работы: для 50-литровых драг—
5—7 лет, для 150—210-литровых—10—15 лет, для наиболее
крупных драг — 15—20 лет.
В обычных условиях для* электрических драг на металличе-
ском понтоне при необходимости сооружать электростанцию и
поселок следует иметь запасы на указанные выше большие сро-
ки. Меньшие сроки существования допустимы в том случае, ког-
да имеется большая потребность в добываемом металле или
драга имеет разборную конструкцию, позволяющую произво-
дить легкую разборку и сборку ее без больших затрат, а на мес-
те работы имеется электроэнергия и поселок.
Производительность драги зависит от ее размеров и условий
работы; изготовляемые в СССР драги в состоянии развить го-
довую производительность от 60 до 2500 тыс. м3.
Допускаемая глубина россыпи тесно связана с типом приме-
няемой драги, а следовательно, и с запасами. Так, россыпи глу-
биной более 12—15 м можно разрабатывать только самыми
крупными драгами и запасы их должны быть не менее 15—
20 млн. ж3. Глубина россыпей с очень малыми запасами не дол-
жна превышать 6—7 м. Малая мощность россыпи с подводной
глубиной менее полуторной осадки понтона усложняет разра-
ботку и требует несколько повышенного содержания.
Драгами наиболее целесообразно разрабатывать россыпи с
небольшим уклоном — менее 0,01. На россыпях с уклонами до
0,03 разработка драгами возможна, но усложняется, поскольку
увеличивается наименьшая допускаемая подводная мощность
россыпи до 2—2,5 величины осадка понтона вследствие резкого
выклинивания в подводной глубине разреза. При разработке
неглубоких россыпей приходится сооружать плотины, перемыч-
ки или производить глубокую задирку плотика, такие россыпи
должны иметь несколько более высокое содержание. При кру-
тых уклонах затрудняется удержание воды в разрезе и требует-
РЕЖИМ РАБОТЫ, ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
577
ся повышенный подвод ее к разрезу- Разрабатывать драгами
россыпи с уклоном свыше 0,03 осложнено. Следует считать, что
россыпи с большими уклонами целесообразнее разрабатывать
другими способами; драги можно применять на более крутых
уклонах при небольших сроках их работы.
Крепость и валунистость пород влияют в различной степени
на производительность драг с различной емкостью черпака.
Мелкие (50-литровые) драги производительно работают на без-
валунных, малокаменистых россыпях, сложенных из промы-
вистых речников или суглинистых речников средней промыви-
стости.
Средние и особенно крупные драги могут разрабатывать и
валунистые россыпи, однако относительное снижение произво-
дительности у 150-литровых драг больше, чем у более крупных,
поскольку черпаки меньшей емкости хуже захватывают валуны,
а время на извлечение из черпаков крупных валунов возрастает.
Число валунов, подлежащих уборке из черпаков, не должно
быть более двадцати за смену. По этим причинам валунистые
россыпи целесообразно разрабатывать наиболее мощными дра-
гами, а содержание металла в них должно быть повышенным.
Наличие сцементированных прослойков в торфах затрудняет
работу драг. При небольшой мощности такого прослойка наибо-
лее крупные драги могут производить их выемку. При повышен-
ной мощности крепкого прослойка необходимо его рыхлить бу-
ровзрывными работами-
Средние и крупные драги вполне успешно извлекают металл
из песков средней промываемости. С увеличением глинистости
песков размыв их в бочке усложняется и возрастают потери ме-
талла в глинистых катышах. Поэтому при разработке драгами
(с современной обогатительной аппаратурой) глинистых песков
потери металла могут быть весьма значительны. Дражный спо-
соб на таких россыпях с глинистыми песками может оказаться
менее выгодным, чем гидравлический.
Наличие многолетней мерзлоты удорожает разработку, по-
скольку необходима ее оттайка. Поэтому мерзлые россыпи дол-
жны иметь повышенное содержание металла. После полной от-
тайки пород разработка может быть произведена любыми
драгами, причем производительность драг возрастает, так как
оттаиваемые породы разрыхляются.
Россыпи, содержащие замытый породами лес или крепь от
прежних подземных разработок, целесообразно разрабатывать
драгами с черпаком повышенной емкостью.
Драга в состоянии тщательно зачищать плотик на горизон-
тальных площадях шириной не менее 5—20 м, расположенных
с превышением до 0,5 м относительно друг друга- Поэтому дра-
ги не могут производить выемку песков из глубоких и более уз-
ких западаний. По этим причинам плотик* сложенный из извест-
37 С. М. Шорохов
578
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
няков, наименее благоприятен для применения дражного спо-
соба.
При наличии металла в трещинах плотика задирку его мож-
но производить только средними и крупными драгами.
Драга при разработке россыпей с достаточными запасами
обеспечивает наиболее низкую себестоимость добычи пород, по-
этому на дражных разработках как наименьшее среднепромыш-
ленное, так и бортовое содержание может достигать наинизшик
значений. (Средненамывочное содержание золота за 1951 г. на
дражных разработках Калифорнии составляло около 100 мг/м\
а на Аляске около 500 мг/м3).
На основании изложенного дражный способ разработки мо-
жет быть охарактеризован следующим образом.
При этом способе применяются наиболее сложные и произво-
дительные в горном деле машины, а также требуются наиболь-
шие капиталовложения и строительство достаточно крупных
электростанций. Технология горных работ проста, а на работах
необходимо наименьшее количество обслуживающих рабочих.
Для успешной работы драг нужны мощные механические ма-
стерские и налаженное снабжение запасными частями. При
дражном способе разработки достигается наивысшая произво-
дительность труда и создаются наиболее культурные условия
работы. Удельный расход электроэнергии невелик, а себестои-
мость добычи, включая выемку и промывку пород на долинных
россыпях со значительными запасами, получается наименьшей.
Глава XIX. РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ ЗЕМСНАРЯДАМИ
1. ГОРНЫЕ РАБОТЫ
Разработка россыпей земснарядами во многом тождествен-
на дражному способу: выемка пород, системы разработки, спо-
собы подготовки и доступа применяются те же, что и при драж-
ных разработках. Поэтому в данном разделе рассмотрены толь-
ко особенности ведения горных работ земснарядами.
Земснаряды применяют на водоносных россыпях, имеющих
значительный приток поверхностных или подземных вод, поэто-
му каких-либо работ по дополнительному подводу воды из дру-
гих источников обычно не проводят.
Наиболее распространенным способом создания доступа яв-
ляется установка земснаряда в котловане.
При значительной надводной мощности россыпи и большой
мощности торфов или при большом количестве корней в верх-
нем растительном слое применяют независимый доступ к двум
горизонтам. В этом случае предварительные вскрышные работы
на верхнем уступе производят при помощи экскаватора, бульдо-
зера или скрепера. При ограниченной подводной глубине россы-
пи может быть применен способ доступа посредством перемычек.
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ ЗЕМСНАРЯДАМИ
579
Подготовительные работы проводят так же, как и на драж-
ных разработках, при этом особое внимание следует уделять
тщательной корчевке.
Добычные работы отличаются от дражных наличием плаву-
чего пескопровода, по которому пески перекачивают на про-
мывную установку, и отсутствием у забоя отвалов хвостов. Пла-
вучий пескопровод состоит из звеньев труб длиной по 3,2—10
соединенных шарнирными фланцами или гибкими резиновыми
шлангами.
Первое звено плавучего пескопровода присоединяется к зем-
снаряду посредством поворотной сальниковой муфты, укреплен-
ной посередине кормы понтона. Сальниковая муфта допускает
поворот первого звена на ±90° от среднего положения. Наи-
больший угол отклонения шарнирного фланца относительно оси
трубы 18°, поэтому наименьший внутренний угол между осями
звеньев не бывает менее 144°. При соединении резиновыми шлан-
гами угол отклонения увеличивается до 20—22°. Резиновые со-
единительные шланги употребляют обычно на пескопроводах
диаметром менее 500 мм. Для присоединения плавучего песко-
провода к его береговой части на последнем звене устанавлива
ют сальниковое поворотное устройство с соединительной подъ-
емной трубой, допускающей изменение угла наклона в верти-
кальной плоскости. Угол наклона трубы изменяют с помощью
лебедки. Такая установка обеспечивает бесперебойную работу
пескопровода при колебаниях уровня воды в разрезе. Длина
пескопровода обычно не превышает 0,5 км и только на строи-
тельных работах иногда достигает 2—3 км. При длинном пла-
вучем пескопроводе приходится передвигать его в разрезе и
удерживать в этом положении. Для этого на отдельных плаву-
чих звеньях устанавливают ручные лебедки и с помощью оття-
жек пескопровод расчаливают-
На добычных работах наиболее распространена слоевая вы-
емка с прямым забоем. При этом угол поворота земснаряда
Р = 70 ч-90°. В зависимости от крепости пород толщина выни-
маемого слоя изменяется от одной трети до полного диаметра
рыхлителя (см- табл. 46). С увеличением крепости пород тол-
щину отрабатываемого слоя уменьшают. Большое количество
корней затрудняет работу земснаряда. Небольшой окатанный
булыжник и валун в небольшом количестве (менее 0,5%) суще-
ственно не влияет на его производительность. При большом ко-
личестве булыжника и валунов производительность земснаряда
заметно снижается и работа его становится малопроизводитель-
ной, а валуны часто выводят из строя рыхлитель. Земснаряд
развивает нормальную производительность с 8—15-кратным
разжижением песков при выемке пород не выше второй кате-
гории. При большей крепости разжижение возрастает и в поро-
дах III категории увеличивается до 30. В таких случаях прибе-
37*
580
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
гают иногда к выемке поддором с целью разрыхления пород во
время обрушения. В породах IV категории работа земснаряда
-непроизводительна.
В США при разработке земснарядами морских редкоме-
тальных глубинных россыпей, в торфах с пропластками повы-
шенной крепости применяли взрывные работы. Скважины
бурили диаметром 100 мм двумя буровыми станками, установ-
ленными на одной грузовой машине. Такая буровая установка по-
зволяла одновременно бурить две скважины.
При применении земснарядов стремятся равномерно засасы-
вать пески, не допуская очень малого или большого их разжи-
жения. При малом разжижении песков, которое может быть вы-
звано перегрузкой землесоса от обвала верхней части уступа
или выемкой слоя излишней толщины, землесос прекращает
всасывание и в пескопроводе возникают гидравлические удары.
При этом давление резко возрастает, вызывая в трубах и флан-
цах разрывы. За всасыванием песков наблюдают по величине
разрежения (вакуума) на всасе, а также с помощью особого
устройства (плотномера пульпы) по величине разжижения пес-
ков или плотности пульпы.
При запуске землесоса необходимо избегать гидравлических
ударов. Для этого во всас землесоса через особый клапан впу-
скают воздух, с тем чтобы разрежение увеличивалось постепен-
но, или же пескопровод перекрывают задвижкой и после запус-
ка ее медленно открывают.
Производительность земснаряда зависит от расстояния пе-
рекачки песков, с увеличением этого расстояния возрастают
вредные сопротивления и производительность землесоса сни-
жается.
Зашагивает земснаряд с помощью двух свай- В зависимости
от размеров рыхлителя уход земснаряда равен 1—3 м. При вы-
емке приплотиковой части образуются гребни. Задирку скаль-
ного плотика земснаряд производить не может. Поэтому зачис-
тить плотик трудно. Частичная зачистка его может быть
достигнута обратным зашагиванием земснаряда на величину по-
лушага с последующей выемкой приплотикового гребня. Однако
это связано с дополнительными простоями. Поэтому земснаряд
в состоянии отработать россыпь с малыми потерями песков у
плотика и соблюдением нормальной производительности только
при разработке россыпей с ложным плотиком, образованным по-
родами малой крепости.
Ролики для направления носовых бортовых канатов на зем-
снарядах укреплены на нижнем конце черпаковой рамы, бере-
говые ролики для бортовых канатов не применяют, почему эти
канаты непосредственно прикрепляются к оттяжке мертвяка.
В случае необходимости земснаряды могут маневрировать не
РАЗРАБОТКА РОССЫПЕЙ ЗЕМСНАРЯДАМИ
58Г
только на свае, но и на головном канате. Для этого на них ус-
тановлены лебедки для головного и бортовых канатов.
Системы разработки в основном применяют одинарно-по-
перечную и смежно-продольную.
Земснаряды могут работать и во время морозов. Были слу-
чаи, когда большие земснаряды работали при 30° мороза- Одна-
ко во время зимней работы производительность снижается, а
себестоимость возрастает в 2—3 раза. Для сокращения расхо-
дов по уборке льда зимой по борту понтона земснаряда уста-
навливают 6—10 пропеллерных насосов, направленных в раз-
ные стороны. Насосы подают более теплую глубинную воду и
выбрасывают ее на поверхность воды разреза, поддерживая
водную поверхность в постоянном волнении. Это предотвраща-
ет образование льда. Нельзя допускать также, чтобы плавучий
пескопровод вмерзал в лед. Для этого на каждом звене устанав-
ливают по два пропеллерных насоса. Используют также бере-
говую насосную установку, посредством которой стремятся соз-
дать в пределах расположения плавучего пескопровода усилен-
ное движение потока и волнение водной поверхности.
Зимой простои земснарядов значительно возрастают главным
образом из-за разрывов пескопровода, от гидравлических уда-
ров при перерывах в подаче песков землесосом, а также от
осложнений в размещении пород, если они подаются в отвалы.
Значительно снижается производительность при морозах свы-
ше 15°.
Суточная производительность земснарядов в США, разраба-
тывающих ильменито-монацито-цирконовые россыпи, состав-
ляет 4—10 тыс. м3 песков. Эти россыпи расположены в южных
районах и земснаряды работают круглый год. У небольших зем-
снарядов промывные установки располагаются на берегу. Бо-
лее крупные земснаряды перекачивают пески на плавучие про-
мывные установки, расположенные в 60—250 м от земснаряда.
Передвижка плавучих промывных установок производится пе-
риодически после удаления земснаряда на указанное расстоя-
ние. Концентрат с плавучей установки передается на берег лен-
точным транспортером или по трубопроводу.
2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
При работе земснарядов на строительных работах, где в ос-
новном добываются легкие породы, показатели следующие: се-
бестоимость добычи пород (без обогащения) 14—35 коп/м3 в
зависимости от мощности земснаряда; расход электроэнергии
зависит от расстояния перемещения песков и мощности земсна-
ряда и для пород с крепостью f = 0,5 составляет 0,9—
2,7 квт-ч!м3\ коэффициент использования рабочего времени на
582
ДРАЖНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
строительстве невысок при разработке россыпей его можно при-
нимать равным т) = 0,7.
Земснаряды используются преимущественно при разработке
морских прибрежных и глубинных россыпей, которые содержат
мелкозернистые минералы: ильменит, рутил, оловянный камень,
монацит и циркон. Эти россыпи сложены из песчаных и песчано-
глинистых пород с небольшим количеством гальки и не содер-
жат валунов. Они залегают на ложном плотике, образованном
песчано-глинистыми породами. Как правило, эти россыпи водо-
носны, глубина их 3—18 м.
Как видно, земснаряды применяют для разработки место-
рождений с минералами небольшого удельного веса, когда для
извлечения минерала требуется сложная обогатительная аппа-
ратура и ее нельзя разместить на понтоне драги или земснаря-
да. Земснаряды целесообразно применять также в тех случаях,
когда гидравлическая транспортировка песков облегчает даль-
нейший процесс их обогащения вследствие отмыва вязких час-
тиц.
При этом способе для добычи используется стандартное обо-
рудование в виде обычных земснарядов. Это упрощает органи-
зацию предприятия.
Земснаряды недороги, в соответствующих условиях они раз-
вивают большую производительность, поэтому требуются мень-
шие капиталовложения по сравнению с драгами, если не нужно
строить электростанцию и электроэнергия дешевая.
В рудной промышленности земснаряды применяют для раз-
работки озерных железорудных месторождений. Их используют
на вскрышных работах обводненных железорудных месторож-
дений. например на Лебединском руднике Курского совнархоза.
За рубежом на вскрышных работах используют крупные зем-
снаряды с годовой производительностью до 8 млн. jh3 пород.
Раздел пятый. ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ
РАЗРАБОТКИ
Глава I. ОПИСАНИЕ СПОСОБА
Выемку и транспортировку песков при подземном способе
разработки производят горными машинами небольших разме-
ров, приспособленными к работе в выработках ограниченного се-
чения. На приисках используют в основном горные машины и
транспортное оборудование, изготовляемое для горнорудных
предприятий. Пески, добытые с подземных разработок, промыва-
ют на промывных установках, которые применяют при бульдозер-
но-скреперном и других способах разработки.
При подземной разработке россыпей различают следующие
способы: 1) механический, когда выемку песков производят от-
бойными молотками и бурильными машинами, а перемещение их
скрепером, конвейером или в вагонетках; 2) гидравлический, при
котором отбойка песков производится струей воды, а перемеще-
ние их водным потоком по трубам. Технология всего процесса
разработки, т. е. вскрытие, системы разработки и отбойки при
этих способах различны. Подземный гидравлический способ раз-
работки на россыпях применяют в весьма ограниченных раз-
мерах.
Применение на подземных работах горного оборудования не-
большой производительности, затраты на крепление подземных
выработок, проветривание и другие работы, себестоимость 1 м3
песков в 10—100 раз выше себестоимости добычи другими спосо-
бами. При подземной разработке не требуется удалятв лежащие
над пластом торфа, поэтому с увеличением мощности торфов и
глубины россыпи разница в общей стоимости добычи уменьшает-
ся, а с определенной глубины подземная добыча песков может
оказаться более выгодной. Себестоимость подземной очистной до-
бычи зимой мало отличается от летней. Поэтому этот способ при-
меним на протяжении всего Года. По этим причинам при разра-
ботке россыпей, условия залегания которых благоприятствуют
механизации -работ, подземный способ разработки во многих
случаях может обеспечить лучшие показатели. Кроме того, при
подземной разработке маловодных россыпей необходимы не-
большие удельные капитальные вложения, не считая постройки
поселка, поскольку затраты на вскрытие и подготовку при малом
сроке существования шахт часто производят за счет оборот-
ных средств.
584
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На большинстве шахт наблюдается меньшая взаимозависи-
мость между очистными работами и промывкой по сравнению с
другими способами. Поэтому при подземной разработке все ра-
боты подразделяют на следующие: 1) осушение, 2) вскрытие,
3) подготовка, 4) очистные, 5) промывка (переработка).
Производительность шахт по пескам на приисках колеблется
от 60 до 400 л3/сутки.
Отбойку песков на мерзлых россыпях производят буровзрыв-
ными работами с использованием электросверл и бурильных мо-
лотков. При отсутствии валунов и булыжника диаметром больше
7—10 см в песках средней крепости наиболее распространены
колонковые электросверла весом 65—120 кг типа ЭБК-2ЛА,
ЭКМ-2, ЭБК-5, а также и нового типа ЭСГП-4. Для увеличения
производительности на приисках внедряют особый редуктор
к электросверлам, позволяющий изменять число оборотов и по-
дачу в зависимости от крепости песков- В слабых мерзлых поре
дах при коэффициенте крепости 2—3, а также в сцементирован-
ных талых песках могут быть использованы ручные электросвер-
ла весом 17—24 кг типа ЭБР-6, ЭРП-5 и ЭБР-3. В этих условиях
электробурение снижает запыленность воздуха, что особенно
важно на рассыпях, породы которых содержат кварцевую
гальку.
В мерзлых валунистых песках, сложенных из вязких глини-
стых речников, применяют бурильные молотки весом 17—30 кг
типа ОМ-506, ОМ-507, ПА-23, ПР-ЗОк.
При добыче талых песков, кроме бурильных молотков приме-
няют пневматические отбойные молотки весом 8—10 кг. В слабых
песках их используют для подборки боков выработок и зачист-
ки почвы забоя а при коэффициенте крепости свыше единицы и
для отбойки песков.
Сжатый воздух поступает от компрессорных установок, обслу-
живающих от одной до трех шахт. Установки имеют один ста-
ционарный компрессор производительностью 5—22 м31мин.
Доставку песков на мерзлых россыпях из очистных выработок
производят скреперными лебедками, значительное число которых
работает с дистанционным управлением. Наибольшее распросг-
ранение получили скреперные лебедки типа СЛЗ-4 Марчеканско-
го завода с двигателем мощностью 20,8 кет. В последнее время
начинают применять лебедки 2ЛСЭ-28 с тяговым усилием 2—
3,4 т, скоростью рабочего хода 0,88—1,47 м/сек, мощностью дви-
гателя 29 кет, общим весом 1,25 т. Для уборки песков применяют
скрепер с ковшом полуящичного типа емкостью от 0,3 до 0,6 м3г
Проводятся опыты по использованию небольших электриче-
ских бульдозеров для уборки песков из лав.
При разработке талых россыпей доставку песков на откаточ-
ные выработки стремятся осуществлять забойными ленточными
транспортерами.
ОСУШЕНИЕ
58&
Транспортировку песков по откаточным выработкам на мерз-
лых россыпях осуществляют скреперными лебедками, а при рас-
стоянии перемещения более 150 м — 600—700-миллиметровыми
ленточными транспортерами с морозоустойчивой лентой. Воз-
можно также использование гибких конвейеров. Скребковые кон-
вейеры применяют редко, поскольку они быстро изнашиваются.
На талых россыпях пески перемещают по откаточным выра-
боткам преимущественно ленточными конвейерами.
При проходке на талых россыпях осушительных и главных от-
каточных выработок большой длины применяют погрузочные ма-
шины ПМЛ-5 и электровозную откатку. На мерзлых россыпях
при проходке выработок с расстоянием транспортировки 50—
150 м распространены скреперные лебедки.
Подъем песков преимущественно производят в скипах. Подъ-
емные лебедки используют обычные одно- и двухбарабанные
(для двухскипового подъема) с тяговым усилием 1200—2500 кг,
а в Колымском районе применяют однобарабанную лебедку
ДСМ-2 Марчеканского завода мощностью 22—28 кет, с диамет-
ром барабана 800 мм. Пески поднимают по наклонным стволам
в облегченных скипах с боковой разгрузкой емкостью 1,5 л3 и
мертвым весом 800 кг- Лебедки имеют дистанционное и полуав-
томатизированное управление» запуск лебедки производит маши-
нист скрепера соколоствольного двора. На вертикальных стволах
используются скипы емкостью 0,5—1,5 м3 со скошенным дном или
бокалообразной формы.
Перемещение песков из отвалов к промывным установкам,
расположенным на значительном расстоянии от них, производят
ленточными конвейерами типа РТШ и РТУ-30.
Летом для проветривания очистных и подготовительных вы-
работок используют вентиляторы типа «Проходка» производи-
тельностью 100—400 м31мин.
Водоотлив осуществляется центробежными одноступенчатыми
насосами.
Лес на талых россыпях доставляют в «козах» по рельсовому
пути или по монорельсу.
Промывку на мерзлых россыпях производят в теплое время
года на стандартных металлических промывных установках. На
талых россыпях пески обычно промывают круглый год, для чего
промывные установки утепляют.
Глава II. ОСУШЕНИЕ
При подземной разработке россыпей осушению их необходимо
уделять особое внимание, так как просачивание воды в подзем-
ные выработки резко снижает устойчивость пород. Вследствие-
этого на плохо осушенных россыпях увеличиваются объемы ра-
бот по креплению выработок, усложняются горные работы, сии-
586
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
ждется производительность горных машин и труда рабочих и
повышается себестоимость добычи. На наиболее водоносных рос-
сыпях приток воды © подземные выработки может быть настоль-
ко значителен, что проходка их без осушения будет невозможна.
Поэтому до начала вскрытия и подготовки необходимо отвести
поверхностные воды за пределы шахтного поля. На водоносных
россыпях, кроме того, следует понизить уровень подземных вод
ниже плотика россыпи путем предварительного проведения под-
земных осушительных выработок.
Приток воды в подземные выработки изменяется в зависимо-
сти от водоносности россыпи, времени года и условий проведения
выработок. Величина этого притока определяет коэффициент во-
дообильности, который равен отношению водного притока (т или
ж1 * 3), к объему добытых пород (л3). При вскрытии и подготовке
россыпи в выработки просачивается большое количество подзем-
ных вод, а во время разработки россыпи приток их уменьшается.
Во время весеннего паводка и после ливней приток подземных
вод резко возрастает.
Россыпи, разрабатываемые подземным способом, по водонос-
ности можно разделить на следующие основные группы:
Коэффициент
водообильности,
т/м*
Сухие талые и мерзлые россыпи без
таликов ............................... О
Маловодоносные россыпи.................. До 5
Россыпи средней водоносности . . . 5—20
Водоносные россыпи................ 20—60
Очень водоносные россыпи.......... Более 60
1. ОТВОД ПОВЕРХНОСТНЫХ вод
Русло ручья должно быть отведено за границу площади воз-
можного оседания поверхности, чтобы при последующей разра-
ботке вода не смогла просачиваться в подземные выработки. Для
отвода ручья проходят руслоотводную канаву. Чтобы предотвра-
тить проникновение в подземные выработки вод от таяния снега
и ливней, проходят нагорные канавы. В местах, подверженных
затоплению во время паводков, сооружают заградительные насы-
пи у устья выработок и около отрабатываемых площадей за пре-
делами возможного оседания поверхности (рис. 219). Обвалова-
ние и сооружение заградительных насыпей производят бульдозе-
рами.
Приток воды из канавы в подземную выработку при однород-
ных наносных отложениях определяется уравнением (11). Кана-
вы необходимо проводить на достаточном удалении от площадей
оседания поверхности. Оседание поверхности за границей россы-
пи зависит от глубины россыпи, мощности пласта, угла сдвиже-
ния пород и способа закрепления очистного пространства. Так,
ОСУШЕНИЕ
557
оседание поверхности наблюдается на значительных площадях,
когда призабойное пространство закрепляют деревянной крепью,
а в последующем производится обрушение кровли. При закладке
выработанного пространства камнем оседание поверхности не-
значительное.
Наименьшее допускаемое расстояние / между канавой и гра-
ницей шахтного поля в приближенных расчетах принято выра-
жать в зависимости от глубины россыпи
1 = м, (173)
где £— коэффициент расположения канавы, зависящий от водо-
проницаемости пород, угла сдвижения пород, крепления
выработанного пространства и способа управления кров-
лей;
Яр — глубина россыпй, м.
По правилам технической эксплуатации [92] при глинистых и
глинисто-галечных отложениях, плохо пропускающих воду, а
также при наличии мощного слоя водонепроницаемых пород
между дном канавы и кровлей выработки и при креплении с за-
кладкой допускается принимать £ =0,8 -4-1; в тех же условиях,
но при обрушении кровли § = 1,5-4- 1,8. В породах, сложенных
из речников или песчано-галечных отложений, при закладке
I = 1,5-4- 1,9, а при обрушении g = 1,8-4-3.
Чтобы уменьшить просачивание поверхностных вод в подзем-
ные выработки, руслоотводную канаву подводят к руслу в 100—
200 м выше верхней границы россыпи и у места водозабора
588
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
сооружают плотину. Кроме того, если через дно и стенки русло-
отводной канавы вода легко просачивается, необходимо укреп-
лять канаву и делать ее более водонепроницаемой. Для этого
дно канавы выкладывают булыжником с прокладкой моха или
обкладывают дерном.
В местах^ где для удешевления проходки руслоотводной ка-
навы целесообразно принимать большие уклоны — до 0,1 —1,15.
Рис. 220. Быстротоки
во избежание размыва устраивают так называемые «быстрото-
ки» (рис. 220), которые закрепляют деревом. При проходке ка-
навы от границы шахтного поля на расстоянии, меньшем полу-
ченного из уравнения (173) (что встречается часто), применяют
лежачие сплотки. Сплотки сооружают также и в случаях, когда
необходимо пропускать руслоотводную канаву над отработан-
ными шахтными полями.
Земляные канавы и сплотки необходимо рассчитывать на
пропуск наибольшего паводкового притока, который на больших
реках достигает 30—70 м?]сек,\ поэтому при подземной разработ-
ке водоносных россыпей руслоотводные сплотки имеют ширину
до 6 м, а иногда даже прокладывают две или три параллельные
нитки сплоток. Стоимость сооружения 1 м сплоток шириной 5—
6 м достигает 160—200 руб.
При разработке террасовых россыпей или долинных, распо-
ложенных в стороне от ручья, руслоотводные канавы не прохо-
дят. В районах с небольшими осадками не требуются также и
нагорные канавы.
ОСУШЕНИЕ
589
2. ОТВОД ПОДЗЕМНЫХ ВОД
На отдельных древних и террасовых россыпях уровень под-
земных вод может располагаться ниже пласта и плотика, а по-
верхностные воды задерживаться водоупорным горизонтом, рас-
положенным выше пласта. Пласт таких россыпей является су-
хим, во время разработки вода не просачивается в подземные
выработки и подземный водоотлив не требуется-
Россыпи с многолетней мерзлотой без таликов, по которым
не протекают подмерзлотные или межмерзлотные воды, во вре-
мя их разработки зимой также являются сухими. Летом в под-
земные выработки могут просачиваться поверхностные воды по
трещинам, появляющимся вследствие оседания поверхности или
из выработанного пространства. Чтобы воспрепятствовать по-
ступлению этой воды, оставляют заградительные целики
(рис. 224), а также отводят поверхностные воды с отрабатывае-
мых площадей. При соблюдении этих условий водоотлив на
мерзлых россыпях не производится и летом.
Осушение пласта песков на водо-носных россыпях в зависи-
мости от степени их водоносности осуществляют следующими
основными способами: 1) использованием подготовительных вы-
работок, пройденных для подготовки пласта к очистной выемке;
2) проходкой опережающей осушающей выработки (штрека) в
плотике; 3) предварительной проходкой осушающей выработки
в плотике до начала проходки вскрывающих выработок (подъ-
емных и вентиляционных стволов).
Осушать пласт следует до тех пор, пока вода, просачиваю-
щаяся из боковых стенок выработок, не выносит мелкий песок.
Отвод подземных вод из выработок на поверхность произво-
дится с помощью насосов или через водоотливную штольню.
Осушение посредством подготовительных.выработок, прове-
денных в пласте, применяют на россыпях малой и средней во-
доносности, когда коэффициент водообильности ниже 10. В этом
случае вблизи ствола шахты устраивают водосборник, а глав-
ный откаточный штрек с водосточной канавкой проходят по
тальвегу россыпи (рис. 227). Со всего шахтного поля вода сте-
кает по просечкам, расположенным с уклоном в сторону штрека.
Подготовительные выработки опережают очистные работы на
несколько месяцев, поэтому к началу очистных работ при малой
водоносности россыпи пласт бывает осушен в достаточной сте-
пени. На россыпях средней водоносности, когда коэффициент
водообильности близок к 20, подготовительные выработки следу-
ет проходить с большим опережением (в основном главный от-
каточный штрек), чем требуется условиями подготовки, по-
скольку на осушение пласта уходит больше времени. Воду из
водосборника обычно откачивают на поверхность насосами.
В этом случае основные расходы на осушение слагаются из
590
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
затрат на водоотлив. Откачиваемую на поверхность воду обычно
используют для промывки песков. Водоотливную штольню при
этом способе осушения проходят только тогда, когда стоимость
ее проходки и содержания обходится дешевле насосного водо-
отлива.
Осушение россыпи посредством опережающей продольной
выработки 3 в плотике (рис. 221, а), пройденной на глубине 2—
4 м от поверхности плотика на границе трещиноватых и плотных
скальных пород с таким расчетом, чтобы подземные воды из.
пласта могли просачиваться в нее по трещинам. Сечение осуша-
ющей выработки принимают из условия удобства проходки
и откатки; обычно высота ее составляет 2,5 м, ширина 2,0 м.
Проходится она при больших притоках воды, поэтому скорость
проходки не превышает 25—40 м! месяц. Подземные воды проса-
чиваются по трещинам плотика в выработку, вследствие чего
уровень подземного потока в россыпи постепенно понижается
и верхняя граница перемещения подземных вод определится
сложной депрессионной кривой 1-2 (рис. 221, а). Левее точки 1
пласт песков будет осушен. Для того чтобы осушить нужные
площади пласта, необходимо проходить осушающую выработку
в плотике с достаточным опережением относительно следующих
за ней подготовительных работ по пласту. Это опережение в ос-
новном зависит от водопроницаемости пород и мощности водо-
ОСУШЕНИЕ
591
ноского слоя, залегающего над выработкой, т. е. от среднего
уклона депрессионной кривой (табл. 7).
Для россыпей р. Бодайбо необходимое опережение I приближенно опре-
деляется следующим уравнением [70]:
/ = 2,8Я, м,
где Н — мощность водоносного слоя над выработкой, м.
Скорость осушения забоя за сутки для средних условий Ленских россыпей
колеблется от 0,6 до 1,2 м. Для облегчения проходки осушающей выработки
ее следует вести со скоростью, меныпей скорости осушения забоя.
Осушающая выработка соединяется со стволом гезенком,,
(рис. 221, а) или же ее постепенно углубляют в плотик.
Этот способ применяют на водоносных россыпях с коэффи-
циентом водообильности 20—30, при ровном плотике или при ма-
лой длине шахтного поля, когда невозможен выход осушающей
выработки из плотика на пласт, и коэффициенте фильтрации
пород менее 25 м!сутки.
При осушении россыпи с помощью предварительного прове-
дения осушающей продольной выработки в плотике до начала
вскрытия эту выработку 1 (вассерштрек) (рис. 221,6) проходят
в ненарушенной толще плотика на глубине 7—12 м. Через 70—
200 м от осушающей выработки к пласту проходят наклонные
сбойки (высечки) 2 с просечками по пласту 3. Расстояние между
просечками принимают в зависимости от необходимой скорости
осушения, которая в свою очередь зависит от водопроницаемости
пород, мощности водоносного слоя и водоотдачи пород. Взаимо-
зависимость этих величин рассматривается в курсах гидрогеоло-
гии и осушения [6].
Осушающие продольные выработки проходят высотой 2,5 м и
шириной 2,2 м (рис. 222, а) и закрепляют в зависимости от ус-
тойчивости пород и горного давления. При проходке применяют
погрузочные машины и аккумуляторные электровозы. Условия
проходки обычно весьма благоприятны и при неполной механи-
зации работ за месяц проходят по 60—110 м. Просечки по пласту
имеют сечение 2,0 X 3,25 м и закрепляются усиленным подхват-
ным креплением. Порода на поверхность выдается через эксплу-
атационные стволы 4 (рис. 221,6), пройденные на осушенных
площадях. Годовые расходы на поддержание осушающей выра-
ботки составляют 1—2 руб. на 1 м выработки. Осушение с по-
мощью предварительного проведения осушающей продольной
выработки в нетрещиноватых породах плотика обеспечивает наи-
более быстрое осушение россыпи, его применяют нах наиболее
водоносных россыпях при неровном плотике с западениями и
при больших шахтных полях. Протяженность осушающих про-
дольных выработок иногда достигает 10 км.
Подземные воды отводят на поверхность при этом способе че-
рез водоотливную штольню 5 (рис. 221,6), так как пди больших
592
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
сроках существования осушающей продольной выработки и при
большом притоке воды насосный водоотлив обходится дороже.
Для сокращения длины водоотливной штольни ее проходят с
небольшим уклоном. Во избежание быстрого заиления уклон не
Рис. 222. Сечения осу-
шающей выработки и
водоотливной штольни
должен быть меньше 0,001—0,002. Длину штольни определяют по
продольному профилю долины, а приближенно — по уравнению
(11). Размеры штольни и способы ее крепления приведены на
рис. 222, б, в, г- Штольню в значительной части проходят по на-
носным отложениям, поэтому закрепляют ее на всем протяжении
сплошными неполными или полными рамами, а в опасных местах
(особенно около устья) крепление усиливают подхватами
(рис. 222, д). При глубине заложения штольни менее 4—5 м она
переходит в водосточную канаву.
р
%
к. Шорохов
ХЦЦО
ШХ^^ШХ^^^Зд ЦКЫ035ШХ^Згщу^З! М №27
~LLLLf~^.r
УКЛОН O.QQ2
670
Штрек Вмотикр
9800
Рис. 223. Схема осушения водоносной долинной россыпи
594
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На рис. 223 показана схема осушения водоносной долинной россыпи
р. Б. Догалдын. На руслоотводной и нагорной канавах частично применены
сплотки общей протяженностью 4,8 км при длине россыпи около 9 км. Русло-
отводные сплотки шириной 6 м рассчитаны на пропуск 35 м3/сек воды, по-
стройка их обходится 170 руб. за 1 м. Для осушения пласта предварительно
в плотике провели осушающую продольную выработку, а подземные воды от-
вели на поверхность через водоотливную штольню.
Глава III. ВСКРЫТИЕ
Чтобы производить добычу песков и выдавать их на поверх-
ность, необходимо создать доступ к разрабатываемому пласту.
Для этого с поверхности проходят горные выработки. По этим
выработкам доставляются горные машины и материалы, подает-
ся воздух, перемещаются рабочие, транспортируются и выдаются
на поверхность добытые пески.
Для вскрытия россыпи в зависимости от условий залегания
пласта проходят вертикальные или наклонные шахтные стволы,
шурфы, штольни, квершлаги. По назначению выработки вскры-
тия подразделяют на основные, дополнительные и вспомогатель-
ные. К основным относят шахтные стволы и штольни, по которым
выдаются на поверхность пески и осуществляется спуск и подъем
людей; к дополнительным — квершлаги, соединяющие шахтный
ствол с откаточными выработками, к вспомогательным относят
вентиляционные шахтные стволы. При разработке россыпей раз-
мещение вентиляционных выработок (стволы, скважины) тесно
связано с расположением подготовительных выработок по пласту
(с откаточным и вентиляционным штреком), поэтому все эти вы-
работки целесообразно рассматривать совместно как единый ком-
плекс и относить к подготовительным работам. В таком случае
работы по вскрытию ограничиваются проведением выработок,
открывающих доступ к месторождению.
1. СПОСОБЫ вскрытия
Способы вскрытия россыпи различают по двум признакам: по
типу основной выработки вскрытия и по ее расположению на рос-
сыпи.
На основании этих положений необходимо различать следую-
щие основные способы вскрытия:
1) вертикальным стволом в центре шахтного поля;
2) вертикальным стволом на линии низших отметок плотика;
3) вертикальным стволом у границы шахтного поля;
4) наклонным стволом в центре шахтного поля;
5) наклонным стволом у границы шахтного поля;
6) штольней;
7) канавой (траншеей).
Вскрытие вертикальным стволом (рис. 224). Подъем песков
по вертикальным стволам производят в скипах. К главным осо-
ВСКРЫТИЕ
595
бенностям вскрытия вертикальными стволами необходимо отне-
сти следующие: наименьшая длина ствола и наименьшие объемы
проходческих работ; проходка вертикального ствола в слабых
водоносных породах и плывунах несколько проще, чем при на-
клонном стволе; производительность подъема выше, особенно при
разработке россыпей глубиной более 25—30 м\ с другой стороны,
увеличиваются затраты на оборудование и обслуживание поверх-
ности, сооружение копра и на работы по размещению песков в
отвалы, если зимняя промывка не производится; скорости про-
ходки выработок небольшие, так как вследствие малых сечений
ствола механизация погрузки породы затруднена. Кроме того, бо-
лее утомительно передвижение рабочих по вертикальным выра^
боткам.
38*
596
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Вскрытие вертикальными стволами целесообразно применять
для разработки россыпей глубиной более 25—40 м. В неблаго-
приятных условиях проходки, когда породы насыщены водой и
неустойчивы, вертикальные стволы применяют и при меньшей
глубине россыпи.
Рис. 225. Вскрытие наклонным стволом
Вскрытие наклонным стволом (рис. 225). Подъем песков по
наклонным стволам производят в скипах с боковой разгрузкой
или ленточными конвейерами. На мерзлых россыпях применяют
в основном скиповой подъем с углом наклона ствола 29—32°.
При подъеме ленточными конвейерами угол наклона ствола не
должен превышать 16—18°. Вскрытие наклонным стволом полу-
ВСКРЫТИЕ
597
чило наибольшее распространение при разработке мерзлых рос-
сыпей. Это объясняется тем, что не требуется копер; пески выда-
ют непосредственно в конусные отвалы, упрощаются поверхност-
ные сооружения и сокращается расстояние перемещения песков
на поверхности; скорость проходки по сравнению с проходкой
вертикальных стволов больше в три-пять раз; упрощается обору-
дование ствола; представляется возможным сосредоточить отва-
лы песков зимней добычи нескольких шахт для промывки на од-
ном приборе и располагать их в большей мере за границей шахт-
ного поля.
Проходка наклонных стволов в водоносных породах и плыву-
нах, сушенцах и в других неустойчивых породах затруднительна,
поэтому наклонные стволы проходят на россыпях в устойчивых
и маловодных породах. На мерзлых россыпях вскрытие наклон-
ным стволом применяют для разработки россыпей глубиной до
20—30 м, а при разработке талых погребенных россыпей —
до 40—50 м.
Вскрытие штольней (рис. 226, а, б). Этот способ применяют на
террасовых и увальных россыпях, расположенных на возвышен-
ностях, а также для разработки отдельных площадей долинных
россыпей, оставленных в бортах экскаваторных и гидравлических
разрезов. Штольни проходят с подъемом 0,001—0,004. Особенно-
сти этого способа: отсутствует подъем песков и водоотлив; боль-
шая скорость и меньшая себестоимость проходки 1 м выработки;
598
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
хорошие условия для осушения россыпи; существенное упроще-
ние поверхностных сооружений; большая длина выработок вскры-
тия. Вскрытие штольней может быть целесообразным и при зна-
чительной ее длине.
Расстояние между штольнями обычно составляет 200—300 ж;
при отработке песков в бортах старых разрезов оно уменьшается
до 15—30 Ai-
Вскрытие канавой (траншеей) (рис. 226, в). В этом случае по
низшим отметкам плотика по восстанию россыпи проходят кана-
ву, которая в нижней части переходит в водосточную и выходит
на поверхность. Канава служит для откатки песков, водоотлива,
перемещения рабочих, а также для установки подъемных уст-
ройств. Канавы проходят экскаватором и закрепляют только
нижнюю часть; верхнюю проходят большого сечения и не крепят.
При этом способе можно быстро осуществить вскрытие и осуше-
ние россыпи. Вскрытие канавой применяют на талых водонос-
ных россыпях мощностью до 8—12 м. В настоящее время этот
способ мало распространен.
Вскрытие с центральным расположением ствола. Основные вы-
работки вскрытия при выдержанной мощности пласта и ширине
россыпи располагают посередине шахтного поля (рис. 224, а,
225, а). При переменных мощностях и ширине россыпи ствол це-
лесообразно располагать вблизи центра тяжести запасов песков
шахтного поля. Если грузы на откаточный штрек поступают в со-
средоточенных точках, расположенных на различных расстояни-
ях одна от другой, ствол стремятся расположить в месте такого
сосредоточенного груза, который, будучи прибавлен ко всем гру-
зам, расположенным от него влево, дает сумму, большую суммы
грузов, расположенных от него справа, и наоборот [93]. Такое рас-
положение обеспечивает наименьший объем работ по перемеще-
нию песков к подъемному стволу.
Продольный уклон плотика облегчает перемещение песков
к стволу с верхнего крыла шахтного поля и затрудняет откатку с
нижнего. При малых уклонах это влияние незначительно,
при продольном уклоне плотика более 0,02 для облегчения
транспортировки песков с нижнего крыла его длину уменьшают
за счет увеличения длины верхнего крыла. Это достигается сме-
щением места заложения ствола к нижней границе шахтного
поля.
Исходя из условий равенства работы по транспортировке с
верхнего и нижнего крыльев и при равномерном распределении
запасов по длине шахтного поля длину /к нижнего крыла его
определяют по следующему уравнению [70]:
ZK = 0,5Л — 3,85L7, jw, (174)
где L — длина шахтного поля, м;
I — продольный уклон плотика.
ВСКРЫТИЕ
599
При вскрытии с центральным расположением основных вы-
работок уменьшается объем подготовительных работ, сокращают-
ся расходы на подземную транспортировку песков, представля-
ется возможность иметь большее число очистных забоев (не ме-
нее четырех лав), увеличивается производительность шахты,
а также несколько возрастает производительность труда рабо-
чего и снижается себестоимость 1 м3 песков по сравнению с бо-
ковым вскрытием.
При центральном вскрытии необходимо оставлять около-
ствольный целик. На мерзлых россыпях глубиной 20 м при
устойчивой кровле и отсутствии больших ледяных прослойков
достаточен целик площадью 350 м2, половина которого отраба-
тывается при погашении ствола. Поэтому дополнительные по-
тери песков при этом способе вскрытия увеличиваются на 1 —
1,5%. Однако эксплуатационные расходы на транспортировку и
подготовку обычно сокращаются на сумму в несколько- раз
большую ценности металла, оставляемого в целике. Когда для
безопасной работы необходимо оставлять целики больших раз-
меров, со значительными запасами металла, как например, на
россыпях с неустойчивой кровлей, центральное вскрытие может
быть экономически невыгодным.
При центральном вскрытии широких россыпей, имеющих по
ширине односторонний уклон, может оказаться целесообразным
углублять ствол в плотик, чтобы облегчить транспортировку
песков к стволу с нижних площадей россыпи.
Центральное вскрытие применяют для разработки россыпей
шириной свыше 50 м в основном на мерзлых безводных рос-
сыпях.
Вскрытие с боковым (фланговым) расположением ствола.
Основные выработки вскрытия располагают в боку шахтного
поля около границы россыпи (рис- 224,6, 225,6). В этом случае
отсутствуют потери песков в околоствольных целиках, сокра-
щаются затраты на поддержание ствола, отвалы песков распо-
лагаются за границей россыпи, но увеличиваются затраты на
подземный транспорт. Боковое расположение стволов на мерз
лых россыпях применяют: при ширине россыпи менее 50 ж с
расположением ствола по длинной стороне шахтного поля; на бо-
лее широких россыпях — только при неустойчивой кровле, что-
бы уменьшить потери в околоствольных целиках; на россыпях
шириной более 100 м — при расположении выработок вскрытия
по ширине россыпи. На талых россыпях этот способ вскрытия
применяется в том случае, когда проходка стволов по тальвегу
россыпи сильно затруднена из-за плывунов, большого притока
воды и пр.
Если границы россыпи разведаны недостаточно или проход-
ка ствола затруднена, его располагают на некотором расстоя-
нии от границы.
600
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Расположение ствола по простиранию шахтного поля выби-
рают из тех же соображений, что и в предыдущем способе.
Вскрытие с расположением ствола на линии низших отметок
плотика. Основные выработки вскрытия располагают около про-
дольной линии низших отметок плотика (рис. 227). В этом слу-
чае обеспечивается самотечный
сток подземных вод к стволу,
лучшее осушение пласта и пере-
мещение под уклон песков к
главной откаточной выработке.
В остальном этот способ вскры-
тия тождествен вскрытию с
Рис. 227. Вскрытие по оси тальве-
га долины
центральным расположением
ствола.
В зависимости от расположе-
ния линии низших отметок плоти-
ка относительно россыпи правое
и левое крылья шахтного поля
могут быть неодинаковыми и из-
меняться при отклонении этой
линии от оси шахтного поля.
По падению долины ствол
шахты располагают в месте, в ко-
тором работы по перемещению
песков с верхнего и нижнего
крыльев поля были бы равны.
Вскрытие с расположением
ствола на линии низших отметок
плотика обычно применяют на
талых россыпях при значитель-
ном притоке подземных вод.
2. ВЫБОР РАЗМЕРОВ ШАХТНОГО
ПОЛЯ И МЕСТА ЗАЛОЖЕНИЯ СТВОЛА
Длина шахтного поля. Россыпи
имеют значительную длину и
каждая шахта разрабатывает
только часть россыпи, которая
определяется границами шахтно-
го поля (заказа, полигона). Ши-
рина шахтного поля соответствует ширине россыпи (за исклю-
чением очень широких россыпей). Длина же поля колеблется от
60 до 1900 м. При небольшой длине шахтного поля увеличивается
число шахт, необходимое для разработки всей россыпи, но сокра-
щаются средние расстояния перемещения песков и материалов
по подземным выработкам и сроки существования этих вырабо-
ток, а также уменьшается высота подъема для укладки гальки от
ВСКРЫТИЕ
601
промывных установок в отвалы. Вследствие этого длина шахт-
ного поля оказывает влияние на себестоимость подземной добы-
чи песков.
Себестоимость добычи 1 л3 песков может быть выражена
в функции от следующих постоянных и переменных затрат («в
рублях), зависящих от длины шахтного поля: 1) П — постоян-
ных затрат, которые складываются из: полной стоимости вскры-
вающих и околоствольных выработок за вычетом стоимости
попутно добытых песков; части затрат на подготовку шахтного
поля, которые непропорциональны его длине (вентиляционный
ствол); затрат на перевозку и установку надшахтного оборудо-
вания и сооружений, которые должны быть погашены на запасы
шахтного поля (копер, подъемная установка, промывной при-
бор, сплотки, компрессорная, трансформаторная, линия электро-
передачи, шахтные склады, контора, сушилка и др); 2) А — го-
довых амортизационных отчислений шахтного оборудования и
сооружений (копер, подъемная установка и пр.); 3) Б — суммы
удельных затрат на поддержание откаточных и вспомогатель-
ных выработок (штреков) во время существования шахтного по-
ля, приходящихся на 1 м скорости проходки этих выработок;
4) Si — стоимости откатки 1 м3 песков по главному штреку на
1 м\ 5) s2 — стоимости доставки по вспомогательному штреку
1 м3 крепежного леса на 1 м.
Себестоимость добычи 1 м3 песков может быть выражена
уравнением в зависимости от этих переменных и постЬянныл за-
трат. Если взять первую производную этого уравнения, прирав-
нять ее нулю и решить относительно длины шахтного поля, то
получим
где Лц
Pi
Р2
Рз
tm
П + еА<ш ,
У B + S1z+¥
— целесообразная длина шахтного поля, при которой се-
бестоимость добычи 'наименьшая, м;
Б = 21 + 21 + 21 руб/м2-,
V3 V3 v3
— стоимость поддержания 1 м откаточного штрека за ме-
сяц во время подготовки, руб/м в месяц;
— сумма стоимости поддержания 1 м откаточного и
вспомогательных штреков за месяц во время очистной
выемки, руб/м в месяц;
— стоимость поддержания Г м штрека за месяц в выра-
ботанном пространстве для вентиляции и сообщения со
смежными шахтами, руб/м в месяц;
— время проходки подъемного ствола и околоствольных
выработок, годы;
602
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
vB — средняя скорость проходки откаточного штрека за ме-
сяц, м;
v3 — средняя скорость продвигания очистного забоя за ме-
сяц;
k — расход леса на 1 м3 добытых песков, Л!3;
N — число вентиляционных шурфов, проходимых на крыле
и используемых для спуска лесоматериалов, включая
вентиляционный ствол;
Z—средний запас песков на 1 м длины россыпи, м3;
£ — коэффициент, равный 2,0 при двукрылом шахтном по-
ле и 1,42 — при однокрылом;
е—коэффициент использования комплекта шахтного по-
верхностного оборудования и сооружений во время
проходки ствола; обычно в это время не используется
промывной прибор, поэтому 8 = 0,4-4- 0,5.
Срок проходки стволов на мерзлых россыпях невелик и пра-
вый член уравнения в числителе в большинстве случаев мало
влияет на длину шахтного поля, поэтому для упрощения расче-
та им можно пренебречь. Проходка подготовительных вырабо-
ток на мерзлых россыпях производится за 0,5—10 месяцев. Их
поддержание обходится не дорого, поэтому величиной pi также
можно пренебречь.
При расчетах длины шахтных полей мерзлых россыпей учи-
тывают следующее: откаточные штреки погашаются по мере
продвижения очистных забоев, поэтому величины р2 и р3, равны
нулю; при небольшой глубине россыпей и устойчивой кровле за-
траты на доставку лесоматериалов малы; поэтому последним
членом в знаменателе уравнения (175) также можно пре-
небречь.
Определение целесообразной длины шахтного поля рассмат-
ривается в работах В. А. Ауэрбаха, Л. Д. Шевякова и др. Урав-
нение (175) выводится на основании положений, изложенных в
работе [69] с введением следующих уточнений: амортизация обо-
рудования оказывает малое влияние на целесообразную длину
шахтного поля; затраты на доставку леса зависят от числа шур-
фов на каждом крыле. В целях упрощения уравнения (175) при
выводе не учтены затраты на образование отвалов, поэтому при
расчете целесообразная длина шахтного поля несколько преуве-
личивается.
На рис. 228 изображены кривые себестоимости добычи пес-
ков в зависимости от длины шахтного поля и ширины россыпи
для мерзлых россыпей [77]. Так, для россыпи шириной 80 м при
глубине залегания пласта 20 м наивыгоднейшая длина поля
250 м. Как видно, кривая себестоимости выполаживается у точ-
ки перегиба, что свидетельствует о небольших изменениях себе-
стоимости при некотором отклонении длины шахтного поля от
целесообразной величины. При таком виде кривой возможно
ВСКРЫТИЕ
603
производить выбор окончательной длины шахтного поля с уче-
том других особенностей, которые не учитываются уравнением,
например места заложения ствола, наивыгоднейшего размещения
отвалов, промывных приборов и др.
С увеличением глубины россыпи, производительности шахты.
мощности бурового и погрузочного оборудования 'В очистных за-
боях увеличиваются
величины П и v3, в ре-
зультате чего возрас-
тает и целесообразная
длина шахтного поля.
Длина шахтного по-
ля также возрастает
при малых расходах
на крепление и ремонт
и при небольшой ши-
рине россыпи, посколь-
ку при этом сокраща-
ются затраты р2 и р3
на поддержание выра-
боток и линейный за-
пас песков.
В районах распро-
странения многолетней
мерзлоты стоимость
проходки вскрываю-
щих и околоствольных
Длцна шахтного поля
Рис. 228. Кривые себестоимости добычи пес-
ков в зависимости от длины шахтного поля:
/ — вскрытие и подготовка; 2 — нарезка; 3 — очи-
стная добыча; 4 — общая себестоимость; Ъ — ши-
рина россыпи
выработок незначительна, шахтные сооружения (копер, лебе-
дочная, компрессорная, трансформаторная) устраивают неболь-
ших размеров, а ряд сооружений (склады, контора, сушилка
и пр.) строят для трех-десяти действующих шахт. Вследствие
этого числитель в уравнении (175) бывает небольшим. В этих
условиях при разработке мерзлых россыпей глубиной 10—12 м
наиболее распространены шахтные поля длиной 90—120 м, а
при глубине залегания пласта 30 м и ширине россыпи 10—30 м
длина шахтного поля колеблется от 250 до 300 м.
При разработке талых россыпей затраты на проходку вскры-
вающих и околоствольных выработок значительны, поскольку
выемка 1 м3 породы обходится дорого. Кроме того, на каждой
шахте занято большое число рабочих и строят склады, сушил-
ки, конторы и другие сооружения, вследствие чего затраты по
этим сооружениям возрастают. Поэтому целесообразная длина
шахтных полей при разработке талых россыпей больше и со-
ставляет 300—700 м.
На приисках треста Лензолото при разработке россыпей глубиной 35—
45 м и шириной 60—80 м наиболее распространены шахтные поля длиной
400—600 м и только одна шахта имеет длину шахтного подя 1,9 /он, причем
такая большая длина оказалась невыгодной.
604
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Место заложения ствола. После выбора способа вскрытия
уточняют место заложения подъемного ствола на поверхности.
При этом необходимо выполнить следующие условия: 1) распо-
лагать ствол в наиболее устойчивых и менее водоносных поро-
дах; 2) располагать отвалы песков и промывные приборы так,
чтобы затраты на отсыпку отвалов, транспортировку песков к
промывным приборам и на размещение хвостов промывки в от-
валы были наименьшими; 3) располагать сооружения на пло-
щадях, не затопляемых во время половодья и после ливней;
4) располагать околосгвольные выработки в устойчивых поро-
дах и проходить их с наименьшим объемом, обеспечивая целесо-
образную схему транспортных операций; 5) по -возможности
уменьшать размеры околоствольных охранных целиков, распо-
лагая их на площадях с наиболее бедным содержанием ме-
талла.
Направление отработки россыпи принимают по восстанию,
так как при этом облегчается осушение россыпи. Поэтому пер-
вое шахтное поле закладывают у нижней отрабатываемой пло-
щади.
3. ВЫРАБОТКИ ВСКРЫТИЯ
Взаимное расположение подъемного ствола, околоствольных
выработок и откаточных штреков зависит от типа выработок
вскрытия, расположения ствола относительно шахтного поля и
способа транспортировки песков по откаточным выработкам и
по стволу на поверхность. Сроки существования шахт на россы-
пях небольшие, в основном от 0,5 до 3 лет. Поэтому применяют
упрощенные околоствольные дворы, а все подземные выработ-
ки крепят деревом. Возможно также использование крепи из
сборных конструкций.
Наклонные стволы. Расположение наклонного ствола, обору-
дованного односкиповым подъемом, и околоствольных вырабо-
ток при разработке мерзлых россыпей изображено на рис. 229.
Ствол пройден под углом 30° для скипа емкостью 0,75 м3 и име-
ет сечение 7,2 ж2. При скипе емкостью 1,5 я3 сечение ствола увели-
чивают до 4,2 X 2,2 м. Для прохода рабочих сбоку устроен ходок
шириной 1,2 м, оборудованный сходнями со ступеньками, поруч-
нями и отгороженный от подъемного отделения. Устье ствола
образовано котлованом длиной 7—8 м объемом около 80 м3-
Нижняя часть ствола переходит в скиповую яму с неглубоким
приямком для сбора воды. Объем скиповой ямы 50 м3. При про-
ходке стволов в мерзлых породах и если шахта работает только
зимой, закрепляют лишь устье ствола. На протяжении первых
2—3 м от устья возводят сплошную крепь неполными рамами
(дверными окладами), а последующих 2—3 м — рамами враз-
бежку через 0,5—1,0 м с затяжкой. Открытую часть устья за-
крепляют неполными рамами »вразбежку. Если шахта работает
ВСКРЫТИЕ
605
и летом, то среднюю и нижнюю часть ствола закрепляют непол-
ными рамами вразбежку с затяжкой кровли и стенок горбыля-
ми, а в котловане крепь засыпают породой и обкладывают мхом
для предохранения от глубокого оттаивания пород.
| J— f
S5
Рис.229. Наклонный
ствол и околост-
вольные выработки
на мерзлых россы-
пях
Ствол проходят с помощью буровзрывных работ и со скре-
перной уборкой пород непосредственно на поверхность
(рис. 229)- Скорость проходки наклонного ствола на передовых
шахтах Колымы составляет 7—15 м за сутки, средние скорости
проходки 3 jw за сутки. Прочие показатели приведены в табл. 60.
При глубине мерзлой россыпи 15 м общий объем вскрываю-
щих и околоствольных выработок достигает 400 м3\ в средних
условиях на их проходку и оборудование затрачивают 15—
18 дней. Стоимость проходки и оборудования 1 м ствола состав-
ляет НО—160 руб., а стоимость выемки породы 10—14 руб/м3.
При нарезных и очистных работах пески в скип грузит скре-
перист околоствольного двора через лоток. Для ускорения
606
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
загрузки на нижней части лотка устанавливают подъемный за-
твор. Скреперист также управляет пуском подъемной лебедки.
При отсыпке скрепером отвалов на поверхности во время
проходки выработок не следует смешивать выдаваемые пески
с пустой породой. Для этого первоначальный отвал пустой по-
роды перемещают бульдозером в сторону.
Таблица 60. Показатели проходки подземных выработок
в мерзлых россыпях (71)
Наименование показателей Показатели
по наклонным ствол ам по верти- кальным стволам по откаточным штрекам по рассеч- кам
расчетные фактические (шах- та № 159 прииска 1 им. Фрунзе)* « рас- четные расчетные фактические фактические
один забой 1 два забоя (шахта № 118 прииска « Комсомолец») (шахта № 36 прииска им. Покрышкина) — 2 -°! О я г» л * Э н О Л X S Ч <я s о Я Q.U2 О- С « (шахта № 83 прииска Белибина)
Сечение выработки, м2 . . 7,2 7,2 7,7 4,8 5,4 5,4 4,8 5,8 4,2
Крепость пород по проход- ке Дальстроя IV IV IV IV V — — — _—
Число шпуров на забой . . 12 12 18 12 8 — — — —
Средняя глубина шпуров, м 1,6 1,6 2,0 1,2 1,5 — — — —
Подвигание за цикл, м . . 1,28 1,28 1,8 0,9 1,2 — — — —
Коэффициент использования шпура 0,8 0,8 0,9 0,75 0,8 1,0 1,12 1.0 1,18
Число циклов в сутки . . 6 12 8 4 8 4,7 7,1 8 15
Подвигание за сутки, м . . 7,7 15,4 14,3 3,6 9,6 4,7 16,0 8,0 17,8
Число одновременно прохо- димых выработок . . 1 2 1 2 1 1 2 2 2
Состав бригады 15 24 33 18 18 9 24 15 26
Производительность труда рабочего за смену, м3 . . 3,6 4,6 3,4 0,98 2,9 2,75 3,2 3,12 2,86
Подъем по наклонным стволам на талых россыпях в основ-
ном производится ленточными конвейерами. Площадь попереч-
ного сечения ствола в свету около И ж2 и он закрепляется пол-
ными рамами всплошную с подхватами (рис. 230). Скорость
проходки 16—25 м в месяц. Стоимость проходки и монтажа обо-
рудования около 400—500 руб. за 1 м-
План околоствольного двора для шахты производитель-
ностью 200 тыс. м3 песков в год при транспортировке песков
ленточными конвейерами и электровозной откатке пород из
подготовительных выработок приведен на рис. 230. Общий объ-
ем околоствольного двора с камерами составляет 1300 ж3.
Вертикальные стволы. Размеры поперечного сечения верти-
кальных стволов, применяемых на россыпях, приведены на
ВСКРЫТИЕ
607
рис. 231. Стволы имеют одно или два подъемных отделения для
самоопрокидывающихся скипов и лестничное отделение для
спуска рабочих. Главный или вспомогательный ствол с клете-
вым подъемом для спуска и подъема людей оборудуется только
на шахтах глубиной более 40—50 м.
На мерзлых россыпях для устройства бункера и’скиповой
ямы ствол углубляется в плотик на 4—5 м (рис. 232). Около-
ствольный двор проходят высотой 2,0 л!, а в месте сопряжения
выработки на талых россыпях
со стволом его высоту увеличивают до 2,5 м. Пески в бункер
подают скрепером и ленточным конвейером. При работе шахты
только зимой закрепляют устье ствола венцовой крепью на стой-
ках или всплошную на глубину 3—5 м. Проходку стволов про-
изводят с помощью буровзрывных работ и с подъемом пород в
бадьях емкостью 0,1 ж3. Наибольшие скорости проходки верти-
кального ствола малого сечения 1,5—2,0 м в сутки, в среднем
0,5 м. Стоимость проходки выработки находится в пределах
2,5—3,5 руб.
Проходка стволов в талых россыпях усложняется из-за недо-
статочной устойчивости пород и значительного притока подзем-
ных вод. При осушении водоносных россыпей осушающей про-
дольной выработкой в плотике проходку вертикальных стволов
производят с предварительным бурением скважины, по которой
воды спускают в осушающую выработку. Ствол закрепляют
сплошной венцовой крепью; в малоустойчивых породах крепь
возводят вслед за продвижением забоя. В плывучих или в
608
подземный способ разработки
сыпучих породах применяют забивную крепь. Скорость проход-
ки ствола изменяется от 0,15 до 0,7 м в сутки, а в наиболее часто
встречающихся условиях составляет 0,3—0,4 м. Стоимость про-
ходки с оборудованием ствола 40—80 руб/м?.
Рис. 231. Сечение вертикальных стволов
Околоствольный двор на талых россыпях показан на рис. 233.
Ствол расположен сбоку откаточного штрека и оборудован
двухскиповым и клетевым подъемом; транспортировка песков к
стволу производится ленточными транспортерами.
Штольни. Сечение штольни зависит от применяемого транс-
портного оборудования. Для безопасного прохода людей 'ходок
отшивается от откаточного отделения. Организация и показате-
ли проходки такие же, как при проходке подготовительных го-
ризонтальных выработок.
A-A
Рис. 232. Околоствольный двор на мерзлых
россыпях
39 С, М. Шорохов
Рис. 233. Околоствольный двор на талых россыпях:
1 — продольный штрек; 2 — просечка; 3 — обходная выработка; 4 — кос
_ тровая крепь; 5 — лестничное отделение; 6 — клеть; 7 скип
ВСКРЫТИЕ
611
4. ВЫБОР СПОСОБА ВСКРЫТИЯ И ПОРЯДКА ПРОВЕДЕНИЯ
ВЫРАБОТОК
При выборе способа вскрытия следует стремиться к тому,
чтобы затраты на вскрытие, на подземную транспортировку
песков и материалов, на перемещение песков по поверхности к
промывной установке и на транспортировку хвостов от промыв-
ки в отвалы были наименьшими. При этом необходимо в цели-
ках оставлять наименьшие объемы песков, отработка которых
возможна с добычей металла по стоимости не выше допу-
стимой.
Способ вскрытия выбирают путем сопоставления вариантов,
которые в состоянии обеспечить наилучшие технико-экономиче-
ские показатели.
В ряде случаев условия залегания россыпи предопределяют
целесообразность применения только одного способа вскрытия.
Например, вскрытие очень узкой россыпи, залегающей на не-
большой глубине в устойчивых мерзлых породах, целесообраз-
но производить наклонным стволом, пройденным у границы рос-
сыпи, а при разработке очень глубокой и широкой россыпи —
вертикальным стволом в центре поля и т. п. В таких случаях
способ вскрытия выбирают без технико-экономического сравне-
ния вариантов, а только приводят соображения, обосновываю-
щие целесообразность принимаемого варианта и причины отка-
за от других.
При разработке некоторых россыпей условия залегания мо-
гут допускать применение двух вариантов. В наиболее сложных
случаях необходимо произвести технико-экономическое сравне-
ние по следующим основным переменным статьям расходов:
1) затраты на вскрытие и строительство поверхностных соору-
жений; 2) эксплуатационные расходы на подземную и поверх-
ностную транспортировку песков и материалов (включая транс-
портировку при промывке), на подъем песков, содержание песко-
вых отвалов, а в отдельных случаях и поддержание выработок
и водоотлив; 3) ущерб от оставления охранных целиков; 4) се-
бестоимость металла. Кроме того, учитывают также время, за-
трачиваемое на вскрытие, и другие особенности месторождения,
влияние которых на расходы по разработке трудно учесть.
Вскрытие и разработку отдельных шахтных полей следует
производить по восстанию россыпи. Проходку стволов целесооб-
разно осуществлять в наиболее благоприятное время года. Во
многих районах подземная добыча производится зимой. В таких
условиях на мерзлых россыпях стволы целесообразно проходить
в марте-апреле и сентябре-октябре. На многих приисках в тече-
ние года проходят несколько десятков шахт, поэтому имеет
смысл создавать особые проходческие бригады для проходки
наклонных или только вертикальных стволов.
39*
612
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Работы по вскрытию следует проводить со значительным
опережением по отношению к подготовительным и нарезным ра-
ботам. Чтобы обеспечить более равномерную подземную добы-
чу зимой, целесообразно около 25% стволов, которые будут вве-
дены в эксплуатацию в следующий осенне-зимний период, прой-
ти и оборудовать в марте-апреле. В этих случаях крепление
устья ствола и околоствольных выработок усиливают, а на ле-
то ствол закрывают для предохранения от оттаивания и проник-
новения поверхностных вод.
Глава IV. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Подготовительные работы заключаются в проведении отка-
точных и вентиляционных продольных и поперечных выработок,
вентиляционных шурфов и скважин. При разработке россыпей
к подготовительным работам относят также проходку вентиля-
ционных стволов.
От околоствольного двора в направлении восстания и паде-
ния россыпи проходят продольные выработки для откатки пес-
ков и вентиляции. Верхние и нижние откаточные продоль-
ные штреки (сама верхняя, сама нижняя) (рис. 234) и
(рис. 236 — выработки 2) обычно проходят в пласте и редко
в плотике 1 (рис. 235,6). Вентиляционные продольные штреки 5
(рис. 236) проходят только в пласте.
На талых россыпях наиболее распространены термины «сама нижняя»
и «сама верхняя», а на мерзлых россыпях «штрек». Для обозначёния откаточ-
ных выработок, пройденных по падению или по восстанию месторождения,
эти термины неудобны, поскольку под штреком принято понимать выработку,
пройденную по простиранию, а не по падению месторождения. Кроме того, на
мерзлых россыпях штреком именуют любую откаточную выработку, пройден-
ную независимо от направления ее по восстанию, падению или простиранию.
Однако при разработке россыпей необходимо различать продольные выработ-
ки, пройденные по восстанию или падению, и поперечные выработки, прой-
денные по простиранию, поскольку этим упрощается организация работ, осо-
бенно на шахтах с большим числом продольных и поперечных выработок,
в которых одновременно проводятся подготовительные, нарезные и очистные
работы. Наиболее правильным и четким термином для наименования про-
дольных выработок является термин «продольная». Он рекомендуется Коми-
тетом по терминологии Академии наук. Целесообразно обсудить вопрос о вне-
дрении термина «продольная» на приисках.
Перпендикулярно продольным выработкам проходят просеч-
ки (поперечные штреки) — правые и левые (рис. 234) и выра-
ботки 6, 7 (рис. 243, в, г).
Вентиляционные шурфы 4 или скважины показаны на
рис. 236, а, а вспомогательные вентиляционные стволы 4—на
рис. 236, б и рис. 234.
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
613
Термин просечка весьма близок по произношению к «рассечка», которое
употребляют для наименования выработок, пройденных для зарезки очистных
лав. Во избежание путаницы целесообразно изъять из употребления такие
термины, как «просечка», «высечка». На талых россыпях просечки именуют
также «сама правая» и «сама левая», однако и эти термины неудачны. Для
наименования откаточных и вентиляционных выработок, пройденных по про-
стиранию россыпи, может быть предложен термин «поперечная». В таком слу-
чае для подготовительных и нарезных выработок применимы следующие на-
именования: верхняя продольная, нижняя продольная, правая поперечная,
левая поперечная и рассечка.
По штрекам и просечкам транспортируют пески из очистных
выработок к подъемному стволу, передвигаются люди, достав-
ляют материалы и осуществляют проветривание горных работ.
Вентиляционные стволы являются запасным выходом на поверх-
ность. Поэтому подготовительные выработки проходят сечением,
необходимым для выполнения указанных условий и безопасно-
сти работ. Эти подготовительные выработки обычно существу-
ют столько же, сколько шахты, и поэтому должны быть закреп-
лены на соответствующий срок.
Для образования очистного забоя по пласту проходят нарез-
ные выработки. К ним относят рассечки 3 (рис. 236), промежу-
точные продольные и промежуточные просечки (рис. 234), кото-
рыми шахтное поле нарезают на отдельные столбы. Высота рас-
сечек принимается равной высоте очистного пространства,
поскольку срок их существования очень мал. Промежуточные
продольные, используемые для доставки леса, проходят большей
высоты. При подземной разработке россыпей нарезные работы,
•занимают промежуточное положение между очистными и подго-
товительными, но их удобнее рассматривать совместно с подгото-
вительными. Техника проведения нарезных выработок такая же,
как и подготовительных, и они проводятся сразу же за подгото-
вительными. Однако в отличие от подготовительных расположе-
ние нарезных выработок целиком предопределяется принятой си-
стемой разработки.
Подготовительные и нарезные выработки используют для
разведки и посредством опробования выявляют изменение со-
держания металла в песках россыпи между разведочными лини-
ями, уточняют границы россыпи и выявляют отдельные непро-
мышленные площади в пределах шахтного поля.
1. СПОСОБЫ подготовки
Различают следующие основные способы подготовки: 1) по
пласту с двумя боковыми вентиляционными стволами (рис. 234);
2) по плотику (рис. 235); 3) по пласту с временными погранич-
ными вентиляционными шурфами (рис. 236, а); 4) по пласту
(рис. 236,6) с пограничными вентиляционными штреками. Боль-
шое влияние на расположение подготовительных выработок
614
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
оказывает система разработки. Поэтому способ подготовки не-
обходимо выбирать для заранее принятой системы.
При разработке россыпей из подготовительных и нарезных
выработок добывают от 5 до 35% общего запаса песков шахтного
Рис. 234. Подготовка по
пласту с двумя боковыми
ными стволами
вентиляцион
поля. Стоимость добычи песков из этих выработок на 20—
70% выше, чем из очистных работ. Поэтому следует стремиться
сокращать удельный объем подготовительных и нарезных работ.
Способ подготовки выбирают исходя из следующих сообра-
жений: 1) транспортировка песков и материалов, проветривание
и перемещение людей в пределах шахтного поля осуществля-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
615
лись с наименьшей затратой труда и средств; 2) объем работ
по проходке и поддержанию подготовительных выработок и по-
тери песков в целиках, предохраняющих подготовительные вы-
работки, были наименьшими; 3) затраты по очистным работам,
которые зависят от способа подготовки, должны быть наи-
меньшие.
При подготовке по пласту с двумя боковыми вентиля-
ционными стволами одновременно с добычным стволом
у нижней и верхней границ шахтного поля проходят два венти-
ляционных ствола (рис. 243). Затем по наинизшим отметкам
плотика проходят нижнюю и верхнюю откаточные продольные
выработки. При незначительном притоке воды их проходят од-
новременно в четыре забоя от трех стволов. Для этого вентиля-
ционные стволы оборудуют скиповым или клетевым подъемом
для выдачи песков. При значительном притоке воды проходка
по падению осложняется и штрек проходят только вверх двумя
забоями из нижнего и главного стволов. Дальнейшее развитие
подготовки во многом зависит от системы разработки. Так, при
столбовых системах от ствола поперек россыпи проходят пра-
вую и левую просечки, являющиеся одновременно и разведоч-
ными выработками, которыми устанавливают границу россыпи,
подлежащую отработке. Поэтому просечки проходят значитель-
но дальше границы россыпи, пока они не войдут в пески с со-
держанием ниже бортового на расстояние не менее 10 м. Из
просечек проводят вспомогательные штреки. Эти выработки ис-
пользуют для доставки крепежного леса и других материалов
в очистные забои, для передвижения людей и для проветрива-
ния очистных выработок. Число вспомогательных штреков зави-
сит от ширины левого и правого крыльев шахтного поля и систе-
мы разработки. Расстояние между штреками в зависимости от
системы изменяется от 8,5 до 50 м. Поперек россыпи из пере-
дового штрека через 9,75—36 м проходят просечки (в зависимости
от применяемой системы разработки). Просечками и штреками
шахтное поле нарезают на столбы (стулья). Для улучшения
организации работ выработки и столбы нумеруют (см. рис. 234).
Основной штрек обычно сохраняется в течение всего времени
отработки шахтного поля. На валунистых россыпях по бокам
штрека проходят заходки (ленточки), на месте которых возво-
дят каменную лицевую укладку из валунов. Заходки проводят
тогда, когда уже налажена промывка песков. Каменные кладки
возводят с промежутками <в зависимости от количества извлека-
емого из песков камня.
На россыпях с коэффициентом водообильности от 20 до 30
для лучшего осушения россыпи основной штрек проходят с боль-
шим опережением.
Данный способ подготовки больше всего распространен при
разработке талых россыпей.
616
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При подготовке по плотику от околоствольного двора, рас-
положенного в устойчивых породах плотика на глубине 6—12 м,
проходят вдоль продольной оси россыпи основной откаточный
штрек 1 (рис. 235,6), причем его проходят немного выше осу-
шающей выработки 5. Для перепуска песков через 100—130 м
проходят восстающие с ходком 2, а от них просечки по пласту.
Восстающая образует бункер емкостью 40—100 м3 (рис. 235, а),
который переходит в просечку 3. От просечки по линии наиниз-
ших отметок плотика проходят по пласту вспомогательный от-
каточный штрек 4. В дальнейшем все поле нарезают на столбы.
Для ускорения подготовки все штреки по пласту проходят
встречными забоями.
Расположение основного откаточного штрека в устойчивых
породах плотика позволяет пройти его с большой скоростью.
Откатка песков при этом будет производиться в благоприятных
условиях и обходиться недорого. Это способствует увеличению
размеров шахтных полей. Кроме того, при проходке основного
откаточного штрека в плотике на россыпях средней водоносно-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
617
сти можно обойтись без осушающих выработок. Объем работ
по проведению выработок и их общая стоимость при этом спосо-
бе подготовки значительно выше, чем в предыдущем, а высота
подъема песков увеличивается на 20—25%. Подготовка по пло-
тику применена на шахте № 46 Ленских приисков, где длина
шахтного поля достигает 1,9 км.
Способ подготовки шахтного поля по пласту с погра-
ничными вентиляционными шурфами применяют на
мерзлых россыпях (рис. 236,а). При этом способе от около-
ствольного двора 1 вдоль россы-
пи через все шахтное поле про-
ходят откаточный штрек 2 (или от-
каточную просечку поперек рос-
сыпи), а из него рассечки 3. Эти
выработки используют для раз-
ведки и уточнения границы рос-
сыпи, поэтому, когда выработки
подходят к границе россыпи, де-
лают опробование после каждого
взрыва. Проходку их приостанав-
ливают тогда, когда опробование
после трех взрывов забоя пока-
жет содержание ниже бортового.
В конце рассечки проходят венти-
ляционный шурф 4. Расположе-
ние откаточных выработок зави-
Рис. 236. Основные схемы под-
сит от размеров и от внешних готовки на мерзлых россыпях
очертаний шахтного поля, при
этом стремятся, чтобы верхний и нижний штреки около около-
ствольного двора не находились на одной прямой или были
сдвинуты (рис. 242, б).
Расположение рассечек зависит от системы разработки, на-
пример, расположение рассечки в конце откаточного штрека
предопределяет перемещение очистного забоя от границы шахт-
ного поля к стволу (отступающим забоем). При таком порядке
сокращаются затраты на крепление и поддержание подготови-
тельных выработок.
Вентиляционный шурф используют для спуска лесоматериа-
лов и как запасный выход. Для этого его оборудуют лестница-
ми. Через каждые 25—35 м по границе россыпи проходят вре-
менные вентиляционные шурфы. Расстояние между вентиляци-
онными шурфами принимают в зависимости от глубины россыпи
и способа проходки шурфов. Стоимость проходки и оборудова-
ния 1 м вентиляционного шурфа в мерзлых породах составляет
30—50 руб. Для удешевления и ускорения проходки шурфы
иногда проходят снизу вверх по предварительно пробуренной
618
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
скважине или скважину расширяют до 50U—700 мм, оттаивая
породы с помощью подъемной печки. В этом случае стоимость
проходки и оборудования шурфа снижается до 25—30 руб. за
1 м. На ряде приисков для снижения затрат вместо вентиляци-
онных шурфов проходят вентиляционные скважины диаметром
200—250 мм. Стоимость бурения ударно-канатным станком 1 м
скважины колеблется от 18 до 25 руб. Однако при таком диа-
метре скважины условия проветривания очистных работ ухуд-
шаются, кроме того, для обеспечения запасного выхода шурфы
все же необходимо проходить.
При подготовке шахтного поля по пласту с пограничными
вентиляционными шурфами или скважинами объем подготови-
тельных работ, проводимых по пескам, уменьшается, но увели-
чивается объем работ по проходке вертикальных вентиляцион-
ных выработок. К прочим особенностям этого способа относятся
малые расстояния подземной доставки материалов в очистные
выработки, небольшая протяженность воздухопровода, кабель-
ных сетей, возможность проведения подготовительных вырабо-
ток в течение почти всего времени отработки шахтного поля,
простота технологии горных работ и наименьшая потребность
в подъемном и проходческом оборудовании. Целесообразность
применения этого способа подготовки определяется главным об-
разом стоимостью проходки 1 м вентиляционного шурфа, глу-
биной россыпи, длиной шахтного поля и количеством потребляе-
мого леса на очистных работах. С увеличением стоимости про-
ходки шурфа и длины шахтного поля и сокращением потребно-
сти в лесе предельная глубина россыпи, при которой целесооб-
разнее этот способ подготовки, уменьшается. По укрупненным
подсчетам [72] без учета влияния затрат на доставку лесомате-
риалов способ подготовки по пласту с пограничными вентиля-
ционными шурфами целесообразен при глубине россыпи не бо-
лее 18—30 м, при длине шахтного поля 200—100 м и не более
15 м при длине шахтного поля 400 м. Данный способ подготовки
получил наибольшее распространение при разработке мерзлых
россыпей.
Во время проходки откаточного штрека для ее проветривания, спуска
материалов, электрокабеля и воздушных труб проходят шурфы через 25—35 м.
В холодное время года забой проветривается естественным способом. В зави-
симости от расстояния между забоем и шурфом на проветривание затрачива-
ется 30—45 мин. Весной и летом для естественного проветривания требуется
1—1,2 часа, поэтому на шурфах устанавливают передвижные вентиляторы.
При таком способе сокращается расстояние подземной доставки материалов
и упрощаются работы по прюходне. Однако стоимость проходки шурфов высо-
ка, что повышает общие затраты на подготовительные работы. Проходка от-
каточного штрека с использованием вентиляционных шурфов наиболее
распространена на мерзлых россыпях. Для сокращения затрат на подготов-
ку на некоторых приисках вместо вентиляционных шурфов бурят вентиляцион-
ные скважины. В последнее время проветривание производят вентилятором
типа «Проходка», установленным в устье ствола, а вентиляционные прорези-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
619
ценные или фанерные трубы диаметром 0,3—0,5 м подводят на расстояние
8—12 м от забоя. Проветривание забоя в этом случае производится за 20—
30 мин. К недостаткам этого способа относится увеличение расстояния достав-
ки материалов и быстрый износ вентиляционных труб, которые обычно служат
меньше года. Целесообразность применения этого способа зависит от глуби-
ны россыпи, стоимости проходки 1 м вентиляционной вертикальной выработ-
ки и от затрат на доставку материалов к забою. Способ проходки откаточного
штрека с вентиляционными шурфами следует применять при глубине россыпи
не более 17 м [72].
Подготовку шахтного поля по пласту с пограничными
вентиляционными продольными штреками при-
меняют на мерзлых россыпях (рис. 236,6). При этом способе
одновременно с подъемным стволом 1 проходят один или два
вентиляционных шурфа 4. Затем проходят откаточные продоль-
ные штреки 2, рассечки 3 и вентиляционные продольные штреки
5. При таком порядке подготовки к началу очистных работ по
всей границе шахтного поля должны быть пройдены все подго-
товительные выработки. Проветривание и доставку материалов
производят через вентиляционный шурф, который служит на
протяжении всего срока отработки шахтного поля или части его.
По мере подвигания очистных работ откаточные и вентиляцион-
ные выработки погашаются.
При подготовке по пласту с пограничными вентиляционными
штреками увеличивается объем подготовительных работ по пес-
кам, но резко сокращается объем работ по проходке вентиляци-
онных шурфов. Общий объем подготовительных работ будет от-
носительно меньше на более глубоких россыпях. При этом спо-
собе подготовки лучше проветриваются очистные забои и имеет-
ся более безопасный проход людей к запасному выходу, а также
облегчается ведение очистных работ в лаве — буровзрывные,
уборка песков и крепление. Кроме того, при этом способе необ-
ходимо иметь дополнительные подъемные установки у вентиля-
ционных шурфов на время проходки вентиляционных штреков
или пройти дополнительную откаточную выработку, соединяю-
щую подъемный и вентиляционный стволы; сроки подготовки до
начала очистных работ больше, чем при предыдущем; увеличи-
вается расстояние доставки материалов в очистные выработки;
на поверхности необходимо транспортировать пески от вентиля-
ционных шурфов к основному отвалу. Способ подготовки с по-
граничными вентиляционными штреками для разработки глубо-
ких и широких россыпей является прогрессивным и в последнее
время все больше распространяется.
На мерзлых россыпях пески по откаточным штрекам переме-
щают на 50—150 м скреперами с лебедками повышенной мощ-
ности. Если расстояние транспортировки превышает 50—70 м,
к тяговому канату прикрепляют два или три ковша, увеличивая
этим производительность установки Через каждые 50—100 м
620
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
устраивают перегрузочные дворы, в которых устанавливают
скреперные лебедки. Ленточные конвейеры с морозоустойчивы-
ми лентами на мерзлых россыпях применяют на откаточных
штреках и откаточных просечках, где они работают продолжи-
тельное время без изменения длины, например на откаточном
штреке 2 (рис. 248) для перемещения песков с левой просечки 5
и при перемещении песков на расстояние более 150 м.
На талых россыпях перемещение песков по промежуточным
просечкам на расстояние 30—80 м и по откаточным штрекам
на 80—700 м производят преимущественно ленточными конвей-
ерами.
При работе с ленточными конвейерами штреки и просечки
стремятся углублять в плотик (см. рис. 245), чем облегчается
попрузка песков скрепером на транспортер.
2. ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ И НАРЕЗНЫЕ ВЫРАБОТКИ
При разработке мерзлых россыпей откаточный штрек обычно
имеет прямоугольное сечение, ширину 3 м и высоту 1,8 м. Про-
ходка осуществляется буровзрывными работами с уборкой по-
род из забоя к околоствольному двору скрепером. Средняя ско-
рость проходки штрека одним забоем составляет 3,5—
5,0 м! сутки, а на лучших шахтах 8—15 м/сутки.
Высоту рассечек принимают равной высоте очистного забоя,
но не менее 1,3 м, а ширину 3 м. При меньше?! ширине ухудша-
ются условия проходки выработки и доставки песков из лавы.
При одновременной проходке двух рассечек пески убирают од-
ной или двумя скреперными лебедками. В этом случае рассечки
необходимо сместить одну от другой на 3—6 м (рис. 242). Сред-
няя скорость проходки рассечек одним забоем составляет 4—-
5 At в сутки, а на лучших шахтах 8—16 м (см. табл. 60).
Для установки скреперной лебедки штреки в дальнейшем
расширяют по всей длине на 2—3,м.
Себестоимость проходки подготовительных и нарезных выра-
боток на мерзлых россыпях составляет 4—14 руб!м3, в наиболее
распространенных случаях 7—12 руб/м3. В средних условиях
себестоимость выемки 1 м3 при проходке продольных штреков
и рассечек на 20—30% выше себестоимости добычи 1 м3 песков
в очистных работах.
На приисках, разрабатывающих мерзлые россыпи, проходку
подготовительных и нарезных выработок относят к горноподго-
товительным работам. Объем горноподготовительных работ со-
ставляет 10—25% от запаса песков шахтного поля.
На талых россыпях верхний и нижний откаточные штреки
проходят шириной поверху 3,25 м и высотой от 2,5 до 3 м. Вспо-
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
621
могательные продольные штреки, вентиляционные, ходовые и
откаточные просечки имеют сечение 3,25x2,2 м, а обычные про-
сечки 3,25X2,0 м. При работе с забивной крепью высоту выра-
боток увеличивают на 0,2 м.
Штреки и просечки на талых россыпях проходят трапециевид-
ного сечения с креплением. На сцементированных талых россы-
пях в устойчивых породах эти выработки проходят без крепле-
ния. Сечение продольного штрека на талых россыпях с располо-
жением в нем оборудования показано на рис. 237, а. Размеры
выработок зависят от их назначения, располагаемого в них обо-
рудования и от способа крепления.
Наиболее трудоемким при проходке выработок в талых рос-
сыпях является крепление. На рис. 237 показаны различные спо-
собы крепления подготовительных выработок. При неустойчивой
кровле, образованной талыми речниками с небольшой глинистой
примазкой, откаточные выработки закрепляются неполными
сплошными рамами (дверными окладами) (рис. 237, а). Креп-
ление при этом устанавливается до уборки породы. Вначале
подвешивают переклад 1 на изогнутом (фальшивочном) ломе 2,
который удерживают скобами 3 и 4 временной стойкой 8. После
уборки породы от боков забоя и освобождения места устанав-
ливают стойки. Породу из средней части забоя убирают после
установки стоек. Рамы дополнительно закрепляют подхватной
крепью, состоящей из подхвата 5, двух столбов 6 и распорки
(расколота) 7.
При проходке выработок, когда верхняя часть забоя и кров-
ля сложены неустойчивыми сыпучими или водоносными порода-
ми, применяют забивную крепь с маскировкой верхней части за-
боя (рис. 237,6). Выработки при этом закрепляют неполными
рамами с переменной высотой стоек. Между стойками заколачи-
вают иглу 8, закрепленную снизу скобой. На переклад передней
рамы и иглу укладывают пали 9 и удерживают их заложками 10
с распорками 11. Пали постепенно забивают деревянном бар-
ием. Забой закрепляют лобовыми (маскировочными) досками
72, которые удерживают иглой 8 и распорками 11. После про-
бивки палей вынимают верхние доски, убирают породу в забое
и немедленно вновь устанавливают лобовые доски; при поступ-
лении воды в забой укладывают пучки хвои. После этого подве-
шивают один-два переклада и переходят к выемке нижележа-
щего слоя, опускаясь таким способом до плотика. Затем ставят
стойки под подвешенные переклады. Если во время проходки
обнаружится осыпание породы в боках выработки или появится
постоянный приток воды, необходимо произвести маскировку
также боковых стенок выработки. Если кровля устойчива, а не-
устойчивы лишь породы забоя, выработки проходят без забив-
ной крепи, но с применением лобовых маскировочных
досок.
Рис. 237. Крепление штрека на талых россыпях
100 r-3Z^j®L
\Щ00
ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ
623
В трудных условиях проходки, когда забой, кровля и борта
выработки состоят из весьма неустойчивых пород и нельзя вы-
работку пройти описанными выше способами, применяют сплош-
ную забивную крепь с трех сторон.
Неполные рамы при большом горном давлении в дальней-
шем закрепляют двойными подхватами (рис. 237, в). При разру-
шенном мягком плотике во избежание вдавливания столбов
подхватов их устанавливают на лежнях. Если основание выра-
ботки образовано наносными отложениями, выработки закреп-
ляют сплошными полными рамами.
Подхватную крепь устанавливают в зависимости от срока
службы выработки. В устойчивых талых речниках, если этот
срок превышает 6—8 месяцев, устанавливают одинарные под-
хваты (рис. 237,а). В слабых породах все подготовительные и
нарезные выработки независимо от срока службы закрепляют
подхватной крепью. Подхватную крепь возводят с отставанием
от забоя на 10—12 м. Если выработку нужно сохранить
более полугода, ее закрепляют вторым рядом подхватов
(рис. 237,в).
При большом боковом давлении и значительной ширине вы-
работок их закрепляют стропильно-подхватным креплением (ра-
ками). На рис. 237, д показана полустропильная крепь. При сла-
бом плотике и весьма неустойчивой кровле выработки закреп-
ляют подхватами с полными раками (рис. 237, е). В этом
случае столбы подхватов и раковой крепи устанавливают на
лежни.
На валунистых россыпях основные выработки закрепляют
камнем (рис. 237, ж, з). Для этого штрек проходят с раскоской,
ширина которой 3,25 м. В раскоске возводят каменные лицевые
кладки. Для каменной крепи используют валуны, предваритель-
но очищенные от примазки. Валуны укладывают слоями толщи-
ной 0,5—1,0 м. Между слоями укладывают стойки старой крепи.
В каждом слое стойки укладывают в разных направлениях
(продольном или поперечном). Прокладки из леса обеспечивают
равномерное распределение горного давления и связывают от-
дельные камни, поэтому крепь может выдерживать большую на-
грузку.
Наиболее тщательно выкладывают лицевую сторону укладки,
обращенную к выработке, используя для этой части наиболее
ровные валуны.
Средние скорости проходки подготовительных и нарезных
выработок на талых россыпях при уборке пород в течение одной
смены составляют 0,6—0,7 м за сутки. На отдельных шахтах
в благоприятных условиях при уборке пород в трех сменах ско-
рость проходки была доведена до 3 м за сутки.
Стоимость проходки подготовительных выработок на талых
россыпях составляет 25—40 руб/м\
624
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Глава V ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
Работы по выемке песков из столбов и выдача их на поверх-
ность относятся к очистным. Наиболее трудоемкими процессами
при очистных работах являются отбойка песков, доставка их до
откаточной выработки и крепление очистного пространства.
Технология очистных работ обусловливается способами от-
бойки (выемки), доставки и крепления и системой разработки,
определяющей порядок ведения очистных и нарезных выработок.
1. ОТБОЙКА ПЕСКОВ
Отбойку песков в очистном забое производят с помощью
буровзрывных работ и отбойными молотками.
Буровзрывные работы применяют для отбойки мерзлых пес-
ков и талых повышенной крепости. На мерзлых россыпях шпуры
бурят колонковыми электросверлами или бурильными молотка-
ми. При мощности пласта менее 1,7 м шпуры располагают в два
ряда (рис. 238, а), а при более мощных — в три (рис. 238,г).
Расстояние между рядами принимают 0,7—1 м, а между шпура-
ми в ряду 1 —1,3 м. По вертикали шпуры размещают параллель-
ными рядами или в шахматном порядке. При шахматном рас-
положении удается достичь большего выхода отбитых песков
на шпур, но зато чаще требуется перестанавливать электро-
сверло. Нижние шпуры бурят с наклоном вниз; для лучшего
отрыва пород их пробуривают ниже плоскости подработки пло-
тика. Шпуры верхнего ряда бурят с подъемом до плоскости
подработки кровли, а при малоустойчивой кровле с небольшим
недобуром. Угол наклона шпуров 5—10°, при бурении электро-
сверлами углы выдерживают наибольшие.
Глубина шпуров в очистных забоях 1,3—1,8 м, часто ее при-
нимают на 15—20% больше выемочной мощности. Наивыгод-
нейшее расположение и глубину шпуров устанавливают опыт-
ным путем.
Наклон шпуров в горизонтальной плоскости выбирают в за-
висимости от способа взрывания и направления выброса песков.
На мерзлых россыпях длина очистного забоя значительна; одно-
временно приходится взрывать 50—120 шпуров. В этих условиях
распространено огневое взрывание с последовательным зажига-
нием шпуров. При этом способе в 2—3 м от конца лавы пробу-
ривают 2—5 врубовых шпуров (рис. 238, а, б); отбойные шпуры
5 и 6 бурят с наклоном и на 20—30 см дальше необходимой ли-
нии отрыва; шпуры 7, 8 и др. бурят с наклоном в сторону вруба
так, чтобы пески отбрасывались в сторону, противоположную
движению взрывника.
Рис. 238. Расположение шпуров и развал песков в лаве
4Q С. М- Шорохов
6i6
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Для взрывания используют аммонит № 6, а в последнее вре-
мя и более сильный скальный аммонит. Пыжи для забойки из-
готовляют из смеси глины и песка в соотношении 2:1. Шпуры
взрывают с промежутками в 2—3 сек. Вначале поджигают вру-
бовые заряды, затем отбойные в последовательности, указанной
на рис. 238, а. Взрывание в первую очередь врубовых зарядов
способствует образованию на некотором расстоянии от глухой
стенки лавы вала песков, который и предотвращает отбрасыва-
ние песков в конец лавы при подрывке последующих зарядов.
Этим облегчают уборку песков скрепером из конца лавы. Жела-
тельно, чтобы взрывание зарядов верхнего ряда шпуров опере-
жало ближайший нижний ряд; при этом уменьшается высота
навала песков и облегчается создание скреперной дорожки
вдоль забоя.
Правилами безопасности разрешается одновременно поджи-
гать не более 16 зарядов, поэтому при поджигании отдельных
шпуров на взрывание и проветривание лавы уходит 6—7 часов.
В последние годы начали внедрять пучковое зажигание с от-
бросом песков к откаточной выработке. В этом случае все шпу-
ры, за исключением двух крайних в глухом углу, бурят с накло-
ном в горизонтальной плоскости в сторону откаточной выработ-
ки— штрека или просечки (рис. 238, в). Концы зажигательных
шнуров двух или четырех шпуров связывают в пучок и вставля-
ют в особый зажигательный патрон (рис. 238, в). В этот же пу-
чок и патрон вставляют огнепроводный шнур для зажигания
патрона и второй шнур, от которого воспламеняется зажигатель-
ный патрон следующего пучка. Огнепроводный шнур, воспламе-
няющий зажигательный патрон следующего пучка, должен
быть на 15—20 см короче наиболее короткого зажигательного
шнура в предыдущем пучке, чтобы зажигательный патрон вос-
пламенялся до взрыва шпуров предыдущего пучка. В лаве
создают общую зажигательную сеть. Взрывник зажигает только
один конец огнепроводного шнура у первого пучка со стороны
откаточной выработки, поэтому его работа более безопасна. По-
следовательность взрывания шпуров показана на рис. 238, в.
Пески отбрасываются в сторону откаточной выработки, что об-
легчает их уборку, улучшает условия отбойки песков и повыша-
ет коэффициент использования шпура. При этом способе расход
огнепроводного шнура увеличивается, вследствие медленного
горения шнура увеличивается также время на поджигание, осо-
бенно при большой длине лавы.
На рис. 238, б показан пучковый способ зажигания в видоиз-
мененном виде. Забой обуривают так же, как и при взрывании
отдельных шпуров, т. е. в 3 м от глухого конца лавы располага-
ют врубовые шпуры. Концы зажигательных шнуров от четырех-
пяти шпуров связывают в отдельный пучок, который и поджи-
гают.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
627
Взрывник начинает зажигать пучки с конца лавы в последо-
вательности, показанной на рис. 238,6. Взрывание зарядов в оп-
ределенной последовательности обеспечивается соответствую-
щим подбором длины шнура. Этот способ взрывания в настоя-
щее время широко распространен.
Электрический способ взрывания на мерзлых россыпях не
применяют, так как при одновременном взрывании большого
числа зарядов образуются заколы и ухудшается устойчивость
кровли.
Шпуры располагают по паспорту буровзрывных работ. До
бурения и особенно перед монтажом взрывной сети кровлю и
забой лавы тщательно осматривают и очищают от нависших
глыб, валунов и кусков породы. Пробуренные шпуры очищают
от мелочи.
Обнаруженные в лаве глыбы песка подрывают с помощью
накладных зарядов.
Основные показатели по отбойке мерзлых песков буровзрыв-
ными работами следующие: производительность труда буриль-
щика 30—50 м3/смену\ выход песков с 1 м шпура 0,6—0,9 л3;
коэффициент использования шпура (к. и. ш.) 0,75—0,85; расход
материалов на 1 м3 песков: аммонита № 6 от 0,7 до 1 кг, капсю-
лей-детонаторов № 8—1,3 шт., огнепроводного шнура 2—3 м\
буровой стали 40—70 г; сжатого воздуха 70—90 м3, электро-
энергии для электросверл 0,9—1,4 кет - ч.
Показатели по буровзрывным работам в определенных усло-
виях могут быть улучшены путем применения шпуров малого
диаметра (28—36 мм) и использования более сильных взрывча-
тых веществ — скальных аммонитов.
Проводятся опыты по отбойке мерзлых песков в лавах глу-
бокими горизонтальными скважинами. Диаметр скважин 70—
100 мм, глубина 10—20 м, их бурят из штрека от забоя на рас-
стоянии, равном выемочной мощности.
.После взрыва пески отлагаются на плотике в виде навала
(рис. 238,6). Дальность разброса песков, внешние очертания и
высота навала зависят от расположения шпуров, а также и от
способа заряжания и взрывания. При ведении буровзрывных
работ необходимо обеспечить такие очертания навала, чтобы его
было легко убирать. Для этого желательно, чтобы пески взры-
вом были отброшены в сторону откаточной выработки, особенно
из конца лавы. Кроме того, необходимо, чтобы высота навала
непосредственно у забоя была небольшой и чтобы можно было
завести ковш скрепера на навал и облегчить образование перво-
начальной борозды — скреперной дорожки вдоль забоя. Ширина
разброса песков в сторону выработанного пространства должна
быть наименьшей. При правильном ведении взрывных работ от
забоя на расстояние 4—6 м отбрасывается 70—80% песков,
40*
623
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
остальные пески, за исключением отдельных кусков, распреде-
ляются на расстоянии до 10—12 м.
В целях уменьшения разброса песков проводят опыты по от-
бросу взрываемых в лаве песков в высокий вал, образуемый
вблизи забоя. Этот вал все время поддерживают при перемеще-
нии лавы, в таком случае пески убирают скрепером из вала со
стороны выработанного пространства.
Буровзрывные работы применяют на талых россыпях при на-
личии сцементированных песков с коэффициентом крепости 1,5—
3 на валунисгых песках или песках с включением глыб разру-
шенного плотика и при необходимости подрабатывать металло-
носный плотик.
При отбойке сцементированных песков буровзрывные рабо-
ты проводят так же, как и при отбойке мерзлых песков, но шпу-
ры располагают с большими промежутками и уменьшают вели-
чину зарядов. Расход аммонита на отбойку колеблется в зави-
симости от крепости этих песков от 0,1 до 0,5 кг!м2 3.
Валуны и глыбы разбуривают непосредственно в забое или
после их обрушения. Для подработки плотика шпуры распола-
гают в нижней части забоя, пробуривая их в плотик (рис. 237 и
251). Расход аммонита в зависимости от количества крупных
валунов и глубины задирки составляет 50—300 г/jw3 отбитых
песков-
Слабосцементированные пески с коэффициентом крепости
0,8—2 при неустойчивой кровле, где нельзя производить взрыв-
ные работы, обрушают отбойными молотками. Отбойку начина-
ют с выемки вруба глубиной 30—50 см. Отбойными молотками
часто отбивают пески только в верхней части забоя для под-
вески переклада; в нижней части отбойку ведут буровзрывными
работами. На россыпях отбойные молотки распространены ма-
ло, чаще всего их применяют совместно с буровзрывными и на
вспомогательных работах по подработке кровли или боков вы-
работки, при постановке крепи и во время разборки в забое
взорванных песков. Производительность труда забойщика на
отбойном молотке в зависимости от крепости песков и устойчи-
вости кровли изменяется от 6 до 18 м3/смену.
2. ДОСТАВКА (УБОРКА) ПЕСКОВ
Отбитые пески из очистного забоя доставляют на откаточ-
ный продольный штрек или просечку. Затем пески транспорти-
руют к подъемному стволу по откаточным выработкам. При
сложных условиях залегания пласта, затрудняющих механиза-
цию, эти работы наиболее трудоемки из всех производственных
процессов очистной добычи-
Очистной забой непрерывно перемещается, а расстояние пе-
ремещения песков обычно не превышает 60 м> поэтому для до-
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
629
ставки песков стремятся применять легко передвигающееся не-
сложное транспортное оборудование. Чаще всего используют
канатные скреперы, которые просты в управлении и обслужива-
нии, поскольку погрузка и перемещение в ней совмещены- В по-
следнее время на доставке песков внедряют небольшие электри-
ческие бульдозеры, применяемые для укладки бетона.
Лебедки применяют с двигателем 20—29 кет с ковшами по-
луящичного типа емкостью Q,3—0,6 м3. Лебедки устанавливают
на салазках и закрепляют распорной стойкой или к штырям, за-
колачиваемым в почву. Хвостовой ролик прикрепляют к стойке,
установленной между кровлей и плотиком. Поддерживающие
ролики подвешивают к штырям, укрепляемым клиньями в про-
буренных в кровле шпурах.
До начала уборки песков из лавы создают дорожки (бороз-
ды) для перемещения песков к откаточной выработке. Дорожку
проходят от откаточной выработки в сторону дальнего конца
лавы непосредственно у забоя (рис- 239, а). Стойку с концевым
роликом переносят через 1,5—2,0 м так, чтобы скреперная до-
рожка постепенно перемещалась от забоя в сторону выработан-
ного пространства. После образования дорожки на полную дли-
ну лавы приступают к уборке песков из заднего конца лавы.
Скрепером убирают пески на призабойной полосе шириной 4—
10 м. Пески, разбросанные дальше на расстояние до 2 м, пере-
брасывают на скреперную дорожку-
В забое работают два забойщика. Они направляют ковш для
захвата песков, перекидывают пески из мест, не захватываемых
ковшом, разбивают крупные куски и подчищают плотик. Пески,
находящиеся в стороне от лебедки, убирают, устанавливая осо-
бые подвесные направляющие ролики- При дистанционном уп-
равлении забойщик с помощью кнопочного выключателя управ-
ляет пуском и остановкой лебедки, находясь в лаве. При дис-
танционном управлении число обслуживающих рабочих умень-
шается с трех до двух. В лавах могут быть использованы трех-
барабанные лебедки, заполнение ковша которых упрощается,
поскольку ковш можно подать лебедкой в нужное место.
Производительность скреперной установки зависит от емко-
сти ковша и расстояния доставки. Так, при ковше 0,5 м3 и сред-
нем расстоянии перемещения 30 м скрепер за 6-часовую смену
может убрать 60—70 м3 песков. При скреперной уборке сталь-
ного каната расходуется от 15 до 25 г/м3 песков.
Зачистку плотика начинают в 10—15 м от забоя. Ширина
полосы зачистки составляет 5—15 м. Зачищаемая площадь раз-
деляется на ленты шириной 4—6 м, в которых пески выбирают
из западений и расщелин и подбрасывают на скреперную дорож-
ку, а плотик подметают проволочными метлами. Расположение
скреперной дорожки в каждой ленте выбирают с таким расче-
том, чтобы выбивать меньшее количество стоек, мешающих
630
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
перемещению ковша. В зависимости от этого ленты располагают
веером или полосами, параллельными забою. Направление пе-
ремещения ковша скрепера изменяют с помощью направляю-
щих роликов и лебедку для зачистки обычно не переносят. Ра-
боты по зачистке плотика могут быть механизированы с помо-
щью щеток-скребков с метательным устройством.
- Z.0
Рис. 239. Последовательность уборки песков и зачистки
ч плотика в лаве
Отработанную площадь зачищают через 5—10 дней, а ино-
гда и два раза в месяц. Работа по зачистке больших площадей
производится в течение одной-двух смен, причем на ней заняты
все рабочие очистной бригады.
После зачистки плотика его опробуют и составляют акт об
отработке определенной площади россыпи. Затем извлекают
крепь и погашают выработанное пространство.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
631
Чтобы уменьшить разброс песков при взрывных работах,
вдоль забоя устанавливают заградительные щиты, высота кото-
рых достигает 60—70% высоты очистного пространства, распо-
лагая их в 6—12 м от забоя (рис. 238, е, 239,6). При установке
щитов зачищать плотик можно узкими полосами шириной 3—
4 м непосредственно за щитами, что сокращает глубину рабоче-
го призабойного пространства до 10—16 м. При отсутствии щи-
тов глубина рабочего пространства увеличивается до 25—30 м.
Щиты изготовляют из стальной сетки с диаметром проволоки 4 мм и раз-
мером ячейки 15 X 25 мм. Рама щита изготовляется из 3,5—4-сантиметрового
углового железа и имеет размер 1 X 2,5 м при высоте выработки 1,5 м. Пере-
носные щиты длиной до 3 м изготовляют из горбылей с просветом между
ними 3—4 см. Расход леса на щиты составляет 2—4 м3 на 1000 м3 добытых
песков.
На талых россыпях скреперную доставку из очистного забоя
применяют при достаточно устойчивой кровле, ровном плотике
и значительной производительности забоя.
Для механизации уборки песков из очистных забоев можно
использовать легкие передвижные ленточные конвейеры длиной
2—4 м, которые передвигают двое рабочих.
3. КРЕПЛЕНИЕ ОЧИСТНОГО ПРОСТРАНСТВА
Горное давление. После выемки песков давление горных по-
род вызывает в очистных выработках прогиб и обрушение кров-
ли, а иногда пучение почвы и стенок выработок. Наибольшее на-
пряжение в толще пород кровли первоначально испытывает
слой, непосредственно прилегающей к поверхности кровли,
вследствие чего в направлении наиболее слабых прослойков
возникают трещины. Этот слой называют непосредственной
кровлей. В породах непосредственной кровли, обладающих зна-
чительным сцеплением частиц, при расширении трещин в одном
направлении возникают нависающие отслоения пород кровли,
т. е. образуются заколы, которые затем обрушаются. При воз-
никновении трещин во встречных направлениях происходит от-
слоение и вывалы больших кусков коржей- Если кровля образо-
вана породами с малым сцеплением частиц, то сразу же после
обнажения она начинает обрушаться с распространением обру-
шения до поверхности.
Во время разработки россыпи очистное пространство, при-
легающее к забою, необходимо поддерживать в безопасном со-
стоянии. Это достигается креплением его деревянной или метал-
лической крепью, закладкой выработанного пространства валу-
нами или посредством оставления целиков. Кроме того, приме-
няют смешанные способы крепления, например: деревянной и
металлической крепью, крепью и закладкой, крепью и оставле-
нием целиков.
632
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Горное давление влияет на состояние кровли выработок и
проявляется различно в зависимости от устойчивости пород,
площади обнажения кровли и времени, в течение которого необ-
ходимо поддержать выработку в безопасном состоянии. Дав-
ление на выработку не является постоянным. Первоначально
крепление очистных выработок испытывает давление, вы-
званное отслоениями непосредственной кровли. В дальнейшем
давление увеличивается за счет влияния оседаний основной
кровли.
Породы кровли обладают различной устойчивостью, допус-
кают различные площади ее обнажения и требуют различных
способов крепления и управления горным давлением.
По степени устойчивости породы кровли подразделяют на:
1) весьма устойчивые, 2) устойчивые, 3) средней устойчивости,
4) малоустойчивые, 5) неустойчивые, 6) весьма неустойчивые,
7) совершенно неустойчивые (плывуны).
К весьма устойчивым породам относятся мерзлые глинистые
речники без валунов и прослойков льда. В этих породах кровлю
можно обнажать несколько сот квадратных метров без поддер-
жания-
Устойчивые породы позволяют обнажать кровлю не более
100—200 ж2- Такие породы образуются мерзлыми речниками
с тонкими прожилками льда, но без прослойков и отдельных
включений льда.
Породы средней устойчивости — это мерзлые речники, име-
ющие ледяные прослойки, включающие лед или крупные валу-
ны, способствующие заколообразованию и коржению с отслое-
нием кровли на значительных площадях. К этому виду относят
достаточно сцементированные породы на талых россыпях.
К породам малой устойчивости относят мерзлые сушенцы
и слабосцементированные породы на талых россыпях.
Неустойчивые породы состоят из талых глинистых речников,
допускающих проведение выработок с одновременным воздей-
ствием крепи при обнажении кровли не более 2—5 ж2.
К весьма неустойчивым породам относят неглинистые речни-
ки и песчаные породы, которые не допускают обнажения кровли
при проходке выработок.
Совершенно неустойчивые породы — плывуны и сыпучие по-
роды, требуют применения опережающей крепи.
Горное давление при весьма устойчивой кровле, сложенной
из мерзлых однородных глинистых речников, вызывает посте-
пенное опускание кровли, которое возникает при забоях длиной
более 15—20 м и при значительной площади обнажения кров-
ли. Так, на прииске им. Фрунзе начало опускания кровли в зави-
симости от длины лавы и удаленности ее от границ нетронутых
массивов определяется кривой /, а кривая 2 ограничивает усло-
вия, при которых кровля осядет на 30—70 мм (рис. 240) [74].
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
633
Как видно, при длине лавы менее 25 м опускания кровли не
заметны и возможны отдельные отслоения непосредственной
кровли. При площади обнажения более 6—8 тыс. м2 наблюдает-
ся более быстрое оседание кровли, причем скорость оседания
постепенно увеличивается и <в центральной части выработанного
пространства может достигать 3—5 мм/ч. Увеличение прогиба
кровли и скорости осадки сопровождается усиленным образо-
ванием заколов и обрушением. Горное давление, оказываемое
на крепь в очистном пространстве, возрастает до тех пор, пока
Рис. 240. Кривые прогиба кровли при различных
площадях обнажения
кровля не опустится на плотик. После этого давление умень-
шается; затем, по мере удаления очистного забоя, оно вновь
возрастает до тех пор, пока не произойдет новое опускание
кровли. При выемочной мощности 1,3 м кровля опускается на
плотик в 30—50 м от забоя (рис. 241, а).
В этих условиях с увеличением длины лавы от 20 до 50 м
усиливалось проявление горного давления в призабойном про-
странстве. Изменение горного давления на призабойное прост-
ранство при длине лавы свыше 50 м исследовано в недостаточ-
ной степени, а имеющиеся данные противоречивы. Так, при
весьма устойчивой кровле по наблюдениям [74] горное давление
в призабойной части увеличивалось мало и более сильно прояв-
лялось в средней части выработанного пространства.
В призабойном пространстве обычно обрушаегся слой кров-
ли толщиной 30—50 см. Площадь распространения заколов уве-
личивается по мере удаления от забоя. Так, на полосе в 10—
15 At от забоя площадь кровли, на которой имелись заколы, на
разных шахтах составляет 2—7%, а в полосе 35—40 м увеличи-
634
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
выется более чем в три раза. При этом площадь обрушившихся
заколов была в два-пять раз меньше общей площади их рас-
пространения.
В породах средней устойчивости (образованных мерзлыми
речниками с ледяным или илистым прослойками или с отдель-
ными большими включениями льда, валунов) оседание кровли
а
-30^50,0-
Рис. 241. Схема оседания кровли
сопровождается появлением в ней значительных трещин, отсло-
ениями и заколообразованиями по отдельным менее прочным
прослойкам и вывалам непосредственной кровли на значитель-
ных площадях. Заколообразование и коржен-ие кровли начина-
ется уже при площадях обнажения более 50 jw2. В таких усло-
виях, когда мощность отслоения достигает 1 —1,5 At, для умень-
шения давления на крепь производят искусственное обрушение
кровли за пределами призабойного рабочего пространства под-
рывкой кровли (рис. 241,6). При наличии непрочных прожил-
ков на значительном протяжении кровли и при задержке в пе-
ремещении очистного забоя наблюдались случаи обрушения
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
635
кровли до забоя лавы, что заставляло производить нарезку но-
вого забоя и оставлять предохранительные целики.
В неустойчивых породах (сложенных из талых песчано-гли-
нисто-галечных отложений) кровля начинает обрушиваться при
небольших обнажениях площади. На талых россыпях измене-
ние горного давления на крепь наиболее удобно объяснять на
основании гипотезы свода- По этой гипотезе давление на крепь
равняется весу пород, находящихся над выработкой в пределах
параболического свода (рис. 241, в). Высота свода принимается
равной половине пролета, деленного на тангенс угла внутренне-
го сопротивления пород, который на талых россыпях близок
к 45°, поэтому высота свода обычно равна половине пролета
очистной выработки. Давление на единицу площади кровли
возрастает с увеличением пролета и достигает наибольших зна-
чений, когда свод доходит до поверхности. Для уменьшения
давления на крепь и удешевления работ по креплению необхо-
димо уменьшать длину очистного забоя и вести работы в таком
порядке, чтобы оседание кровли в ближайшем очистном забое
оказывало меньшее влияние на увеличение горного давления и
продолжалось в течение наиболее короткого времени. Горное
давление на крепь проявляется не сразу, а нарастает постепен-
но и достигает наибольших значений ко времени образования
свода наибольшей высоты- Поэтому для уменьшения давления
на крепь и удешевления работ по креплению необходимо доби-
ваться достаточной скорости продвижения очистного забоя,
чтобы очистное рабочее пространство успевало уходить от на-
растающего горного давления. Это давление уменьшается при
увеличении скорости продвижения забоя до определенного пре-
дела, после которого возрастание скорости продвижения дает
мало заметное уменьшение давления.
Исходя из положений, изложенных выше, при разработке
мерзлых россыпей крепление призабойного пространства в ос-
новном должно поддерживать непосредственную кровлю, не
препятствуя ее постепенной осадке (рис. 241,а). В случае же
когда кровля менее устойчива, для разгрузки призабойного
пространства от горного давления имеет смысл прибегать к ис-
кусственному обрушению кровли за пределами рабочего про-
странства (рис. 241, б).
Для поддержания рабочего пространства в очистных забоях
с затратой наименьших средств необходимо крепление сочетать
с управлением горным давлением. Для этого на мерзлых россы-
пях необходимо: при разделении россыпи на шахтные поля соб-
людать наивыгоднейшие соотношения длины .и ширины площадей
обнажения кровли; устанавливать такой порядок отработки шах-
тных полей, чтобы они с двух сторон примыкали к нетронутым
массивам россыпи; опережение лав на соседних шахтах должно
быть более 50 м, с тем чтобы кровля в опережающем поле при
6*6 ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
подходе лав соседнего поля осела, а опережения смежных
лав на одном шахтном поле составляло 3—6 м; увеличивать
скорость подвигания лав и не допускать остановки работ в них;
сокращать рабочую ширину призабойного пространства. На мер-
злых россыпях устойчивость непосредственной кровли изменяет-
ся по временам года. Так, летом наблюдаются более усиленные
отслоения кровли.
Поддержание кровли целиками. В выработанном простран-
стве оставляют целики квадратного сечения размером 3—5 м
с промежутками между ними 10—20 м. Целики частично выни-
мают и производят посадку кровли. При целиках. усложняется
скреперная уборка песков, буровзрывные работы, управление
горным давлением, а также снижается производительность тру-
да рабочих и возрастают потери. Поэтому кровлю поддерживают
целиками редко.
Для предохранения очистных работ от поступления воды из
старых выработок на границе шахтного поля, прилегающего
к выработкам прошлых лет, оставляют целик шириной 3—7 м
(см. рис. 224, а). Кроме того, целики оставляют в случаях обру-
шения кровли по забою лавы или в местах, где кровля образова-
на ледяными включениями.
Поддержание кровли крепью. При разработке россыпей выра-
ботанное пространство поддерживают деревянной крепью. На
мерзлых россыпях рабочее пространство закрепляется на рас-
стояние 12—20 л{, а в отдельных случаях и до 30—40 м от забоя.
При устойчивой однородной кровле призабойное пространство
закрепляют стойками и кустами. В 4—8 м от забоя устанавлива-
ют ряд стоек с промежутками между ними 1,5—3 м (рис. 242,а).
Стойки диаметром 15—18 см устанавливают в Лунки глубиной
5—8 см без подсыпки с верхней подкладкой из досок толщиной
3—4 см. Этим достигается лучшая сохранность стоек для повтор-
ного использования. Стойки устанавливают перпендикулярно пло-
тику и кровле выработки. На расстоянии 2—4 лют первого ряда
стоек устанавливают ряд кустов, состоящих из двух-трех стоек.
Расстояние между кустами в ряду 2,5—6 м. Кусты также устанав-
ливают в лунку и с верхней подкладкой. Ряды стоек и кустов
в выработанном пространстве чередуются. Наименьшие расстоя-
ния между крепью встречаются на россыпях глубиной более 15 м.
Места кровли с заколами закрепляют предохранительными
стойками и кустами.
В зависимости от ширины рабочего призабойного простран-
ства в работе находится от трех до пяти рядов стоек и кустов.
Под влиянием осадки кровли стойки вдавливаются в плотик
и кровлю и выдерживают осадку кровли на 5—7 см. При боль-
шей осадке стойки ломаются. В зависимости от устойчивости
кровли и площади обнажения стойки ломаются в рядах, отстоя-
щих от забоя на расстоянии 10—30 м.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ НА ОЧИСТНЫХ РАБОТАХ
637
После зачистки плотика стойки из отработанных площадей
стремятся извлечь для повторного использования.
Расход леса при этом способе крепления составляет 10—
16 м3 на 1000 м3 добытых песков; количество леса, пригодного для
повторного использования, составляет 5—25%.
На мерзлых россыпях при менее устойчивой кровле, когда
возможны обрушения отслоений непосредственной кровли до 1 —
1,5 м, кроме стоек и кустов применяют еще и органную крепь
(рис. 242, а, слева). Стойки в органной крепи устанавливают
с промежутками 0,2—0,4 м, а через 4—5 м оставляют окна для
прохода шириной не менее 0,8—1,0 м. При более устойчивой
кровле окна увеличивают до 3 м. Если кровля в отработанном
пространстве долго не обрушивается и давление на крепь в приза-
бойном пространстве возрастает, производят искусственное обру-
шение — посадку кровли. Для этого через окна в органной кре-
пи пробуривают в кровле шпуры глубиной не менее 1 м. Шпуры
взрывают одновременно. Расстояние между рядами органной
крепи принимают 4—12 м, причем в наиболее тяжелых условиях
первый ряд устанавливают в 5—6 м от забоя. Расход леса при
использовании органного крепления увеличивается до 18—20 м3
на 1000 м3 песков. На мерзлых россыпях количество добытых
песков на шахтах, использующих этот способ крепления, не пре-
вышает 5%.
Костры для крепления кровли в очистных выработках на
мерзлых россыпях применяют: для закрепления очень медленно
подвигающихся участков лавы при веерной системе, располо-
женных вблизи околоствольного двора; при обычном стоечно-
кустовом креплении в местах образования больших заколов;
очень редко в виде обычной призабойной крепи вместе со стой-
ками и кустами. В последнем случае первый ряд костров уста-
навливают в 6—10 м от забоя с расстоянием в ряду 4—8 м,
а второй ряд на расстояние 6—16 м. Обычно применяют простые
или двойные костры. Верхнее звено костра должно быть плотно
подогнано под кровлю. Костры, поддерживающие большие глы-
бы и заколы, а также установленные под трещинами в кровле,
не извлекают. Расход леса при использовании костров увеличи-
вается до 22—25 м3 на 1000 м3.
На талых россыпях при неустойчивой кровле деревянная
крепь очистных выработок состоит из неполных рам (дверных
окладов) без подхватов или с различными видами подхватов.
Особенности этого вида крепления изложены при описании си-
стемы разработки.
В последние годы проводятся опыты по применению на мерз-
лых россыпях металлических клиновых стоек типа М-20 с подат-
ливостью до 300—400 мм.
Вследствие меняющейся мощности пласта в лаве обычно при-
меняют металлические и деревянные стойки (рис. 239,6). При
638 ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
использовавши металлических стоек затраты по креплению
уменьшились на 18 коп[м? песков.
При устойчивой мерзлой кровле для предупреждения образо-
вания заколов и обрушения отслоений непосредственной кровли
в призабойном пространстве может быть применена штанговая
крепь.
Во время разработки мерзлых россыпей необходимо в выра-
ботанном пространстве сохранять выход из лавы на вентиляци-
онный шурф (рис. 242, а), который является запасным выходом.
Проход имеет ширину 2 м. Он устраивается вдоль массива пес-
ков и от выработанного пространства отгораживается органной
крепью. По миновании надобности в проходе крепь частично из-
влекают.
Очистные работы часто производятся с искусственным обру-
шением кровли в выработанном пространстве, при этом крепь
частично извлекается. Работы по извлечению крепи и обрушению
выработанного пространства производят особые бригады под
руководством горного мастера. Обрушение начинают от наиболее
удаленных площадей по направлению к выходу.
Рабочие и горный надзор на работах по обрушению кровли
должны проходить особый инструктаж по правилам безопаснос-
ти ведения работ.
При разработке валунистых талых россыпей для поддержа-
ния кровли используют валуны и крупный булыжник, из которых
возводят каменные столбы. Организация закладочных работ
излагается при описании соответствующих систем разработки.
Глава VI. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Месторождения небольшой мощности с пологим залеганием
пластов разрабатывают сплошными и столбовыми системами.
На россыпях распространены системы разработки лавами (они
занимают промежуточное положение между сплошными и стол-
бовыми системами), а также и столбовые системы разработки.
Длина очистного забоя при этих системах составляет от 3 до
70 м. Основным признаком разновидностей системы разработки
для россыпей является порядок проведения очистных и нарезных
выработок, а иногда и подготовительных. При системе разработ-
ки лавами длина очистного забоя обычно составляет 30—70 м,
а при столбовых 3—25 м.
Система разработки лавами имеет ряд разновидностей и их
различают по направлению перемещения лавы: с отступающей
лавой, при перемещении лавы от границы поля к стволу и веер-
ной лавой. Столбовые системы разработки различают по разме-
рам столба и расположению очистного забоя в столбе: системы
с длинными столбами, когда столб имеет очертания прямоуголь-
ника и его отрабатывают одним очистным забоем, располагае-
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
639
мым по наименьшей стороне столба, и системы с заходками, ког-
да столб отрабатывают рядом последовательно зарезаемых за-
ходок очень небольшой ширины в направлении наименьшей
стороны столба.
Кроме основных отличительных признаков системы разработ-
ки различают еще и по более второстепенным признакам. Напри-
мер, длинную сторону столба чаще располагают по простиранию,
но иногда и по падению, очистное пространство поддерживают
с помощью крепи или закладки пустой породой.
Мощные пласты отрабатывают в два-три слоя слоевыми сис-
темами разработки.
В настоящее время необходимо различать следующие основ-
ные системы подземных разработок: 1) отступающей лавой,
2) веерной лавой, 3) веерно-отступающей лавой, 4) сплошную
(наступающей лавой), 5) длинными столбами, 6) длинными за-
ходками, 7) короткими заходками, 8) встречными заходками,
9) слоевую. Первые четыре системы применяют в основном на
мерзлых россыпях, а остальные на талых.
Длина очистного забоя оказывает большое влияние на удель-
ный вес добычи песков из очистных и нарезных работ, а также
на трудоемкость отбойки и доставки песков и крепления очистно-
го забоя. Так, с увеличением длины очистного забоя отбойка
и доставка песков могут быть осуществлены более производи-
тельными механизмами, но крепление очистного пространства
при этом усложняется. В практике стремятся применять систему
разработки с наибольшей длиной очистного забоя, при которой
возможно успеть произвести отбойку и уборку песков и зачист-
ку плотика до разрушения основной крепи горным давлением.
Устойчивость кровли оказывает решающее влияние на выбор
длины очистного забоя и системы разработки. Увеличение длины
очистного забоя сокращает объем нарезных и подготовительных
работ.
На россыпях оставление целиков в очистном пространстве
для поддержания кровли в большинстве случаев не удешевляет
разработку, так как сокращение затрат на крепление обычно не
перекрывает увеличения расходов на отбойку и уборку песков
(буровзрывные работы и уборка песков из лавы более трудоем-
ки). Необходимо стремиться применять систему разработки,
обеспечивающую наименьшие потери песков в очистных выра-
ботках.
Во время очистной выемки подработка неметаллоносного
плотика и кровли необходима для сокращения потерь песков.
Однако при разработке тонких пластов высота очистного про-
странства определяется наименьшей вынимаемой мощностью.
В этих условиях необходима большая подработка плотика и
кровли и получается значительное разубоживание песков, вслед-
ствие чего суточная добыча металла значительно уменьшается,
640
Подземный способ разработки
Для таких месторождений важно внедрение системы разработки,
обеспечивающей наименьшее разубоживание. Наименьшую вые-
мочную мощность необходимо установить на основании опытных
работ.
При более быстром перемещении очистного забоя кровлю
удается поддерживать более легкой крепью, поэтому достижение
значительных скоростей перемещения очистного забоя является
одним из требований, предъявляемых к системе разработки.
Система разработки должна обеспечивать безопасные усло-
вия труда, возможно максимальную механизацию работ, высо-
кую производительность труда, экономически допустимые потери
и разубоживание песков и низкую себестоимость добычи песков.
1. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ ЛАВАМИ
Система разработки с отступающей лавой. Очистной забой-
лава имеет обычно длину 30—60 м и перемещается от границы
поля к подъемному стволу (рис. 242) параллельно первоначаль-
ному его положению. На узких россыпях длина лавы может быть
сокращена, но не бывает менее 25 м. Шахтное поле предвари-
тельно нарезают откаточными продольными штреками, а на ши-
роких россыпях и поперечными .штреками таким образом, чтобы
выдержать необходимую длину лавы. Подготовка производится
по пласту в основном с пограничными вентиляционными шурфа-
ми или с пограничными вентиляционными штреками. На
рис. 242, а показана система разработки с отступающей лавой
при вскрытии наклонным стволом 1 и подготовке с пограничны-
ми вентиляционными шурфами и пограничным продольным от-
каточным штреком 2. Откаточный штрек проходит вдоль гра-
ницы россыпи и после проведения его расширяют на 2—3 м для
того, чтобы создать место для установки скреперной лебедки.
Рассечка 3 образует первоначальный очистной забой — лаву.
В конце рассечки проходят шурф 4. Из рассечки очистные ра-
боты можно вести в обе стороны. В сторону внешней границы
шахтного поля очистные работы ведут в тех случаях/когда сред-
нее содержание на протяжении всей длины забоя выше борто-
вого. Эти площади за границей шахтного поля отрабатывают
наступающим забоем, что связано с большими обнажениями
кровли. После отработки площадей за границей шахтного поля
очистные работы переводят на другую сторону рассечки, и лава
перемещается в направлении к подъемному стволу. Рабочая дли-
на лавы постоянна, что облегчает организацию буровзрывных
работ, уборку песков и крепление очистного пространства. Ее
длину полностью используют для очистной выемки.
Наименьшую выемочную мощность принимают 1,3 м. Кровлю
пласта подрабатывают на 0,1—0,2 м. Глубина задирки плотика
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
641
зависит от его металл сносности, наименьшей выемочной мощнос-
ти и мощности пласта, но принимается не менее 0,2 м.
При разработке пластов. малой мощности соблюдение наи-
меньшей выемочной мощности приводит к большому разубожи-
ванию песков.
На одном из приисков установлено, что с изменением выемочной мощ-
ности от 1 до 1,4 м производительность труда бурильщиков, забойщиков,
скреперов, крепильщиков и рабочих по зачистке плотика снижается и со-
ставляет при мощности пласта 1,4 м — 100%; 1,3 м — 97%; 1,2 м — 93%;
Рис. 242. Система разработки с отступающей лавой
1,1 я — 89% и при 1 м — 80% Кроме того, при уменьшении выемочной мощ-
ности с 1,4 до 1,2 м ухудшаются показатели по буровзрывным работам: киш
шпура снизился с 0,96 до 0,93, выход горной массы на 1 м шпура уменьшился
с 0,93 до 0,66 м3; на 1 я3 песков увеличивается расход: аммонита с 0,65 до 0,86 кг,
капсюлей-детонаторов с 0,67 до 1,1 шт., огнепроводного шнура с 1,34 до 2 я.
Наименьшие затраты на очистные работы при мощности пласта 0,7 м были
достигнуты при выемочной мощности 1,2 м.
Наибольшая высота очистного забоя при системе разработки с отступа-
ющей лавой не превышает 2,5—3 м.
Отбойку мерзлых песков производят буровзрывными работа-
ми. Глубина шпуров принимается 1,3—1,6 м, а подвигание забоя
1,0—1,4 м. Прямолинейность лавы следует поддерживать изме-
нением глубины шпуров в выступах и впадинах лавы.
41 С. М. Шорохов
642
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Наклон шпуров в горизонтальной плоскости принимают в за-
висимости от направления отброса песков и способа поджигания.
Наиболее распространен пучковый способ поджигания.
Взрывные работы в очистном забое и дробление крупных
глыб производят в перерывы между сменами.
Проветривание лавы зимой осуществляется с естественной
тягой, а весной и летом при помощи передвижного вентилятора,
который запускают после взрыва очистного забоя. На проветри-
вание лавы требуется около 30 мин.
Призабойное пространство крепят обычно во время обурива-
ния лавы. Новые ряды стоек или кустов устанавливают после
каждого перемещения забоя на расстояние, соответствующее
промежутку между рядами стоек. В местах образования заколов,
кроме того, устанавливают предохранительную крепь. Равно-
мерное подвигание забоя по всей длине лавы способствует по-
степенному нарастанию горного давления, облегчает управление
горным давлением и посадку кровли. Лес доставляют через
ближайший к лаве вентиляционный шурф. Для шахты с двумя
лавами обычно требуется один крепильщик.
Отбитые пески в лаве убирают и доставляют скрепером на
штреки, где работает второй скрепер. Ширина скреперной рабо-
чей полосы 7—10 м. Пески, разбросанные на больших расстоя-
ниях от забоя, оставляют до зачистки плотика.
Для обеспечения ритмичной — цикличной работы шахты
пески из лавы следует убирать в одну смену. Для этого емкость
ковша и мощность скреперной лебедки подбирают в зависимости
от объема отбитых песков и длины лавы. В противном случае
производят обратный расчет.
Бурение и уборку в двух смежных лавах производят попере-
менно: когда в одной лаве производится бурение, то во второй
уборка песков. В каждой лаве работает скреперная установка..
При двух смежно расположенных лавах одна скреперная уста-
новка может обслужить обе лавы (рис. 242, б, справа).
При разработке узких россыпей длина лавы обычно предо-
пределяется шириной россыпи. На широких россыпях длина лав
может быть различной. Длинные лавы можно допускать при весь-
ма устойчивой кровле. При длинных лавах сокращаются объемы
подготовительных и нарезных выработок, а следовательно, и за-
траты на разработку. Одновременно увеличение длины лавы
снижает производительность скреперной установки. Поэтому
увеличивать длину лавы при наличии скреперных лебедок опре-
деленной мощности целесообразно только до некоторого предела.
С увеличением выемочной мощности длину лав приходится
уменьшать. При разработке широких россыпей с устойчивой
кровлей и малой выемочной мощностью не следует принимать
длину лавы менее 40—50 м. Применение лав длиной более 40—
50 jw, даже при весьма устойчивой кровле, необходимо согласо-
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
643
вать с. Горным надзором, поскольку ПТЭ ограничивают их
длину.
При разработке лавой от границы шахтного поля расположе-
ние откаточных выработок изменяется в зависимости от размеров
и очертаний границ шахтного поля. Выработки следует распола-
гать так, чтобы объем подготовительных работ и сроки подготов-
ки были наименьшими. На россыпях шириной менее 50 м отка-
точный продольный штрек проводят по границе россыпи
г(рис. 242, а), на более широких россыпях его выгоднее распола-
гать посередине около продольной оси шахтного поля (рис. 242, б).
При средней ширине россыпи и коротких шахтных полях (около
100 м) целесообразнее проводить поперечный откаточный штрек
6 (рис. 243, а). Однако в этом случае шахта будет иметь только
две очистные лавы и суточная производительность шахты по
сравнению с предыдущим расположением будет меньше. При
этой же ширине россыпи, но большей длине шахтных полей
проходят откаточный продольный штрек 2 и откаточный попе-
речный штрек 6 (рис, 243, б). На широких россыпях от среднего
4Р
644
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
откаточного продольного штрека проводят в обе стороны откаточ-*
ные поперечные штреки (рис. 243, виг). Последовательность
работ показана римскими цифрами.
Так, откаточный продольный штрек пройден от околоствольного двора,
от него проведены откаточные поперечные штреки 3—6\ 4—7\ 5—8, а по внеш-
ней границе шахтного поля— рассечки 3—5 и 6—8 (рис. 243, в). На рис. 243, г
показана проектная схема отработки широкой россыпи. От подъемного верти-
кального ствола / запроектирован сборный откаточный поперечный штрек 5,
который выходит на откаточный продольный штрек 2, расположенный у про-
дольной оси шахтного поля. От последнего через каждые 50 м предусмотрены
Тех ни ко - экономические по
___________казатели
Дойна лабы, м 40
Выемочная мощность, м 7,3
Средняя глубина шпуроб,м КЗ
КИШ 0,77
Средняя уловка за цикл, м 1,0
Объем добытых песков ,м3 50
Расход В В, ке/м3 0,75
Число смен работы 8 сутки 3
График выходоб рабочих
по 3 павам
Прогрессия рабочих
Машинист подъемной
лебеоки
Машинист скрепера у
бункера
Рабочие скрепера
Крепильщик
бурильщик
Электрослесарь
взрывник
Пымедел
Машинист скрепера
лабы
Рабочий по зачистке
плотика
ИГ
Все
го
Смены
----\ЯТ
Рис. 244. Планограмма:
/ __ бурение; 2 — взрывание и проветривание; 3 — уборка; 4 — крепление
поперечные откаточные штреки 6 и вентиляционные 7. По внешней границе
шахтного поля намечены рассечки 3. Вентиляционные шурфы 4 расположены
около среднего откаточного продольного штрека.
На рис. 242 и 243 показана работа лавами с отступающим
забоем при подготовке поля с помощью пограничных вентиляци-
онных шурфов. В случае подготовки поля посредством погранич-
ных вентиляционных продольных штреков (реже посредством
пограничных поперечных штреков) система разработки и орга-
низация очистных работ остаются те же, но изменяется располо-
жение подготовительных выработок. Например, для узких россы-
пей расположение подготовительных выработок показано на
рис. 236, б; для условий, -показанных на рис. 242, б проходят
два дополнительных вентиляционных продольных штрека по
длинной стороне шахтного поля и два вентиляционных, шурфа;
Рис. 245. Система с отступающей лавой для
шахтного поля большой длины
646
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
для условий, показанных на рис. 243, а, по границам поля поперек
его проходят два дополнительных вентиляционных поперечных
штрека и два шурфа.
На рис. 244 показана планограмма организации очистных
работ один цикл в сутки для трех лав при трехсменной работе.
В таких условиях каждая лава выдает пески в течение одной
смены, а шахта в течение трех смен. При одном цикле в сутки
очистные работы производятся в строго установленном порядке
повторяясь один раз в сутки.
При цикличной работе все рабочие заранее знают необходи-
мое время выполнения отдельных процессов в каждой лаве, это
дисциплинирует рабочих, повышает производительность труда,
создает более безопасные условия работ и позволяет лучше
использовать оборудование.
На рис. 245 представлена схема системы разработки, разра-
ботанная ВНИИ-1. Для левого крыла изображена схема при
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
647
подготовке поля вентиляционными пограничными шурфами при
глубине россыпи Г5 м, на правом крыле показана подготов-
ка пограничными вентиляционными продольными штреками для
россыпи глубиной 30 м. Перемещение песков по штреку преду-
смотрено ленточным транспортером, при длине шахтного поля
300 м. Штрек углублен в плотике на 1 м, ввиду чего погрузочный
полог представляет собой простой грохот. Для размещения ле-
бедки штрек расширен по пласту на 3 м. Заградительные щиты
в левой лаве устанавливаются на расстоянии 6,24—9,36 м. Пло-
тик зачищают при переносе щитов. На рис. 246 приведена плано-
грамма для левого крыла этой системы разработки. Предусма-
триваются две шестичасовые добычные смены с одночастным
перерывом и две пятичасовые вспомогательные смены.
Основные преимущества системы разработки с отступающей
лавой: 1) постоянная длина очистного фронта и величина про-
двигания забоев упрощают организацию работ в лаве, более
четкая и ритмичная работа в лаве и шахте; 2) упрощается управ-
ление горным давлением и сокращаются затраты на крепление;
3) на широких россыпях упрощаются подготовительные работы.
Недостатки системы: 1) увеличиваются относительные объемы
подготовительных и нарезных работ на россыпях шириной ме-
нее 50—100 м\ 2) увеличивается число скреперных лебедок и
снижается коэффициент использования их; 3) увеличиваются
сроки подготовки шахтного поля.
Основные показатели по системе приведены в табл. 61.
Таблица 61. Основные показатели по системам разработки мерзлых
россыпей подземным способом
Показатели Система с отступающей лавой Система с веерной лавой
Площадь шахтного поля, тыс. м2 5—40 До 5
Запасы песков, тыс. м3 6—55 1,5—10
Удельный вес подготовительных и нарезных ра- бот, % 5—11 3—9
Число лав на шахте 2—8 2—4
Длина, м: лавы 30—55 15—70
очистных блоков 60—160 —
Потери песков, % 1—2 2—3
Производительность шахты, м3/сутки: среднесуточная . 70—250 60—110
наибольшая 120—400 —
Число рабочих суток в месяц 24—27 24—27
648
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Продолжение табл. 61
Показатели Система с отступающей лавой Система с веерной лавой
Валовая выработка на одного рабочего в очист- ных работах, м3/смену 3,2—5,5 3,0—6,0
Расход ВВ, кг/м3 0,6—0,9 0,7—1,22
Расход крепежного леса на 1000 м3 песков, м3 . 12—20 17—25
Цеховая стоимость очистных работ, руб/м3 . . . 4,0—9,0 4,5—7,0
Распределение затрат по отдельным статьям цеховой себестои-
мости очистных работ на мерзлых россыпях следующее: 1) зара-
ботная плата с начислениями 35%; 2) материалы 25%; 3) элек-
троэнергия 5%; 4)текущий ремонт, амортизация, транспортные
расходы 16%; 5) цеховые расходы 19%. Проходческие работы
(работы по вскрытию) и нарезные работы обычно учитываются
отдельно и затраты по ним составляют 40—60% от затрат на
очистные работы.
Систему разработки с отступающей лавой применяют на мерз-
лых россыпях шириной более 40—100 м, на хорошо разведанных
полях с точно установленными границами, при мощности пласта
до 2,2—3 м и при устойчивой и средней устойчивой кровле. Око-
ло 50% песков из мерзлых россыпей добавляют этой системой.
Система разработки с веерной лавой. Длина лавы изменяет-
ся от 25 до 70 м, подвигается она по вееру (рис. 247, а) с углом
поворота 35—200°. Центром поворота является бункер для прие-
ма пескову околоствольного двора 1. При веерном подвигании ла-
вы длина ее даже при постоянной ширине россыпи все время
меняется. На узких россыпях длина лавы может уменьшаться
до 15 м.
Подготовка производится по пласту с пограничными венти-
ляционными шурфами (рис. 247, а). От околоствольного двора 1
посередине шахтного поля проходят рассечку 5, которая образу-
ет две лавы. Откаточных выработок при небольших шахтных по-
лях не проходят и объем подготовительных работ при этой систе-
ме мал.
Наименьшая высота очистного пространства принимается
1,3 м. Организация буровзрывных работ из-за веерного переме-
щения забоя осложняется. Лаву при общей длине меньше 50 м
разделяют на две части: переднюю часть постоянно обуривают
на клин с глубиной шпуров от 0,6 до 1,8 м. Острую часть клина
обуривают и подрывают через два-три ухода передней полулавы,
располагая шпуры с большим наклоном (рис. 247, а), а в уда-
ленной части полулавы — задают врубовые шпуры предельной
глубины. С изменением глубины шпура изменяют и величину
заряда. Во избежание обцазования уступа, затрудняющего
Рис. 247. Система разработки с веерной лавой
Ъ50 ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
перемещение ковша скрепера, отбойка передней части полулавы
должна опережать отбойку в задней полулаве.
Удаленную часть полулавы обуривают попеременно вначале
на клин, а затем на постоянную величину ухода (рис. 247, а).
Организация взрывания и проветривания такая же, как и при
системе разработки отступающей лавой.
Неравномерное перемещение забоя усложняет управление
Торным давлением и увеличивает затраты на крепление. Вырабо-
танное пространство у неподвижной части лавы необходимо под-
держивать в течение всего срока отработки шахтного поля, обычно
его закрепляют тремя-семью кострами. Призабойное простран-
ство закрепляют рядами стоек, кустов и органной крепи. Ряды
крепи устанавливают по радиусам, и расстояние между ними
меняется. Поэтому часть рядов устанавливают от начала лавы,
на расстоянии 1/4—1/3 ее длины. Обычные расстояния между
рядами выдерживают только в средней части лавы, удаленной
от начала на 2/з длины лавы. Расход крепежного леса на 5—30%
выше, чем при системе разработки отступающей лавы.
Уборку песков из левой и правой лав осуществляют одной
скреперной установкой.
Работы в лавах производят в следующей последовательности.
В первую смену обуривают на клин верхнюю и нижнюю части
левой лавы 1. Во вторую смену убирают отбитые пески и обу-
ривают на клин верхнюю и нижнюю части правой лавы. В третью
смену переносят ковш скрепера в правую лаву и убирают пески,
в левой обуривают заднюю половину лавы 2. В четвертую смену
переносят ковш в левую лаву, убирают пески в задней ее полови-
не и обуривают заднюю половину правой лавы. В пятую смену
вновь обуривают на клин 3 обе части левой лавы. Рассечки про-
ходят шириной 3 м, поэтому пока лавы не продвинулись одна от
другой на расстояние 6—10 м, невозможно совместить в одной
смене уборку песков в одной и бурение в другой лаве. В это вре-
мя в каждой лаве за сутки выполняют не более половины цикла,
,в дальнейшем работы ведут по одноцикличному графику.
Работы на шахтах выполняются в две или три шестичасовые
•смены.
При длине лав 70 м к отработке передней части лавы протя-
женностью 20 .и обычно приступают тогда, когда задняя часть ла-
вы уже отработана и общая длина лавы уменьшается (рис. 247, г),
вследствие чего веерный забой превращается в диагональный.
У основания веера лава подвигается весьма медленно, что
препятствует свободному прогибу кровли и вызывает усиленное
Торное давление на забой. В таких местах устанавливают уси-
ленную крепь. Неравномерное горное давление затрудняет веде-
ние очистных работ, особенно когда лавы двигается навстречу
одна другой. Это вызывает необходимость оставления вблизи
ствола целик.
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
651
Средние расстояния перемещения песков из лавы к околоство-
льному двору при веерной лаве сокращаются и в два-три раза
уменьшается число скреперных установок. Поэтому, несмотря
на несколько повышенные затраты на крепление и бурение, об-
щая стоимость добычи песков при устойчивой кровле и на неши-
роких россыпях на 2—5% ниже, чем при системе разработки
с отступающим забоем.
Расположение рассечек и откаточных штреков может изме-
няться в зависимости от размеров шахтного поля и необходимого
числа рабочих лав. На шахтах малой производительности, где
достаточно иметь две лавы, и при малых шахтных полях рассечку
проходят посередине шахтного поля поперек россыпи
(рис. 247, а). В этом случае получается наименьший объем ра-
бот по проходке рассечек.
На рис. 247, б от околоствольного двора проведены две рас-
сечки, расположенные по диагонали шахтного поля, которыми
нарезаны четыре лавы. Производительность шахты в этом случае
возрастает и сокращается срок отработки шахтного поля. Эту си-
стему часто называют системой разработки с двойным веером.
Объем нарезанных работ при диагональном расположении рас-
сечек увеличивается. Длина лавы при этом вначале наибольшая,
а по мере подвигания ее уменьшается (см. рис. 247, б). Поэтому
во время очистных работ лаву удлинять не нужно и наиболее
трудоемкие и малопроизводительные работы по удлинению лавы
отпадают. Кроме того, при диагональной нарезке отработку
прирезок — промышленных площадей, обнаруженных за грани-
цей подсчета запасов, можно произвести без дополнительных под-
готовительных работ. Условия поддержания кровли при этом
ухудшаются (см. заходку XI рис. 247, б), поэтому кровля долж-
на быть весьма устойчива.
При длине шахтного поля более 120 м кроме рассечек про-
ходят еще откаточные продольные штреки. На рис. 247, в пока-
зана отработка шахтного поля длиной 200 м при глубине россы-
пи 27 м, так называемым двойным последовательным веером. От
околоствольного двора проведены два диагональных штрека 2,
которые переходят в рассечки 3, на концах рассечек пройдены
вентиляционные шурфы 4. Скреперные лебедки расположены
в околоствольном дворе и местах соединения штреков с рассечка-
ми. На рис. 247, г показана отработка узкой россыпи при длине
шахтного поля 300 м и глубине россыпи 36 м. Откаточные про-
дольные штреки 2 пройдены посередине шахтного поля. Не дохо-
дя 50—60 м до границы поля, штреки переходят в рассечки 3.
Перегрузочные дворы на штреке расположены на расстоянии
50—60 м. Пески перемещаются скреперными установками с од-
ной и двумя перегрузками. При этой системе разработки с трой-
ным последовательным веером производительность труда сни-
жается из-за большой протяженности скреперной доставки.
652
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Основ1ные преимущества системы разработки с веерной ла-
вой: 1) небольшой объем нарезных и подготовительных работ и.
более короткие сроки подготовки шахтного поля, особенно при
разработке россыпей шириной менее 50—100 м\ 2) сокращается
число скреперных установок, а следовательно, и количество
занятых рабочих добычной бригады; 3) облегчается отработка
прирезок, что имеет большое значение при разработке плохо раз-
веданных россыпей.
Недостатки: 1) сложность управления кровлей и повышенный
расход леса; 2) переменная длина
очистного фронта работ
и сложность организа-
ции работы, вследствие
чего при одинаковой
длине лав производи-
тельность шахт умень-
шается на 10—20%.
Основные показате-
ли по системе приведе-
ны в табл. 61.
Систему разработки
с веерной ла-вой приме-
няют на мерзлых рос-
сыпях шириной менее
40—80 м и мощностью
пласта до 2,5 м, при
весьма устойчивой и
устойчивой кровле. За
последние годы 40%
мерзлых песков добы-
валось с применением
этой системы.
з
170м
Рис. 248. Система разработки веер-
ноотступающей лавой
Система разработки с Ъеерно-отступающей лавой. В этом
случае обычно наиболее удаленные площади шахтного поля
отрабатывают веерной лавой (рис. 248), а ближние — отступа-
ющей лавой. Такое сочетание двух систем сокращает длину
откаточных продольных 2 и поперечных 5 штреков, проходку
которых останавливают в 40—70 м от границы шахтного поля
и заменяют рассечкой 3. Сокращается и общая протяженность
рассечек. Так, для системы, показанной на рис. 248, протяжен-
ность откаточных поперечных штреков сократилась на 34% (не
считая откаточного штрека 2 между стволами), а рассечек—на
47% по сравнению с отработкой этого же поля, только отступа-
ющей лавой. Сокращается также и время подготовки шахтно-
го поля. Веерно-отступающей лавой добывают до 10% песков на
мерзлых россыпях и применяют ее в тех же условиях, что и си-
стему с отступающей лавой, но на более широких россыпях, и для
отработки шахтных полей с неправильными границами.
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
653
Система разработки с наступающей лавой. При этой системе
разработки лава перемещается от ствола к границе шахтного
поля без опережающих очистной забой подготовительных выра-
боток. При этом околоштрековых целиков не оставляют. Эта сис-
тема является видоизмененной сплошной системой разработки,
при которой для поддержания штрека в выработанном простран-
стве оставляют целики. Основным преимуществом системы яв-
ляется отсутствие подготовительных выработок и быстрое раз-
витие очистной добычи. Систему с наступающей лавой применя-
ют на мерзлых россыпях редко, только при ширине менее 20 м.
Выработанное пространство закрепляют деревянными стойками
и кустами. Откаточный путь ограждают от выработанного про-
странства органной крепью.
Систему с наступающей лавой можно применять только с раз-
решения горного надзора при весьма устойчивой кровле на узких
мерзлых россыпях или в качестве вспомогательной при системе
разработки с отступающей лавой для отработки прирезок —
промышленных площадей, обнаруженных за границей подсчи-
танных запасов (рис. 243, в, забой у точек 5, 5, 7). В последнем
случае забой удаляется от массива не более чем на 15—20 м.
2. СТОЛБОВЫЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
Система разработки длинными столбами. На талых россыпях
применяют на некоторых шахтах систему разработки длинными
столбами (рис. 249). Шахтное поле при этой системе нарезают на
столбы в зависимости от устойчивости кровли с расстоянием
между продольными штреками 20—30 м, а между просечками-
поперечными штреками 10—25 м. Откаточный продольный штрек
1 стремятся углубить в плотик с таким расчетом, чтобы основа-
ние просечек 2 располагалось выше. Этим облегчают скреперную
доставку песков из просечек на ленточный транспортер в отка-
точном штреке. Очистные работы начинают от наиболее удален-
ного столба в направлении к подъемному стволу шахты. Техно-
логия очистных работ аналогична системе с отступающим забо-
ем. Отбойку песков производят взрывными работами по всей
ширине столба между просечками одним забоем. Пески убирают
на просечку скрепером и доставляют на транспортер откаточно-
го продольного штрека. Выработанное пространство закрепляют
рядами стоек, костров и органной крепью так же, как и на мер-
злых россыпях. Плотик зачищают на расстоянии 6—10 м от за-
боя, после чего кровлю обрушают. Забой в смежном столбе отста-
ет от передового на 3—5 м.
Вдоль откаточного продольного штрека оставляют целики,
которые в дальнейшем частично отрабатывают при погашении
или возводят каменные укладки стены из крупного камня. Про-
изводительность труда рабочего по шахте составляет
654
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
1 —1,5 м?1смену; расход леса 30—50 jw3 на 1000 м3 песков; расход
В В 0,1—0,3 кг!м3. Стоимость добычи 13—18 руб 1м3.
Эту систему разработки с длинными столбами применяют на
талых россыпях, когда породы сцементированы и относятся к по-
родам средней устойчивости.
На ленских приисках в опытном порядке применяют систему
разработки длинными столбами на россыпях с малоустойчивой
и неустойчивой кровлей. Эту систему в литературе называют
Рис. 249. Система разработки длинными стол-
бами:
1 — откаточный продольный штрек; 2 — просечка
длинными столбами с забоем лавой и применяют в двух разно*
видностях — с продольными лавами и поперечными короткими
лавами [78]. Последняя разновидность более близка к системе
с длинными заходками.
При системе разработки длинными столбами с продольными
лавами расстояние между просечками принимают от 9,75 до
13 м. Забой-лаву располагают в продольном направлении рос-
сыпи, как указано на рис. 249, причем порядок отработки стол-
бов такой же, как у предыдущей системы. Опережение забоя в
смежном столбе 3—4 м. Отбойку песков производят отбойными
молотками, а для подработки плотика и дробления крупных ва-
лунов применяют буровзрывные работы. Механизация уборки
песков из лавы облегчена и для доставки песков на просечки
можно использовать канатные скреперы и легкие, забойные
транспортеры.
Крепление очистного пространства производят со сплошной
затяжкой кровли верхняками (перекладками), которые сначала
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
65&
подпирают короткой подхватной крепью (мараказа-ми) (рис.
252, а, 1-я заходка слева), а затем обычными подхватами. Под-
хваты устанавливают в два ряда. Сначала две подушки подхва-
тов ставят под концом верх-няка рядом, а следующие два на рас-
стоянии 40—50 см так, чтобы концы подушек перекрывали друг
друга примерно на 30 см. Крепление очистного пространства со-
четают с обрушением кровли, а на валунистых россыпях с за-
кладкой выработанного пространства камнем. Извлечение леса
при обрушении кровли несколько затруднено. Поэтому данную
систему лучше использовать на валунистых россыпях с заклад-
кой выработанного пространства камнем [78]. При неустойчивой
кровле эта система широкого распространения не получила
и используется обычно в сочетании с заходками для отработки
столбов при достаточно ровном плотике. При четкой организации
очистных работ производительность забойных рабочих на 15—
50% выше, чем при заходках. Кроме системы разработки с длин-
ными столбами ранее применяли системы разработки с корот-
кими столбами [94], которые в настоящее время не распрост-
ранены.
Система разработки длинными заходками» Длина очистного
забоя в зависимости от устойчивости кровли составляет 3—4,5 м
и соответствует ширине отрабатываемой заходки (ленты). Шахт-
ное поле между стволами / и II нарезают просечками и продоль-
ными штреками на столбы размером 12—36 м по падению доли-
ны (в виде исключения до 60 м), а поперек долины размером
19,5—39 м (рис. 250). Каждый столб отрабатывают заходками,
расположенными параллельно падению, так -как плотик в этом
направлении имеет более выдержанное залегание.
Размер столба по падению, определяющий длину заходки,
выбирают в зависимости от устойчивости кровли. При большей
длине заходок увеличиваются затраты на доставку песков и кре-
пи, но сокращается объем нарезных работ. Длину заходок и раз-
меры столба по падению выбирают по опытным данным исходя
из возможности отработки заходки и зачистки плотика до раз-
рушения основной крепи.
Размеры столба по простиранию зависят от россыпи: при
ширине россыпи 50—80 м он составляет 25—30 м, а на широких
россыпях до 200 м увеличивается до 40—50 м. В зависимости от
размеров столбов из подготовительных и нарезных выработок
добывают 25—20% общего запаса песков.
На валунистых россыпях откаточные и вспомогательные
продольные штреки крепят каменной укладкой, а при отсутствии
камня закрепляют усиленной крепью с подхватами.
К очистной выемке приступают после окончания нарезных
работ в верхнем или нижнем крыле шахтного поля. Зарезка
первых заходок начинается в наиболее удаленных пограничных
столбах на нижнем и верхнем крыльях поля. При этом на.
<656
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
правом и левом крыльях поля заходки зарезают только в одном
столбе и очистная выемка осуществляется в одной заходке 4
каждого столба. Во второй (предыдущей) заходке 3 в это время
зачищают плотик, а третью (рис. 250) заходку столба 2 подго-
товляют к обрушению или производят в ней закладку.
Рис. 250. Система разработки
длинными заходками:
I — подъемный ствол; II — вентиляцион-
ный ствол; III — целик; IV — основной
продольный штрек; V — транспортер;
VI — монорельс; VII — каменные уклад-
ки: V///— очистная заходка; IX — за-
ходка в зачистке: X — заходка в заклад-
ке или в подготовке к обрушению
В смежном столбе в направлении к подъемному стволу
заходки зарезают с отставанием на одну. При таком порядке
ведения работ очистные забои располагают по наклонной линии
X — X (рис. 250), расположенной под углом а к продольной
оси россыпи. Величина этого угла зависит от длины заходок, т. е.
от размера столбов по падению. С увеличением ширины столба
угол а уменьшается и увеличивается время на развитие наиболь-
шей добычи. Число отрабатываемых заходок в верхнем и нижнем
крыльях шахтного поля зависит от ширины россыпи.
При описанном порядке ведения очистных работ в каждом
столбе выемка песков производится в забое ограниченной длины.
Поэтому данной системе свойственно рассредоточение очистных
забоев при малой их производительности.
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
657
Наиболее распространены заходки шириной поверху 3,25 м.
На Ленских россыпях такая ширина заходок общепринята. Это объяс-
няется тем, что движения рабочих в забое во время выемки песков не стесне-
ны, а трудоемкость и затраты на крепление наименьшие, поскольку возведе-
ние крепи в больших заходках более трудоемко. Кроме того, сокращается
расход леса, так как его доставляют в бревнах длиной 6,5 м.
Наименьшую выемочную мощность заходки принимают 1,6 м,
а наибольшую 3 м. Отрабатывать заходки стремятся в направле-
нии от подъемного ствола в сторону выработанного пространства,
что создает более безопасные условия труда.
При длине заходок более 25 м их отрабатывают с двух сто-
рон встречными забоями с доставкой песков на смежные просеч-
ки. Расстояние доставки при этом сокращается вдвое.
1800-Л—-800.(
^00^600^600^
А
Рис. 251. Очистная заходка
Для упрощения организации работ каждой заходке присваи-
вают условное обозначение. Наиболее удобно обозначать заход-
ки в виде двойной дроби, например третья заходка в столбе
«11/7 Н» обозначается «11/7 Н/3».
Выемку песков производят с подработкой плотика на глубину
его металлоносное™. В трещиноватом плотике, образованном
сланцами или известняками, плотик приходится подрабатывать
на 1—1,5 м, а иногда на 2 м и в отдельных забоях он занимает до
70% высоты забоя. На ряде шахт объем подрабатываемого
металлоносного плотика достигает 50% выдаваемых песко,в.
В таких условиях отбойку песков производят буровзрывными ра-
ботами. Примерное расположение шпуров показано на рис. 251.
Глубина шпуров в зависимости от подработки плотика и воз-
можной величины уходки забоя изменяется от 0,6 до 1,3 м.
Взрывание шпуров огневое. Для большей сохранности крепи и
возможно меньшего сотрясения кровли заряды взрывают пооче-
редно в последовательности, указанной на рис, 251. Обуривание
42 С. М. Шорохов
658
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
плотика и больших валунов и взрывные работы производят в
третью, дополнительную, смену.
При весьма неустойчивой кровле заряды взрывают в два-три
приема во время добычной смены. В первую очередь взрывают
заряды в углах заходки, затем устанавливают крепь и только
после этого подрывают и убирают пески из средней части заходки-
Подвигание забоя за добычную смену составляет 0,5—0,7 м.
Если подрабатывать плотик не нужно, взрывные работы при-
меняют только для отбойки песков повышенной крепости и раз-
делки валунов. Для обрушения песков средней крепости исполь-
зуют отбойные молотки. Из забоя необходимо убрать 3—5 м3
песков за смену. Доставку песков на просечку или продольный
штрек производят с помощью легких переносных конвейеров.
Выработанное пространство поддерживается деревянной кре-
пью с частичной закладкой или деревянной крепью с последую-
щим обрушением кровли.
Очистные заходки закрепляют одновременно с отбойкой и
уборкой песков по забой сплошными неполными рамами. С от-
ставанием на 5—8 м в заходке устанавливают подхватную крепь.
Верхняк, (огниво) неполной рамы может быть установлен путем
укладки со стороны отработанной заходки на особо устанавли-
ваемый короткий подхват (мара-каз) (рис. 252, а) или же на
верхняк предыдущей заходки (рис. 252, б).
При первом способе на лапе — кривом (фальшивочном) ломе,
как обычно (см. рис. 237, а) подвешивают два-три верхняка, ко-
торые дополнительно подкрепляют временной стойкой (мальчи-
ком) (рис. 252, а) с подушкой. Затем по мере выемки песков в
забое подвешивают еще два верхняка также на ломе. После это-
го под все верхняки устанавливают короткий подхват, состоящий
из подушки длиной 0,9 м и двух стоек. Установка верхняков на
коротких подхватах упрощает работы по обрушению и извлече-
нию леса. Второй способ установки верхняков «с огнива на огни-
во», т. е., когда верхняк разрабатываемой заходки укладывают
на верхняк рамы предыдущей заходки (рис. 252, б), применяют
при более устойчивой кровле. При креплении очистных заходок
этими способами сокращается расход леса.
На стойки используют лес диаметром 18—20 см, на верхня-
ки 20—22 см, на подхваты 22—30 см, на подхватные столбы 20—
25 см, на распорки 12—16 см.
На валунистых россыпях при выемке и уборке песков в забое
остается большое количество валунов, которые обычно убирают
в ближайшую заходку на зачищенный плотик и используют их
в качестве закладочного материала. На валунистых россыпях
камнем забутовывают до 60% объема выработанного простран-
ства. При недостатке камня выкладывают только удлиненные
столбы, которые и поддерживают кровлю. Заходка, в которой
производится забутовка, отстает от добычной на одну заходку,
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
659
в которой зачищают плотик. Работы по закладке весьма тру-
доемки, а извлечение леса затруднено, что ведет к увеличению
расхода леса на 1 м3 песков. Однако при таком способе поддер-
жания выработанного пространства можно отрабатывать
Рис. 252. Крепление очистных заходок
отдельные раздувы пласта мощностью более 3 м и весьма мощ-
ные пласты. В таком случае сначала отрабатывают нижний<
3-метровый слой с закладкой, а затем верхний слой песков.
При закладке не нарушается кровля, что важно, если в* ле-
жащих выше торфах имеются илистые водоносные прослойки,,
а также, если необходимо сохранить поверхность от оседания*
42*
660
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На маловалунистых россыпях камень используют для воз-
ведения лицевых укладок в продольных штреках. Когда камень
имеется в избытке, вспомогательные продольные штреки могут
быть заложены им полностью, но при этом крепежный лес не
извлекают.
При поддержании выработанного пространства креплением
с обрушением кровли к частичному извлечению леса к обруше-
нию приступают после выемки песков во всей заходке и зачи-
стке плотика. Обрушение кровли содействует уменьшению гор-
ного давления в смежных рабочих заходках. Извлечение крепи
и обрушение кровли отстают от добычной заходки на одну за-
ходку. Камень в обрушаемую заходку из добычной заходки в
этом случае не забрасывают, а избыток выдают на поверхность.
Бригада рабочих по извлечению крепи обслуживает ряд забоев.
В зависимости от условий извлекают до 60—78% леса, из кото-
рого половина пригодна для повторного использования. Повреж-
денный лес используют при возведении каменных укладок.
При поддержании выработанного пространства деревянной
крепью с обрушением кровли расход крепежного леса меньше
на 10—15%, чем при предыдущем способе, и число рабочих, за-
нятых на добыче песков, сокращается примерно на 10%. Однако
увеличиваются потери песков в раздувах пласта, когда мощность
его превышает 3 .и, так как выемка их затруднена или даже не-
возможна. Кроме того, обрушение кровли, связанное с оседа-
нием поверхности, требует более полного осушения россыпи.
Разборку крепи для разрезки заходки производят осторожно
во избежание обрушения кровли и образования купола. Для
этого вначале в месте разрезки заходки усиливают крепь
(рис. 252, г). Когда все стойки вынуты, подвешивают подлап-
ник (рис. 252,г), а затем устанавливают его на прочных стол-
бах. В дальнейшем подрабатывают породы под первый пере-
клад, который подвешивают на ломе. Последующие работы по
проходке и креплению ведут обычным способом.
Когда расстояние между забоем заходки и просечкой сокра-
тится до 2—3 ж, устанавливают тщательное наблюдение за кров-
лей и проверяют состояние крепи в просечке. В месте выхода
заходки просечку следует закрепить подхватами. При мало-
устойчивой кровле удается подойти забоем к встречной выра-
ботке, подвешивая огнива и устанавливая неполные дверные
оклады. При неустойчивой кровле, не доходя 0,6—0,8 м до вы-
работки, прекращают навеску огнив и вырабатывают простенок
в одном из верхних углов до выработки и укладывают на огни-
ва затяжки (рис. 252, д). Если неустойчивы и боковые породы,
бока выработки закрепляют также боковыми затяжками. При
весьма неустойчивой кровле доработку забоя производят с за-
бивной крепью с короткими палями (рис. 252, е).
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
661
В первую смену в заходке работает звено из трех рабочих
по выемке песка, во вторую — убирают валуны и доставляют
лес и в третью — производят бурение и взрывные работы. Наи-
лучшей организации труда можно достигнуть, когда за бригадой
в составе 25—32 рабочих закрепляют 20—25 забоев.
Система разработки длинными заходками наиболее распро-
странена на талых россыпях при неустойчивой кровле и неров-
ном плотике. Значительное рассредоточение очистных забоев
в сочетании с усиленным креплением позволяет отрабатывать
россыпи с неустойчивой кровлей, однако это затрудняет меха-
низацию доставки песков от забоев, поэтому показатели в очи-
стных работах немного выше, чем в нарезных. Длина заходок
значительна, вследствие чего несколько сокращается объем на-
резных работ. Производительность труда при этой системе не-
большая, а стоимость добычи высокая.
При данной системе происходит замедленное развитие фрон-
та очистных работ, причем с начала выдачи песков из очист-
ных забоев до разворота добычи на полную мощность происхо-
дит не менее 4—6 месяцев. Период наибольшей добычи из очи-
стных работ короче, чем при других системах. Система
применима на россыпях шириной более 40 ж, а также на боль-
ших шахтных полях с большим сроком существования при не-
устойчивой кровле. На россыпях с плывунами или сыпучими
породами и с весьма неустойчивой кровлей применение этой си-
стемы нецелесообразно.
Основные показатели по системе разработки с длинными за-
ходками при частичной закладке приведены в табл. 62.
Таблица 62. Основные показатели по системам разработок
талых россыпей подземным способом
Показатели Система с длинными заходками и частичной закладкой Система с короткими заходками и частичной закладкой
Удельный вес подготовительных и нарезных ра- бот, % 15—25 30—45
Длина заходок, м 12—35 9,75—12
Среднесуточная производительность шахт, м3 . . Производительность труда забойного рабочего, м3/смену (и до 60) 150—400 60—250
1,1—1,5 0,8—1,2
Валовая выработка на одного рабочего по шахте без промывки, м3/смену Расход ВВ, кг/м3 0,4—0,7 0,35—0,50
0,1—0,4 0,1—0,3
Расход крепежного леса на 1000 м3 песков, м3 . Цеховая стоимость добычи 1 м3 песков, руб. (с учетом затрат на горноподготовительные рабо- ты, но без промывки) 100—160 120—230
25—30 30—35
662
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Распределение затрат по отдельным статьям цеховой себе-
стоимости очистной добычи талых песков следующее: 1) зара-
ботная плата с начислениями 45—47%; 2) материалы 16%, в
том числе: крепежный лес 8,5%, ВВ 1,5%; 3) электроэнергия
3,5%; 4) сжатый воздух 3,5%; 5) погашение горноподготови-
тельных работ 10%; 6) ремонт 2%; 7) амортизация 2,6%; 8) про-
чие расходы 1%; 9) цеховые 17%.
Систему разработки с длинными заходками иногда применя-
ют в нескольких разновидностях, отличающихся числом и рас-
положением очистных заходок в столбе. Так, на рис. 250, б
очистную выемку одновременно производят в трех смежных за-
ходках VIII, опережающих друг друга на 1 —1,5 м. В заходке
IX зачищают плотик, а заходку X закладывают камнем и под-
готавливают к обрушению. В остальном эта «система разработ-
ки с длинными отступающими смежными заходками» тожде-
ственна предыдущей.
На рис. 250, в выемка одновременно производится в трех за-
ходках VIII, забои которых находятся на одной прямой. Забой
закрепляют верхняками, которые опираются в каждой заходке
на двойные короткие подхваты. В заходке IX зачищен плотик,
а в заходках X извлекают крепь и обрушают кровлю. Обруше-
ние производят по отдельным заходкам. Эту систему разработ-
ки «с длинными смежными заходками» применяют на Ленских
приисках для отработки отдельных столбов на маловалунистых
россыпях. В литературе ее называют системой с длинными
столбами и короткими поперечными лавами.
При системах разработки с длинными смежными и отсту-
пающими заходками столбы отрабатывают быстрее, очистная
добыча производится в сосредоточенных забоях и облегчает
механизацию доставки и крепление.
Система разработки короткими заходками. Ширина заходки
(длина очистного забоя) изменяется от 2 до 3,25 м. Шахтное
поле нарезают на столбы продольными штреками, пройденными
на расстоянии 8,5 м один от другого, и просечками, пройденны-
ми через 8,5 или 9,75 м (рис. 253). Столбы отрабатывают заход-
ками по продольной оси россыпи. Отработку заходок и столбов
начинают с крайних углов поля и ведут к подъемному стволу.
При данной системе из подготовительных и нарезных выра-
боток получают до 35—45% общего запаса песков шахтного
поля.
Подготовительные и нарезные выработки закрепляют лице-
вой каменной укладкой. При отсутствии камня основной про-
дольный штрек закрепляют усиленной подхватной крепью.
Развитие очистных работ видоизменяется в зависимости от
способа поддержания выработанного пространства.
Выработанное пространство на валунистых россыпях под-
держивают деревянной крепью с частичной каменной закладкой,
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
663
а при отсутствии валунов применяют крепление с последующим
обрушением кровли.
На валунистых россыпях при применении частичной заклад-
ки очистные работы начинают с проходки посередине столба
заходки 1 (рис. 253, слева) шириной 2—3,25 м,
Заходки проходят с опережающей крепью с маскировкой
груди забоя и стенок выработки (рис. 237, б). Буровзрывные
работы применяют для подработки плотика и дробления валу-
нов. Заходку закрепляют сплошными неполными рамами. После
зачистки плотика ее закладывают камнем с прокладкой хвоей
или деревом (рис. 252, в). Затем отрабатывают заходку 2
(рис. 253, слева), ближайшую к границе россыпи, а затем 5,
250-350
Рис. 253. Система разработки короткими заходками:
/ — подъемный ствол; II — вентиляционный ствол; III — основной продольный штрек;
IV — вспомогательный продолный штрек; V — просечки; VI — каменные укладки
расположенную в стороне откаточного штрека. Порядок отработ-
ки заходок указан на рис. 253 арабскими цифрами. По мере
отработки столбов продольные штреки также закладывают
камнем.
На маловалунистых россыпях при работе с обрушением кров-
ли очистные работы начинают с отработки заходок от крайних
углов в направлении к подъемному стволу в такой же после-
довательности, как при разработке системы с длинными заход-
ками (рис. 253, справа). Размеры столбов в этом случае прини-
мают 9,75x9,75 м, вследствие чего несколько сокращается объем
нарезных работ. Организация работ в заходках такая же, как
при длинных заходках с обрушением кровли. Перед обруше-
нием частично извлекают крепь из выработанного пространства,
вследствие чего расход леса уменьшается примерно на 10—20%
по сравнению с закладкой. По мере отработки заходок вспомо-
гательные продольные штреки частично закладывают камнем.
Ввиду сложности работ в очистных забоях обычно каждый
забой закрепляют за одним звеном. Только отдельные звенья,
664
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
состоящие из опытных рабочих, допускают работать одновре-
менно в двух заходках, это позволяет лучше использовать вре-
мя и сокращает простои, вызванные взрывными работами. Пло-
тик зачищают и обрушают в выработанное пространство особые
бригады.
В каждом забое на одну добычную смену приходится две
вспомогательные. По шахте добыча производится в две смены.
Система разработки с ко-
роткими заходками мало рас-
пространена, применяется
только на талых россыпях в
наиболее тяжелых условиях при
весьма и совершенно неустой-
чивой кровле и неровном пло-
тике. Основные преимущества
системы: лучшие показатели
(по сравнению с длинными за-
ходками) при разработке рос-
сыпей с наименее устойчивой
кровлей и с неустойчивыми пес-
ками, а также наличие большо-
го числа очистных забоев, что
позволяет быстро увеличить
добычу и достигнуть нормаль-
ной производительности шахты
до окончания подготовитель-
ных и нарезных работ. Недо-
статки системы: наибольший
объем подготовительных и на-
резных работ, сложное -поддер-
жание выработок, требующее
больших затрат; низкая произ-
водительность труда рабочих и
высокая себестоимость добычи
песков, поэтому систему при-
меняют в основном при не-
больших шахтных полях с ко-
ротким сроком существования.
Основные показатели по
системе с короткими заходка-
ми с частичной закладкой при-
ведены в табл. 62.
Система разработки встречными заходками. В последние го-
ды при разработке талых россыпей с неустойчивой кровлей про-
изводили опыты по внедрению новых систем разработки со
встречными заходками с механизацией доставки песков и леса
(рис. 254).
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
665
Эту систему применяли для отдельных столбов на ряде шахт, разрабаты-
вающих валунистые Ленские россыпи. Каждую заходку отрабатывают с
восемью встречными забоями 2. Скрепер доставляет пески из заходки к по-
грузочному лотку ленточного транспортера на просечки. Валуны убирают из
забоев в выработанное пространство с помощью подвесной вагонетки по
монорельсу.
Нарезные выработки 1 закрепляют неполными рамами с подхватным
креплением. Заходки закрепляют сплошными неполными рамами. Валуны
укладывают в отработанной заходке и заходке, по которой перемещается
скрепер. Все забои одного столба обслуживаются комплексной бригадой.
К главным особенностям этой системы следует отнести: сосредоточение
очистных забоев, что позволяет механизировать доставку песков и леса
и отрабатывать заходки в четыре-пять раз быстрее, чем при системе раз-
работки с длинными заходками; производительность труда забойных рабо-
чих более высокая; из-за большого числа зарезок расход леса на 15—20%
выше, чем при системах с длинными заходками; более сложная организация
работ.
Ожидаемые показатели по системе: удельный вес подготовительных и
нарезных работ 14—18%, длина заходок 5 м; производительность труда за-
бойного рабочего 1,7—2,5 м3/смена. Расход крепежного леса на 1000 м3
песков 100—150 м3.
Слоевая система разработки. На глубоких россыпях встре-
чаются мощные пласты с раздувами до 4—6 м. На россыпях,
залегающих на известняках, в глубоких западениях, мощность
пласта достигает 10—15 м. В Ленском районе такие раздувы
на валунистых россыпях разрабатывают слоями мощностью 3 м
снизу вверх.
В слоях применяются системы длинных заходок с закладкой
выработанного пространства валунами. К работе в верхнем слое
приступают после закладки нижнего слоя, в том числе и ненуж-
ных выработок. Продольные штреки верхнего горизонта 1 сдви-
гают в сторону на одну заходку по отношению к нижним выра-
боткам, а просечки 2—наполовину ширины столба (рис. 255).
В местах их пересечения устраивают прочный деревянный на-
стил и люки для перепуска песков на нижний горизонт. Разви-
тие работ в верхнем слое зависит от размера отработанной и
забученной площади в нижнем слое. Размеры столбов прини-
мают при трех слоях — поперек россыпи 22,75 м, по падению
16,25 мм; при большем числе слоев размеры столбов увеличива-
ют на две ширины заходки.
При слоевой системе разработки снизу вверх число очистных
забоев увеличивается в 1,7—2,3 раза, количество песков, получае-
мых из подготовительных и нарезных выработок, составляет
35—40% запаса; расход леса увеличивается до 200 м3 на
1000 м3 песков, а объем закладочных работ достигает 60% объ-
ема вынутых песков. Производительность труда ухудшается.
Применима эта система только на каменистых россыпях.
Выбор системы разработки. При выборе системы разработки
необходимо в первую очередь учитывать устойчивость кровли и
крепость песков. Исходя из этого выбирают две- три системы, ко-
торые в рассматриваемых условиях смогут обеспечить наилучшие
666
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
_^700з
План нижнего слал План верхнего слоя
Штрек
Рис. 255. Слоевая система разработки заходками
СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ
667
показатели и безопасные условия труда. Например, для разра-
ботки широкой мерзлой россыпи с устойчивой кровлей и при
средней мощности пласта необходимо сопоставить системы с от-
ступающей и веерно-отступающей лавами. Задаваясь определен-
ным способом подготовки, устанавливают вначале объемы подго-
товительных и нарезных работ и сроки их проведения. Затем си-
стемы сравнивают по применяемому оборудованию и производи-
тельности труда, расходу леса и себестоимости добычи. При этом
необходимо учитывать разубоживание песков и потери в очист-
ных выработках. Так, пески могут быть оставлены в кровле в ме,-
стах раздува пласта, превышающего наибольшую выемочную
мощность в западениях плотика и в отдельных целиках, остав-
ленных в выработанном пространстве. Потери песков в охранных
и других целиках, зависящие от способа вскрытия, при сравне-
нии систем не учитывают. Особое внимание при выборе си-
стемы разработки необходимо обращать на безопасность усло-
вий труда.
Сопоставление систем разработок осложняется, если они резко
отличаются по разубоживанию и потерям. В этих случаях при-
ходится учитывать затраты не только на очистные работы и под-
готовку, но и на доставку песков к промывной установке и их
промывку. Кроме того, необходима оценка влияния потерь на
сроки существования шахты и себестоимость добычи с учетом
уменьшения извлечения запасов из месторождения. Методика
технико-экономического сравнения этих систем такая же, как
и при выборе способа разработки.
Глава VII. ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
Общая организация работ по промывке выданных на поверх-
ность песков зависит от разрабатываемой россыпи, мерзлой или
талой. На мерзлых россыпях отбойка песков производится бу-
ровзрывными работами без предварительной оттайки. Поэтому
пески выдают мерзлыми независимо от времени разработки
(зимой или летом) и направляют в песковый отвал. Промывают
эти пески только летом по мере оттайки. При этом оттаянные пес-
ки необходимо доставить из отвала к бункеру. Таким образом,
около шахтного ствола на мерзлых россыпях накапливаются
большие отвалы песков.
На талых россыпях пески из шахты поступают сразу на про-
мывку, поэтому при зимней добыче песков промывная установка
отепляется, а на поверхности около ствола имеются только отва-
лы хвостов.
1. ПЕСКОВЫЕ ОТВАЛЫ
Песковые отвалы отличаются по внешним очертаниям и спо-
собу образования, что зависит от выдачи песков по наклонным
или по вертикальным стволам. На мерзлых россыпях распоо-
668
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
странены наклонные стволы с односкиповым подъемом. Для
полной разгрузки на скипе устанавливают электровибратор.
Мерзлые пески разгружают из скипов непосредственно в от-
вал. По внешним очертаниям отвал приближается к конусу
(см. рис. 256), высота которого по мере выдачи песков постепен-
но увеличивается. Угол наклона откоса, по которому проложен
рельсовый путь для скипа, составляет о = 28 32° и равен
углу наклона ствола шахты. Другие стороны отвала имеют углы
естественного откоса мерзлых ’ песков у = 39-4-43° Теоретиче-
ский объем отвала песков Гот, м3, если не учитывать ширину
площадки для рельсовых путей, может быть уподо.блен объему
трехгранной пирамиды и половине кругового конуса и прибли-
женно определяется уравнением
Гот= 0,33ft3 ctgT(ctg о + l,58ctgT), (176)
где ft — высота отвала, м;
7 — угол естественного откоса мерзлых песков, град;
о — угол подъема рельсового пути, град.
Для средних углов откоса у = 40° и о = 30° уравнение объе-
ма отвала песков имеет следующий упрощенный вид:
Гот 1,45ft3. (177)
Образование отвала начинается с сооружения наклонной
деревянной рамы (эстакады) длиной 10—12 м (рис. 256), по
которой укладывают рельсовый путь для скипа. Раму устанавли-
вают на плоском отвале песков, отсыпанном скрепером во вре-
мя проходки околоствольных выработок. При этом предвари-
тельно площадь очищают от снега. Подъемную лебедку распо-
лагают за отвалом на расстоянии 15—20 м от основания отвала,
которого он достигнет при наибольшей своей высоте. На-
правляющий ролик подъемного каната укрепляют на раме в
верхней части рельсового пути. Для наращивания пути через
2—4 м на внешнем откосе отвала устанавливают рамы высотой
3—6 м. Наращивают путь отрезками длиной не менее 2,5—
3,0 м. Расход леса на рамы составляет 3—4 м3 на 1000 м3 пес-
ков.
Рельсовый путь на отвале наращивают также с помощью ме-
таллических выдвижных рам — головок (рис. 256). Прочную ме-
таллическую раму длиной 8—10 м укладывают на рельсовый
путь, а верхний конец поддерживают канатом с ручной лебед-
кой. Передвигают вперед раму с помощью особого воротка.
В этом случае не нужно сооружать деревянные рамы, а также
уменьшается время на передвижку и снижаются затраты на
обслуживание отвалов.
Работы на отвалах мерзлых песков выполняются в между-
сменные перерывы или в конце смены, когда все основные
работы по бурению и уборке песков закончены.
669
Рис. 256. Конусный песковый отвал:
/=-выдвижная рама, 2 — рельсовый путь; 3 — вороток для передвижения рамы;
4 — ролик для подъемного каната; 5 — зажимы; 6 — лебедка
670
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
При наращивании рельсового пути следует учитывать осадку
отвала, поэтому раму или шпалы устанавливают примерно на
20 см выше расчетного положения.
При* подъеме по вертикальному стволу мерзлые пески раз-
гружают непосредственно у ствола, затем канатным скрепером,
бульдозером или в вагонетках убирают в отвалы.
При откатке в вагонетках у ствола устраивают бункер. Рель-
совый путь вначале располагают на эстакаде для обеспечения
отвалу необходимой высоты и длины, затем по мере засыпки
пространства под эстакадой путь передвигают по вееру с углом
поворота 90—180°, благодаря чему отвал приобретает плоскую
поверхность (рис. 257).
По внешним очертаниям средняя часть отвала представляет
параллелепипед, с секторным основанием, а наружная часть
имеет форму трехгранной призмы; теоретический объем отвала
определяется уравнением
W = + Rh* (1 + 0,0087р) ctg у, (178)
где R — длина откаточного пути, м\
h — высота отвала, м\
Р — угол поворота рельсового пути, град;
у — угол откоса песков в отвале, град.
Рельсовый путь укладывают с уклоном равного сопротивле-
ния или с уклоном, обеспечивающим самокат груженых вагоне-
ток. Обратная доставка вагонеток в последнем случае произво-
дится канатом с помощью колонковой однобарабанной лебедки-
Для того чтобы длина отвала не сокращалась по мере оттайки,
конец пути располагают на клетках или рамах и устанавливают
упоры. Высота плоских отвалов 4—10 м, а длина пути откатки
30—60 м. Высоту отвала считают наивыгоднейшей 8 м. На
шахтах производительностью до 120—150 м? в сутки укладыва-
ют один рельсовый путь, на более крупных шахтах необходи-
мы два откаточных пути, которые передвигаются в противопо-
ложные стороны. Передвигаются и ремонтируются пути еже-
сменно 'во время перерывов в выдаче песков. Способ отсыпки
песковых отвалов с помощью вагонеток малопроизводителен и
4—6 рабочих бригады в течение смены вынуждены находиться
на отвалах, что в зимнее время нежелательно.
Для уборки мерзлых песков от ствола используют трехбара-
банные скреперные лебедки типа ЭЛСЗ-55. Лебедку устанавли-
вают в отепленном помещении около ствола шахты на насыпи
высотой 2—3 м, образованной бульдозером (рис. 257,6). Скре-
пером убирают пески от ствола и размещают их в отвал на рас-
стояние 60—70 м.
Уборка мерзлых песков от ствола в отвалы бульдозером об-
ходится дорого ввиду того, что он полностью не загружен и при
ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
677
больших морозах быстро изнашивается. Поэтому зимой бульдо-
зеры на отвалах стараются не применять.
Для ускорения оттайки мерзлых песков в летнее время ко-
нусные отвалы необходимо разваловать в плоские отвалы. К раз-
валовке приступают в конце зимы или ранней весной до начала
смерзания песков от проникновения в них воды. Разваловку на-
чинают с образования на вершине отвала площадки диаметром
около 8 м с помощью взрывных работ. Дальнейшую развалку
производят бульдозером, который сначала по боковой поверхно-
сти отвала проходит въезд от основания отвала к верхней пло-
щадке. Объем работ по разваловке отвала зависит от необхо-
димой площади поверхности плоского отвала, которая должна
быть достаточной для оттайки на поверхности отвала, объема
песков, соответствующего суточной производительности про*
мывной установки.
672
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Глубина оттаивания песков с поверхности отвалов за сутки
в 1,5—2 раза превышает глубину оттаивания на целиковых
площадях и для центральных районов колымских россыпей при-
нимается равной 15 см.
Во время разваловки конусного отвала неизбежна перевалка
песков, причем объем перевалки зависит от высоты плоского
отвала. Для песков небольшой влажности и при отсутствии
Рис. 258. Разва-
ловка конусного
отвала
валунов наиболее выгодны отвалы высотой 8 м. Для глинисто-
илистых песков с повышенной льдистостью высоту отвала при-
нимают не более 4 м ввиду того, что после оттайки они пере-
увлажняются и при большой высоте отвала затрудняется рав-
номерная подача их в бункер. Большая высота неудобна и для
валунистых песков, поскольку крупные валуны скатываются к
бункеру, вызывая поломки и простои оборудования.
При разваловке отвалу (рис. 258) целесообразно придавать
такие очертания, чтобы сумма S, равная произведению объема
перемещаемых песков на расстояние доставки, была наимень-
шей [76]
W^L+WJ,
где 1Гот — объем отвала песков, л3;
Wi—объем разваловки конусного отвала, т. е. объем
1-2-3 (рис. 258), л3;
L — среднее расстояние перемещения песков из плоского
отвала до бункера, м\
ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
I—среднее расстояние перемещения песков при разва-
ловке.
Объем развало1вки зависит от высоты конусного отвала. Наи-
большую разваловку — 50% от общего объема отвала прихо-
дится производить при 12-метровой высоте конусного отвала с
объемом песков 2 тыс. л:3, а также и при 30-метровой высоте ко-
нусного отвала объемом 30 тыс. м3. Для промежуточных высот
отвалов объем разваловки уменьшается, и при 21-метровой вы-
соте отвала с объемом 10 тыс. м3 разваловка будет наименьшей,
снижаясь до 26%. Себестоимость разваловки 1 м3 песков отвала
наивыгоднейшей высоты обходится 5 коп/м3 при стоимости 7-ча-
совой машино-смены бульдозера 52 руб. При других высотах
отвала разваловка 1 м3 будет дороже на 80% для малого отвала
и на 140% для большого. Для снижения затрат на разваловку
следует стремиться отсыпать отвалы песков средних объемов.
2. ПОДАЧА ПЕСКОВ К ПРОМЫВНОЙ УСТАНОВКЕ
В зависимости от удаленности отвала доставка песков к про-
мывному прибору может быть осуществлена следующими спо-
собами: 1) непосредственным перемещением песков бульдозером
в бункер промывной установки; 2) перемещение песков бульдо-
зером в бункер ленточного конвейера, которым доставляют пески
к промывной установке; 3) перестановкой промывной установ-
ки к отрабатываемому отвалу с перемещением песков бульдозе-
ром на малые расстояния.
При первом способе у основания отвала выбирают площадку
для расположения промывной установки так, чтобы ее не заили-
вали хвосты и вблизи имелись площадки для размещения га-
лечных и эфельных отвалов.
Бункер для приема песков следует устраивать непосредствен-
но около отвала в месте, чтобы глубина котлована была наи-
меньшей, а скопившаяся вода удалялась самотеком под уклон.
Добыча песков из отвала бульдозером производится так же,
как и в разрезе. В тех случаях, когда пески к бочке промывной
установки поступают по ленточному конвейеру, переувлажнение
и разжижение их во время оттайки недопустимо. Для этого под-
держивают уклон поверхности отвала в сторону от бункера
0,05—0,07. Бульдозер начинает отработку отвала с дальнего кон-
ца и вода, выделенная оттаявшими песками, стекает от бункера.
В таком же порядке отрабатываются отвалы, сложенные из
песков средней и большой льдистости. На песках малой льди-
стости применяют более производительные способы бульдозер-
ной выемки с перемещением песков под уклон. Среднее расстоя-
ние перемещения бульдозера в заезде определяют графически
измерением расстояния от центра тяжести отвала до центра
43 С. М. Шорохов
674
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
решетки бункера. После отработки отвала его основание зачи-
щают на глубину 10 см, не ожидая оттайки лежащей ниже почвы.
Для сокращения объема работ по зачистке отвал разваловы-
вают на площадь, покрытую снегом.
Себестоимость бульдозерной выемки и доставки песков из
отвала зависит от его размеров. Так, при отвале 2—8 тыс. м3
доставка песков обходится 26 коп/м3, а при 30 тыс. м3 увеличи-
вается до 30 коп/м3.
Непосредственная доставка песков бульдозером в бункер
промывного прибора целесообразна, когда бункер расположен
на расстоянии не более 50—70 м от отвала. С увеличением этого
расстояния производительность бульдозера снижается, а себе-
стоимость доставки возрастает. При больших расстояниях пере-
мещения бульдозерная доставка может,. быть выгодна, когда
отвалы малы и перемещение песков другими способами обходит-
ся еще дороже. Например, при расстоянии от бункера до отвала
100 м бульдозерная доставка выгоднее других способов при
объемах отвала песков менее 2 тыс. м3.
Доставку песков на промывную установку ленточными кон-
вейерамй применяют при расположении отвала на расстоянии
100—250 м. Для подачи песков на конвейер около отвала устра-
ивают приемный бункер, в который пески доставляют бульдозе-
ром. Установка и разборка конвейера обходятся примерно 4—•
6 руб. за 1 м. Эти расходы сносят на стоимость металла, полу-
ченного из отвала, поэтому при малых объемах отвала доставка
песков конвейерами нецелесообразна.
Себестоимость доставки 1 м3 песков конвейерами на рас-
стояние 100—200 м без учета затрат на установку и раз-
борку составляет 14—19 коп. При очень больших объемах
отвалов стоимость доставки 1 м3 песков конвейерами сни-
жается, однако общая сумма расходов на перемещение, очень
большого объема песков может превысить затраты на пе-
рестановку промывного прибора. По этим причинам доставка
'песков ленточными конвейерами целесообразна при средних
расстояниях доставки и объемах отвалов. Например, при уда-
ленности отвала на 100 м выгодно применять этот вид доставки
песков, когда объем отвала равен 2—17 тыс. м3. Наибольшая
предельная емкость отвала зависит от громоздкости металличе-
ской промывной установки и от затрат на его перестановку.
Вместо перемещения песков ленточными конвейерами можно
перенести промывную установку к отрабатываемому валу. В этом
случае затраты на дополнительный перенос промывной установки
должны быть отнесены на стоимость металла, полученного из
этого отвала. Переносить установку целесообразно при боль-
шом объеме отвала, когда эти затраты на 1 л3 песков будут
незначительные. При этом необходимо, чтобы полученная от
переноса экономия покрыла убытки, вызванные простоем про*
ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ И ПРОМЫВКА ПЕСКОВ
675
мывной установки во время его переноса. При металлических
промывных установках объемы расположенных близко друг от
друга отвалов, при которых допустим перенос, обычно должны
быть больше 8—20 тыс. л3. К переносу прибегают в случаях,
когда уменьшение числа рабочих дней промывной установки за
лето на 5—7% не окажет влияния на выполнение плана.
3. ПРОМЫВКА
При разработке мерзлых россыпей пески промывают летом в
основном на металлических приборах типа МПД-4, МПД-5,
МПД-6 и МПД-4м. Промывка песков на этих приборах анало-
гична промывке при бульдозерной разработке россыпей с той
лишь разницей, что вследствие небольшой длины шахтного по-
ля объемы отвалов песков невелики, и промывные приборы при-
ходится за лето переносить несколько раз.
Стоимость промывки 1 м3 песков на мерзлых россыпях сла-
гается из переменных затрат, связанных с погашением расходов
на перенос установки (включая расходы на перенос также и
насосной установки, электролинии и подсобных помещений),
которые изменяются в широких пределах в зависимости от за-
пасов песков отвала и из относительно постоянных затрат, ко-
торые состоят из расходов на обслуживание установки, ремонт
и погашение ее, оплату материалов и цеховые расходы. Поэтому
стоимость промывки на одной и той же установке не является
постоянной, а изменяется в зависимости от объема песков отва-
ла. На рис. 259 постоянные затраты показаны кривой /, которая
при нормальной суточной производительности установки являет-
ся пологой. Эта кривая имеет более резкий подъем при значи-
тельных объемах отвалов, что объясняется некоторым удорожа-
нием работ по размещению хвостов в отвалы с увеличением
объема отвала. Кривая 2 определяет изменение общей себестои-
мости выемки песков из отвала и их промывки с учетом перемен-
ных статей расходов на перенос прибора. Как видно, при малых
отвалах, когда необходимо часто перестанавливать установку,
себестоимость промывки наибольшая. С увеличением объема от-
вала до средних значений себестоимость резко снижается. При
дальнейшем увеличении песковых отвалов стоимость промывки
изменяется мало.
Кривая 2 показывает изменение общей себестоимости про-
мывки, включая повторную выемку, доставку и промывку.. При
объемах песковых отвалов 16—50 тыс. м3 кривая себестоимости
общей промывки полога; точка перегиба кривой, соответствую-
щая наименьшей себестоимости переработки песков, находится
в пределах 30—40 тыс. м3 объема отвалов.
43*
6?6
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Объем отвалов зависит от размеров шахтного поля. Поэто-
му необходимо учитывать влияние этих размеров не только на
стоимость подземных работ, но и на стоимость промывки.
Себестоимость повторной выемки мерзлых песков из отвалов
и промывки их примерно на 5% ниже себестоимости добычи
песков бульдозерами из разрезов.
На талых россыпях промывку можно производить в течение
всего года. В таком случае промывную установку отепляют. На
шахтах пески промывают на кулибинах или бочечных промыв-
ных шлюзовых установках. При промывке оловоносных песков
промывные установки снабжают бочками и отсадочными маши-
нами. Отвальное хозяйство в этих условиях более сложное, по-
зимой, а объемы отвалов
скольку работы проводятся летом и
PytyH3 ‘
большие. Гальку
убирают в отвалы
преимущественно на-
клонными подъемни-
ками, оборудованны-
ми скипами с лобо-
вой разгрузкой. Ски-
пы, несмотря на гро-
моздкость, лучше
работают во время
морозов при уборке
талой и влажной
гальки. Мелкозерни-
Рис. 259. Кривая стоимости промывки на приборе Стые ХВОСТЫ с диа-
МПД-4 метром частиц менее
30—50лшсо шлюзов
направляют в обезвоживающую воронку- Мелкая галька и наи-
более крупные зерна породы оседают в воронке, откуда их вы-
пускают через нижний затвор в скип второго наклонного подъ-
емника. Тонкозернистые хвосты, не осевшие в обезвоживателе,
спускают в долину, где они самотеком размещаются в отвалы.
Таким образом, у шахты образуются три отвала (рис. 227) —•
два конусных галечных и один эфельный. При больших раз-
мерах шахтных полей галечные отвалы достигают большой
высоты.
На шахтах с большими шахтными полями крупную и мел-
кую гальку приходится перемещать транспортерами в сторону
от ствола на 150—200 м, создавая дополнительные галечные от-
валы. Следовательно, при выборе размеров шахтных полей не-
обходимо всегда учитывать возможность размещения отвалов у
ствола, а также и затраты, связанные с укладкой хвостов.
Воду для промывки подают насосами, установленными обыч-
но на руслоотводной канаве. В случаях проведения осушающей
выработки в плотике для лучшей сохранности руслоотводных
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 677
сплоток зимой весь поверхностный сток часто направляют по
скважине в эту выработку- Вода на промывку в таком случае
подается насосами, установленными на осушающей выработке.
Отработанную воду во избежание затопления нижележащих
шахтных полей отводят по сплоткам в руслоотводную канаву,
а иногда спускают по скважине на осушающую выработку в
плотике.
На Ленских шахтах при суточной производительности 100—300 м3 затра-
ты на промывку песков и отвалообразование при круглогодовой работе со-
ставляют 2—4,2 руб/м3, а производительность труда рабочего 5—12 м3)смену.
Высокая себестоимость промывки объясняется дороговизной отвального хо-
зяйства, поскольку отвалы промывной установки ежесменно обслуживают
6—8 рабочих.
Глава VIII. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБА
1. РЕЖИМ РАБОТЫ И ОБЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ
Режим работы шахт на россыпях изменяется в зависимости
от местных условий.
На мерзлых россыпях подземную добычу песков стремятся
производить зимой, поскольку зимняя добыча обходится на 2—
7% дешевле летней. Летом усложняется крепление и проветри-
вание, в выработки просачивается вода, пески увлажняются и
затрудняется разгрузка их из скипов. Кроме того, зимой в шах-
ты переводят рабочих, освобождающихся от работы на разре-
зах. К проходке шахт приступают по мере прекращения про-
мывки песков во второй половине сентября. Работы по вскры-
тию, подготовке и нарезке продолжаются 4—7 недель, после
чего переходят к очистной добыче песков. На шахтах, стволы
которых были пройдены ранней весной, добыча песков начи-
нается во второй половине сентября или в начале октября.
Заканчивается отработка шахт в основном в мае, после чего
рабочих переводят в разрезы на добычу и промывку песков и
вскрышные работы. На глубоких мерзлых россыпях шахты ра-
ботают круглый год.
На приисках Дальнего Востока, разрабатывающих мерзлые
россыпи, работы в основном проводятся по непрерывной неделе,
причем два раза в месяц добычу песков на сутки прекращают
для проведения ремонтов и до 1—1,5 суток уходят на зачистку
плотика. Таким образом, на мерзлых россыпях за месяц шахта
выдает пески 24—28 дней, а число дней в году с очистной до-
бычей составляет 90—330, в среднем около 150 дней.
На талых россыпях шахты работают на прерывной неделе, а
ремонтные работы производят в выходные дни. Во время павод-
ка работы на шахтах, подверженных затоплению, прекращают.
Общее число рабочих дней в году на талых россыпях колеблет-
ся от 280 др 305<
678
ПОДЗЕМНЫЙ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
На мерзлых россыпях работают в три 6-часовые смены с
2-часовыми междусменными перерывами. На отдельных шахтах
работают в три смены с одночасовым обеденным перерывом во
время смены. Междусменные перерывы достигают 5—6 часов и
в это время производят взрывные и ремонтные работы. На
крупных и средних шахтах, разрабатывающих талые россыпи,
добыча производится в течение двух 6-часовых смен и две сме-
ны являются вспомогательными.
Суточная производительность шахт 60—400 м2 31сутки, чаще
всего 120—200 м3/сутки.
Срок существования шахт изменяется от 4 месяцев до 3 лет
и только у нескольких достигает 4—5 лет.
Годовая производительность шахты в зависимости от числа
рабочих дней в году составляет: при наиболее коротких сроках
существования (4—5 месяцев) не менее 2 тыс- м3 песков, при
полугодовой работе, в течение зимы, 10—30 тыс. д3, при кругло-
годовой работе 20—80 тыс. ;и3, а в отдельных случаях 100 тыс. м\
Валовая производительность труда рабочего по шахте, вклю-
чая промывку, составляет: на мерзлых золотоносных россыпях
2,7—5,0 м3/смену, на талых 0,3—1,0 м3] смену.
Стоимость добычи и промывки 1 м3 песков с учетом общепри-
исковых расходов при разработке мерзлых золотоносных россы-
пей составляет 8—16 руб/м3, талых россыпей 17—43 руб/м3.
2. УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
Подземный способ разработки применяют при весьма разно*
образных условиях залегания россыпей. Большое влияние на
стоимость подземной добычи песков и на целесообразность его
применения оказывают: устойчивость кровли, водоносность ме-
сторождения, глубина залегания и запасы россыпи. Важной
особенностью способа является то, что по мере увеличения глу-
бины россыпи до 12—20 м себестоимость добычи 1 м3 песков
снижается; при дальнейшем увеличении глубины до определен-
ного предела себестоимость остается примерно на том. же уров-
не; с дальнейшим увеличением глубины наблюдается медленное
удорожание.
Подземный способ разработки целесообразно применять в
следующих условиях: на месторождениях, где неприменимы дру-
гие способы, например на талых россыпях при глубине свыше
60 м и обычной мощности пласта песков и на мерзлых россыпях
при глубине свыше 25—30 м\ на месторождениях, где техниче-
ски возможно использовать и другие способы, но подземный спо-
соб экономически более выгоден, например на россыпях
глубиной более 15 м, но с ограниченными запасами, когда из-за
больших капиталовложений применение дражного, экскаваторно-
го или гидравлического способов невыгодно; на мерзлых рос-
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ 679
сыпях при глубине не менее 10—15 м на площадях с небольши-
ми запасами в случае необходимости обеспечить занятость ра-
бочих прииска в зимнее время.
Наличие мерзлоты способствует применению подземного
способа разработки, поскольку себестоимость добычи на мерзлых
россыпях обходится дешевле, чем на талых. Поэтому подземный
способ применяют и на мерзлых россыпях небольшой глубины.
При снижении крепости пород, появлений плывунов, увеличении
водоносности подземные работы усложняются, стоимость добы-
чи песков возрастает, и подземный способ становится целесооб-
разным лишь на глубоких россыпях с повышенным содержанием
металла. Подземный способ можно применять для разработки
исключительно валунистых россыпей, но при высоком содержа-
нии металла.
Россыпи, разрабатываемые подземным способом, по запасам
изменяются в широких пределах. При наличии вблизи россыпи
поселка и источника электроэнергии можно разрабатывать от-
дельные небольшие площади с запасами песков от 2 тыс. ;и3 и
сроком существования шахты 4 месяца. Вблизи, однако, долж-
ны находиться и другие площади, пригодные для подземной
разработки, на которых можно использовать оборудование. На
россыпях, в удаленных местностях, где необходимо построить
жилой поселок и электростанцию, запасы должны обеспечивать
срок существования прииска не «менее 5—7 лет, при деревянных
зданиях и сооружениях. В общих же случаях сроки существова-
ния приисков с подземными работами должны быть не менее
10—20 лет.
При подземной разработке водоносных россыпей необходи-
мы большие капиталовложения на осушение, поэтому данный
способ может быть применен при значительных запасах и сро-
ках существования прииска. Очень водоносные россыпи подзем-
ным способом разрабатывать невыгодно, а при очень больших
притоках воды невозможно.
Подземным способом можно отработать в первую очередь
наиболее обогащенную струю россыпи, оставляя площади со
средним и более низким содержанием для других более произ-
водительных способов разработки. При таком порядке удается
быстрее освоить основные запасы россыпи, но это связано с до-
полнительными капиталовложениями.
Часто подземный способ применяют для отработки части
площадей с увеличенной мощностью торфов, расположенных
вдоль увалов россыпи, основная же пойменная россыпь разра-
батывается дражным, экскаваторным или другими способами.
Важным преимуществом подземного способа разработки яв-
ляется возможность обеспечить занятость рабочих на протя-
жении всего года без существенного увеличения стоимости до-
бычи песков.
680
подземный способ разработки
Условия труда при подземной разработке, особенно на талых
водоносных россыпях, более тяжелые, чем при всех других спо-
собах, а производительность труда наиболее низкая. Поэтому
добыча песков подземным способом на талых россыпях сокра-
щается и в настоящее время этот способ приобретает только
вспомогательное значение. На мерзлых россыпях при подземной
разработке достигаются более высокие показатели и несколько
улучшаются условия труда, а для разработки мерзлых россыпей
глубиной свыше 25 ж подземный способ в настоящее время яв-
ляется единственно возможным. В целом объемы подземной до-
бычи на мерзлых россыпях в ближайшие годы будут удержи-
ваться на прежнем уровне, при постепенном сокращении его
удельного веса в добыче металла по отношению к другим спо-
собам разработки.
Глава IX. ПОДЗЕМНЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ
Начиная с 1930 г. проводились опыты по разработке россыпей
подземным гидравлическим способом. Этот способ применяли
на мерзлых россыпях с целью механизировать отбойку мерзлых
песков без применения паровой оттайки в забое, при этом мерз-
лые пески оттаивали и выдавали иЗ шахты талыми непосредст-
венно на промывку. Паровая оттайка в подземных условиях
обходилась дорого и при этом значительно снижалась устойчи-
вость кровли и осложнялись подземные работы. Для подземного
гидравлического размыва мерзлых песков использовали неболь-
шие мониторы с насадкой диаметром 16—18 мм; воду, подогре-
тую отработанным паром до 30—60° в отстойнике у шахтного
ствола подавали насосами под напором 5—6 ат. Размыв песков
осуществлялся в заходках шириной 3,5 м. В забое сначала про-
ходили горизонтальный (реже вертикальный) вруб глубиной до
0,8 м, после чего струей отбивали пески по всей поверхности
забоя; уходка забоя достигала 0,9 м. Производительность мони-
тора составляла 1—4 м3 песков за час чистой работы. Опыт
этих работ описан В. В. Вершининым в журнале «Советская зо-
лотая промышленность», 1936, № 8.
Подземный гидравлический способ разработки не получил
распространения на россыпях.
При разработке угольных месторождений этот способ при-
меняют с 1937 г. Для отбойки угля используют воду под напором
30—60 ат. Построен высоконапорный импульсный водомет ВИ-Г
При гидравлической подземной добыче угля увеличивается про-
изводительность труда и снижается себестоимость добычи. По-
тери угля несколько возрастают, и необходимо иметь обезвожи-
вающее хозяйство. Подземная гидравлическая добыча угля рас-
ширяется и совершенствуется.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Раздел первый. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Глава I. СПОСОБЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕШЕНИЙ
ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ РАЗРАБОТКИ РОССЫПЕЙ
Выбор и обоснование решения определенного технического
вопроса можно произвести следующими способами: 1) на осно-
вании логических рассуждений; 2) по аналогии; 3) с помощью
аналитических уравнений; 4) путем сравнения вариантов; 5) на
основании специальных исследований.
Первый способ основывается на технических соображениях
и заключается в рассмотрении положительных сторон и недо-
статков рассматриваемого варианта. Таким способом можно
пользоваться, когда видно явное преимущество определенного
решения.
Обоснование по аналогии основывается на примере другого
предприятия, на котором подобный вопрос ранее уже решен.
Данным способом широко пользуются на производстве. В слу-
чаях, когда нет полной аналогии, необходимо вводить поправки.
Наиболее широко этот способ применяют при определении го-
довой производительности драги и других машин, числа рабочих
часов за сутки, числа рабочих дней в сезоне, удельного расхода
воды на гидравлических разработках, расхода материалов и
электроэнергии, производительности труда рабочего, размеров
шахтного поля, высоты плотины и способа разработки.
Обоснование решения с помощью теоретических уравнений
широко применяют в горном деле. При этом способе можно най-
ти решение, обеспечивающее наименьшие допускаемые величины
по условиям безопасной работы или наивыгоднейшее размеще-
ние оборудования, выработок или наивыгоднейшие их размеры,
обеспечивающие наименьшие затраты, объемы работ и расход
материалов. Данный способ применяют при определении: разме-
ров шахтного поля, высоты подъема воды на плотине, произво-
дительности машин и оборудования, при расчетах проходки
выработок и сооружений, расхода энергии и материалов.
Обоснование решения посредством сравнения нескольких ва-
риантов основывается на предварительных расчетах нескольких
вариантов. Варианты сопоставляют по техническим или эконо-
мическим показателям и выбирают наивыгоднейший. Этот спо-
соб применяют в сложных условиях сравнения, например: при
выборе способа разработки, системы разработки, трассы канавы
или дороги,
684 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Выбор решения на основании исследований применяют в наи-
более сложных случаях тогда, когда имеющиеся на производстве
и опубликованные в технической литературе материалы и мето-
ды расчета недостаточны для выбора наивыгоднейшего решения,
например: трассы канавы, дороги и других сооружений путем
изысканий на местности; процесса оттаивания мерзлых пород в
новых районах; посредством проведения опытных работ; схемы
промывки песков с новыми минералами и доводки шлихов с про-
ведением лабораторных исследований; изысканий на месте за-
ложения плотины или выбора места водозабора и др.
Выбор способа решения технического вопроса зависит от его
сложности и необходимой точности. В ряде случаев, для того,
чтобы обеспечить нужную подробность проработки и необходи-
мую точность решения при наименьшей трудоемкости, прибег
гают к комбинированным способам.
Большое внимание при обосновании решения необходимо
обращать на правильный подбор исходных величин для рас-
четов. Во-первых, сравниваемые показатели должны относиться
примерно к одному и тому же времени, чтобы в них не отра-
жалось влияние изменений производительности труда, цен на
материалы и оборудование и изменений в заработной плате.
Показатели следует сравнивать весьма осторожно, поскольку
проектные не полностью отражают расходы производства, а
производственные не всегда отражают передовую технологию и
одинаковые методы производственного учета.
Сопоставляя показатели, необходимо учитывать точность
определения величины по сравнению с действительными. В зави-
симости от этого необходимо и выбирать способ определения
сравниваемых величин. Найример, для подсчета запасов метал-
ла по категории В или Ci или при определении паводковых рас-
ходов воды в реке возможны отклонения от подсчитанных более
чем на +25%. В таких случаях необходимо прибегать к наиме-
нее трудоемким и более упрощенным способам подсчета. Под-
счет запасов по категории А или подсчет смет производится с
более высокой точностью обычно в пределах + 10%. Для таких
расчетов можно пользоваться счетной линейкой, которая дает
точность до двух-трех знаков. С такой же точностью опреде-
ляют производительность оборудования и расход материалов.
Расчеты, связанные с изысканием трассы водозавюдных ка-
нав, дорог и особенно направления подземных выработок, дол-
жны быть наиболее точны.
Ряд вопросов может быть решен на основании указаний
вышестоящих организаций, например годовая производитель-
ность предприятия, очередность и сроки ввода его в эксплуата-
цию и др. Обычно такие указания основываются на предвари-
тельных расчетах и обоснованиях.
СПОСОБЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕШЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ 685
Таким образом, принимать технические решения приходится
в основном на основании технико-экономических показателей,
причем методика сравнения зависит от сложности рассматри-
ваемого вопроса. При сравнении нескольких вариантов для
наиболее простых технических решений предпочтение отдается
варианту, который требует наименьший расход материалов или
наименьший объем работ. Если в сопоставляемых вариантах
потребность в рабочей силе непропорциональна расходу мате-
риалов или объему работ и стоимость материалов или единицы
объема работ различны, тогда варианты сопоставляют по за-
тратам в денежном выражении.
При сравнении сложных процессов денежные затраты могут
оказаться несопоставимы, например, когда в себестоимость про-
дукции не включены затраты на исходный материал и когда
количество материала, затрачиваемого на единицу продукции,
в разных вариантах различно. В горном деле затраты на раз-
ведку месторождения и выявление запасов не сносят на себе-
стоимость получаемого металла. Вследствие этого себестоимость
1 At3 песков или 1 г металла, добываемых с помощью одной си-
стемы разработки, несопоставима с себестоимостью добычи
другой системой при том же способе разработки, но с различ-
ными коэффициентами извлечения. Для сопоставимости вариан-
тов в таких случаях условно учитывают в себестоимости затра-
ты, произведенные на разведку (или ущерб от потерь), а когда
на металл установлены оптовые цены, следует выявить величину
накоплений, т. е. прибыль (показатель рентабельности) [81].
Накопления представляют разность между суммой, получаемой
за металл, и действительной себестоимостью его добычи. Такое
сопоставление применимо при сравнении систем разработок для
одного и того же способа разработки, т. е. когда используют
одно и то же горное оборудование, и капиталовложения для
обоих «вариантов одинаковы.
Наиболее сложно сопоставлять различные способы разработ-
ки. Это объясняется тем, что для каждого способа бортовое
содержание, потери и разубоживание различны, отчего изме-
няется извлекаемое из россыпи количество металла, а также
различны капиталовложения и себестоимость добычи грамма
металла. Кроме того, различными способами в различные сро-
ки осваиваются основные запасы россыпи.
В настоящее время в сложных вариантах предлагается ис-
пользовать для экономической оценки способ процентирования.
Так, по инструкции [80] при сравнении вариантов с различными
капитальными затратами и разными сроками строительства
нужно учитывать эффект, который может быть получен при ус-
ловии производительного использования капиталовложении.
Для этого капитальные затраты приводят ко времени оконча-
ния строительства путем ежегодного начисления определенной
68б ОБЩИЕ ВОПРОСЫ по разработке россыпных месторождений
суммы, исходя из нормативного коэффициента эффективности
капиталовложений по уравнению
Кп=К(1+е)*, (179)
где Кп — приведенные капитальные затраты с учетом их эконо-
мического эффекта, руб.;
К — капитальные затраты, руб.;
е —нормативный коэффициент эффективности вложений
для рассматриваемой отрасли промышленности;
t — продолжительность строительства, год.
Данное уравнение является уравнением годовых сложных
процентов при вложении средств в начале года; при вложении
средств посередине года степенной показатель необходимо
уменьшить.
Нормативный коэффициент эффективности различен для раз-
личных отраслей промышленности и изменяется в зависимости
от общеэкономических условий. В настоящее время для горной
промышленности принимают & = 0,1.
Если капитальные затраты вкладываются в строительство
частями, общие приведенные капитальные затраты ко времени
окончания строительства определяют по формуле
Кп = Ki (1 + е)'-1 + К2 (1 + е/-2 + ... (180)
где Кь Кг — капитальные затраты в отдельные годы строитель-
ства, руб.
Степенные показатели учитывают вложение средств в конце
года, при вложении средств в середине года степенные показате-
ли необходимо увеличить на 0,5, а в начале года на 1,0.
При одинаковых капитальных затратах -в отдельные годы
приведенные капитальные затраты определяют по уравнению
Кп = Кг (1 + S) (1+е)/~1, (181)
где Кг — годовые капиталовложения, руб. Если средства вложе-
ны в конце года, множитель (1 + в) перед дробью при-
нимают равным единице.
Оценка экономической эффективности капитальных вложе-
ний может быть произведена различными способами. Наиболее
часто эффективность средств, вкладываемых в строительство
предприятий, определяется по удельным капиталовложениям,
которые выражают затраты в рублях на 1 кг или 1 т годовой
добычи металла. Для оценки применяют также обратный пока-
затель (коэффициент абсолютной эффективности [80]), который
равен частному от деления годовой добычи металла на капи-
тальные вложения и выражает количество добываемого в год
металла на 1 руб. капитальных затрат.
СПОСОБЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕШЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ 687
Обобщающим показателем эффективности капитальных вло-
жений является срок их окупаемости или коэффициент (процент)
рентабельности.
Срок окупаемости Ток равен частному от деления приведен-
ных капитальных вложений, включая оборотные фонды, на го-
довые накопления, равные разности стоимости годовой продук-
ции по оптовым ценам и ее себестоимости:
ток = п^, год, (182)
U, — о
где Кп — общая, сумма приведенных капитальных вложений в
основные и оборотные фонды, руб.;
Ц — стоимость годовой продукции по оптовым ценам, руб.;
S — себестоимость годовой продукции, руб.
Коэффициент рентабельности является обратной величиной
срока окупаемости и равен частному от деления разности стои-
мости годовой продукции по оптовым ценам и ее себестоимости
на общую сумму капитальных вложений. Этот коэффициент по-
существу является процентом годовых накоплений (прибыли)
^100^-S), (183)
где л —- процент годовых накоплений.
При сравнении нескольких вариантов эффективность допол-
нительных капитальных вложений для наиболее дорогого ва-
рианта определяют по сроку их окупаемости. В этом случае срок
окупаемости принимают равным частному от деления дополни-
тельных капитальных вложений на величину годовой экономии
себестоимости продукции.
Нормативный коэффициент эффективности предлагается
учитывать и при сравнении вариантов по себестоимости продук-
ции. Для этого подсчитывают условную себестоимость продукции
sy по уравнению
sy = s + -f, руб., (184)
где s — действительная себестоимость единицы веса продук-
ции, руб.;
А—годовая производительность предприятия в единицах ве-
са продукции.
Начисление определенного процента на капитальные вложе-
ния при экономической оценке варианта является экономиче-
ским средством воздействия к более целесообразному использо**
ванию средств на строительство предприятий. Кроме того, этот
метод дает более обобщающую экономическую оценку выгодно-
сти вариантов, требующих различных капитальных вложений
и различных сроков строительства.
688 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Однако экономическую оценку варианта необходимо давать
не только за время строительства предприятия, но и за время
его эксплуатации. Очень важно делать такую обобщающую эко-
номическую оценку вариантов, требующих больших капитало-
вложений при меньшей себестоимости продукции или меньших
капиталовложений при несколько более высокой себестоимости
продукции [79]. При разработке месторождений с неравномер-
ным содержанием металла для обобщающей оценки вариантов
необходимо учитывать также количество и сроки добычи про-
дукции из месторождения.
Общепринятой методики по обобщающей экономической
оценке таких сложных вариантов нет. Однако можно в порядке
опыта использовать предложенную методику [80] и для периода
эксплуатации. В таком случае во время экономической оценки
варианта следует учитывать эффект, который может быть полу-
чен от производительного использования накоплений предприя-
тия. Для этого сумму годовых накоплений необходимо привести
ко времени окончания разработки россыпи с начислением коэф-
фициента эффективности по уравнению (179).
Методика пользования уравнениями (179) и (181) приведена
в примерном расчете. Здесь сопоставляются два варианта уста-
новки драги, у которых общие затраты на разработку россыпи,
а также извлекаемые запасы одинаковы, но различны сроки
пуска драги, вложения средств в разработку и сроки извлечения
основных запасов металла.
Пример. Сравнить два варианта расположения котлована для установки
210-литровой драги внизу и вверху россыпи с учетом коэффициента эффек-
тивности капиталовложений и накоплений, протяженность россыпи 24 км.
Исходные данные: запасы песков 24 млн. м3, металла 12 000 г; годовая
производительность драги А = 1 млн. м3; содержание металла с учетом на-
мывочного коэффициента: в нижнем участке с = 300 г/м3, в среднем —
500 г/м3, в верхнем — 700 г/м3\ запасы песков по трем участкам одинаковы;
себестоимость дражной добычи на нижнем участке s = 0,3 руб/м3, на сред-
нем с оттайкой мерзлых пород 0,4 руб/м3, на верхнем с постройкой плотины
и оттайкой мерзлых пород 0,5 руб/м3', капитальные затраты: при расположе-
нии котлована внизу россыпи Ki — 1,4 млн. руб., вверху россыпи К2 =
= 1,8 млн. руб. (до пуска драги необходимо построить дорогу протяжен-
ностью 24 км, линию электропередачи, предварительно оттаять мерзлые
породы с двухлетним опережением и построить плотину); срок строительства:
при расположении котлована внизу россыпи 2 года, вверху россыпи 4 года;
цена 1 т металла в концентрате Ц = 1500 руб.
Расчет.
1. Капитальные затраты, приведенные ко времени пуска драги по урав«
нению (181)
Kln = M(l+0>l)<L±^!rJ.:«l,62 млн. руб.,
б) К2п= +0,1) (1+°’1,)—2,31 млн. руб.
7 V|1
СПОСОБЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕШЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ
689
2. Годовая добыча металла, т по уравнению М = Ac, tn.
Первый вариант Второй вариант
1—8 годы работы................. 300 700
9—16 » » 500 500
17—24 » » 700 700
3. Годовые накопления по уравнению П = Л(сЦ — s):
Первый вариант Второй вариант
1—8 годы работы..............0,15 млн. руб. 0,55 млн. руб.
9—16 » » ...........0,35 » » 0,35 » »
7—24 » » ...........0,55 » » 0,15 » »
4. Приведенные общие накопления к концу срока отработки россыпи:
а) Накопления к концу 8-го года разработки по уравнению (181):
первый вариант
Пп = 0,15 (1 + 0,1) 1,89 млн. руб.,
второй вариант
Пп = 0,55 (1 + 0,1) as 6,91 млн. руб.
б) Накопления к концу 16-го года разработки по уравнениям (179) и (181):
первый вариант
118 __ 1
Пп = 0,35 • 1,1 —Q-y— + 1,89 • 1,18 8,45 млн. руб.,
второй вариант
Пп=0,35- 1,1 + 6,91 • l,l8=s 19,22 млн. руб.
в) Накопления к концу 24-го года разработки по уравнениям (179) и (181):
первый вариант
Пп = 0,55 • 1,1 l + 8,45 • 1,18 ~ 25,01 млн. руб.,
второй вариант
Пп = 0,15 • 1,1 1’iaQ~-l + 19,22 • 1,1е = 42,09 млн. руб.
5. Среднегодовые
капиталовложений за
первый вариант
второй вариант
приведенные накопления в процентах относительно
100 Пп
время разработки по уравнению П = —•
100 • 25,01 64 2%
24 • 1,62
100 - 42,09 ^7S Q%
24 • 2,31
При первом варианте месторождение будет отработано на 2 года раньше;
с учетом этого среднегодовые накопления составят 71,8%.
6. Средние удельные капиталовложения на 1 т годовой добычи:
44 С. М. Шорохов
690 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
первый вариант
1 620 000
ky = —500— = 3240 РУ6/т год’
второй вариант
2 310 000
ky = —500— = 4620 РУб/т год.
Из расчета видно, что, несмотря на большие средние удель-
ные капиталовложения на 1 т годовой добычи, второй вариант
более выгоден, поскольку при нормативном коэффициенте эф-
фективности 8 = 0,1 среднегодовые приведенные накопления бу-
дут больше. При сравнении вариантов необходимо сопоставлять
также изменение приведенных накоплений по годам разработки,
а также и срок окупаемости приведенных капиталовложений.
Этим полнее учитывается эффективность более быстрой отра-
ботки основных запасов или всего месторождения.
В случаях, когда единая (оптовая) цена на металл не уста-
новлена, для сравнения вариантов можно определять условные
накопления по отношению среднегосударственной стоимости или
предельно допускаемой наивысшей себестоимости металла.
Как уже отмечалось, в настоящее время не принято при эко-
номической оценке вариантов учитывать эффект от производи-
тельного использования накоплений, получаемых во время раз-
работки месторождения. Расчет приведен с целью обсуждения
вопроса о целесообразности учета этого фактора при технико-
экономических расчетах для месторождений с неравномерным
содержанием металла.
Методика сопоставления сложных вариантов зависит также
от установленного порядка ценообразования на продукцию.
Условия залегания месторождений и содержание в них металла
весьма разнообразны, поэтому даже при использовании наибо-
лее современной техники трудоемкость добычи единицы веса
металла, а следовательно, и себестоимость на разных месторож-
дениях различны. В таких условиях цены на металл можно
устанавливать исходя из разных положений. Так, для всех пред-
приятий может быть установлен обязательный единый процент
накоплений. В этом случае, исходя из себестоимости добычи и
определенного процента накоплений, для каждого предприятия
устанавливают плановую стоимость. Таким образом, цены на
один и тот же металл для разных предприятий различны. В це-
лом по всем предприятиям существует средняя (общегосударст-
венная) стоимость добычи. При таком способе ценообразования
постоянной является величина относительных накоплений, а пе-
ременной — расчетные цены.
Цену на продукцию можно устанавливать и исходя из пере-
менной величины накоплений и постоянной — цены на продук-
цию. В этом случае для всех предприятий устанавливают одну
СПОСОБЫ ОБОСНОВАНИЯ РЕШЕНИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ 691
цену (с учетом расходов на транспорт), близкую к себестоимо-
сти действующего предприятия «в наиболее тяжелых условиях,
деятельность которого необходима для покрытия потребности
народного хозяйства в металле. Такое предприятие'накоплений
создавать не будет, предприятия с несовершенной технологией,
где себестоимость более высокая, будут существовать, если улуч-
шат свои показатели. В зависимости от степени обеспеченности
потребности в определенном металле единая цена может быть
установлена ниже существующей наивысшей себестоимости.
Предприятия, разрабатывающие богатые россыпи в благоприят-
ных условиях, будут получать большие накопления, что будет
содействовать более интенсивной и более полной разработке
этих месторождений.
Применяют также комбинированный способ ценообразова-
ния, при котором цены определяют по первому способу, но одно-
временно устанавливают наибольшую допускаемую для всех
предприятий себестоимость добычи металла. Предприятия с се-
бестоимостью добычи выше установленного предела закры-
ваются.
Для продукции большинства горных предприятий применяют
первый или третий способ ценообразования; в обрабатывающей
промышленности в основном пользуются вторым способом.
Необходимо отметить, что при ценообразовании по первому
способу цены на металл устанавливаются на низком уровне,
накопления с горных предприятий получаются низкими, а основ-
ные накопления создаются металлургической, обрабатывающей
промышленностями и торговыми предприятиями. При установ-
лении цен по второму способу цены на металл повышаются, что
приводит к увеличению накоплений горных предприятий. Чтобы
цены на окончательную продукцию не повысились, нужно умень-
шить плановые накопления торговых и металлургическо-обраба-
тывающих предприятий, причем ^сокращение этих накоплений
должно покрываться дополнительными накоплениями горной
промышленности. Наличие единой цены облегчает экономиче-
скую оценку деятельности предприятий. Вопрос ценообразова-
ния весьма сложный и решается в общегосударственном порядке.
На июньском Пленуме ЦК КПСС в 1960 г. принято решение
о пересмотре оптовых цен на орудия и средства производства,
с тем, чтобы цены точнее отражали затраты на производство
продукции и обеспечивали необходимые накопления для даль-
нейшего развития промышленности.
При ценообразовании по первому и третьему способу вариан-
ты сравнивают по нескольким показателям: себестоимости еди-
ницы веса продукции, добыче металла по годам, величине ка-
питаловложений в рублях на 1 кг или 1 т годовой добычи
продукции, величине условных накоплений (абсолютных и отно-
44*
692 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
сительных) по отношению к средней общегосударственной стои-
мости или предельно допускаемой.
При установлении цены по второму способу сопоставление
вариантов упрощается. Подсчет относительных накоплений с
учетом времени строительства предприятия и сроков освоения
основных запасов металла позволяет в более обобщающем виде
давать экономическую оценку варианта и сопоставлять вариан-
ты по меньшему числу показателей, основным из которых яв-
ляется срок окупаемости или величина процента накопления.
При выборе вариантов большое внимание уделяют эффек-
тивному использованию капиталовложений. Необходимо учиты-
вать, что капиталовложения и эксплуатационные расходы вза-
имно связаны и что в ряде случаев для снижения себестоимости
(производственных затрат) необходимы дополнительные капи-
тальные затраты для совершенствования предприятия. Кроме
того, капиталовложения, затрачиваемые на различные объекты
во время освоения месторождения, погашаются различно. Так,
затраты на разведку погашаются в общегосударственном поряд-
ке и не включаются в себестоимость металла. Капитальные
затраты на промышленное строительство прииска, на горнокапи-
тальные работы и горное оборудование погашаются за счет
металла, добываемого из разрабатываемого месторождения, и
включаются в себестоимость металла по статье амортизации.
Капитальные затраты на жилой поселок погашаются за счет
квартирной платы и в себестоимость металла не входят; они
отражаются только в величине капиталовложений на единицу
годовой добычи металла.
Для дальнейшего развития промышленности необходимо,
чтобы предприятия давали прибыль и создавали накопления для
строительства новых. Этого можно достигнуть в том случае, ког-
да ценность добытого металла выше суммы затрат на разработ-
ку; это положение выражается уравнением
[С + G — 1) Ср] v3IJ = [Эд + Эп + ВЭв] аз + к + Н + П, (185)
где с — содержание металла в песках,
ср — содержание металла в разубоживаемой породе, г/ж3;
| — коэффициент объема разубоживания;
v — намывочный коэффициент;
3 — промышленные запасы песков в россыпи, ти3;
Ц — цена на металл* руб/г;
Эд — прямые эксплуатационные затраты на добычу 1 ж3 пес-
ков, руб.;
Эп — прямые эксплуатационные затраты на промывку 1 ж3
песков, руб.;
Эв — прямые эксплуатационные затраты на единицу объема
подготовительных работ;
РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
693
S — коэффициент удельного объема подготовительных работ
на 1 ж3 песков;
К — капитальные затраты, которые должны быть погашены
при разработке россыпи, руб-;
Н —сумма накладных расходов (цеховых и приисковых) по
предприятию за время разработки, руб.;
П — накопление (прибыль) за время разработки, руб.
С повышением ценности добываемого металла и снижением
эксплуатационных и накладных расходов накопления увеличи-
ваются, а по мере снижения ценности добываемого металла на-
копления сокращаются, и может возникнуть такое положение,
при котором накопления не будут создаваться. Величина накоп-
лений, так называемый показатель рентабельности, определяет
экономическую эффективность всего предприятия.
Получение накоплений от предприятия в условиях социали-
стического хозяйства не является основной его задачей. Эконо-
мическая оценка деятельности предприятия или сопоставляемого
варианта по величине накоплений является методом, с помощью
которого выявляются наиболее производительные пути развития
предприятия. Поэтому при сопоставлении вариантов по вопро-
сам, имеющим народнохозяйственное значение, например вы-
бор последовательности ввода в эксплуатацию месторождений,
решающее значение имеет оценка варианта с точки зрения ос-
новной задачи — планомерного и пропорционального развития
народного хозяйства.
Глава II. РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
Пласт песков имеет раздувы и залегает на плотике с неров-
ной поверхностью; граница между пластом и торфами в кровле
и по бортам россыпи обычно выделяется недостаточно четко.
Вследствие этого и по другим причинам невозможно во время
разработки россыпи вынуть только пласт песков. В тех случаях,
когда пески имеют высокую ценность, стремятся произвести наи-
более полную выемку. Для этого попутно вынимают часть при-
легающих к пласту плотика и торфов. Это ведет к разубожива-
нию песков и увеличению объема добычи песков, а также к сни-
жению содержания металла в добытых песках. При малой
ценности песков или дороговизне промывки стремятся избежать
попутной выемки с песками торфов и плотика, это ведет к остав-
лению трудно извлекаемых песков и к частичному разубожи-
ванию.
Пески могут быть оставлены во время очистной выемки в сле-
дующих местах: на плотике при плохой его зачистке или в от-
дельных значительных углублениях плотика; в местах раздува
пласта, превышающего для подземных систем разработок
694 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
наибольшую выемочную мощность и при недостаточно четкой
видимости границы в кровле пласта; в бортах разреза или выра-
ботанного пространства подземных разработок вследствие неточ-
ного определения границы промышленной россыпи и неправиль-
ного установления границы выработок, т. е. вследствие остановки
очистных выработок раньше достижения ими песков с содержани-
ем металла ниже борто,вого; в целиках, оставляемых в вырабо-
танном пространстве для поддержания кровли, и в целиках от-
крытых выработок, оставляемых для поддержания откосов отва-
лов (дражных, гидравлических, экскаваторных разработок).
Вследствие этого объем добываемых песков и содержание в них
металла отличаются от разведочных данных. По этим причинам
разубоживание и потери необходимо учитывать как по измене-
нию объема песков, так и по изменению содержания металла.
Разубоживание оказывает большое влияние на технико-эконо-
мические показатели предприятия. Наиболее удобно это учиты-
вать с помощью относительного коэффициента объема разубожи-
вания и коэффициента содержания разубоживания.
Коэффициент объема разубоживания g равен отношению
объема вынутой горной массы в плотном теле к объему песков
по разведочным данным и определяется уравнением
V-- <186>
w п
где Vi — коэффициент извлечения песков из блока;
т—поправочный коэффициент точности разведки по объе-
му песков, действительный объем песков в блоке
Гд =тГп;
Wn — объем песков в блоке по разведочным данным;
Wi — объем попутной выемки торфов, ж3;
IF2 — объем попутной выемки плотика, м3.
При тщательной выемке песков, когда производится значи-
тельная подработка плотика и кровли, коэффициент объема раз-
убоживания в приближенных расчетах можно определять без
учета разубоживания от разноса бортов разреза по упрощенно-
му уравнению
$ = TP+f + ri, (187)
где Р —мощность пласта;
Z — глубина задирки плотика;
Ti—мощность торфов, вынимаемых одновременно с песка-
ми, м.
Когда стремятся полнее извлечь пески, не считаясь с удоро-
жанием промывки, коэффициент объема разубоживания будет
больше единицы. При дорогой транспортировке и промывке пес-
РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
695
ков, когда стараются обойтись без попутной выемки с песками
пустых пород, коэффициент объема разубоживания будет мень-
ше единицы, но больше коэффициента извлечения песков из
блока.
Коэффициент объема разубоживания изменяется от 0,95 до
20 главным образом в зависимости от способа разработки россы-
пи. Так, наибольших значений он достигает на дражных и гид-
равлических разработках при котлованном вскрытии, когда при-
меняется валовая отработка россыпи. На подземных разработ-
ках он равен 1,1—3,0. На бульдозерно-скреперных разработках
золотоносных россыпей g = 1,05—1,15, а на небогатых алмазных
россыпях снижается до 0,95—1,05.
Коэффициент содержания разубоживания ц равен отношению
содержания металла в добытых песках к содержанию металла
в песках блока по данным разведки и определяется уравнением
СВ __ ТСС711тГП + С1г 1 + С2^2 __ ТССТР + C,Z + С2Тi
с - c(x,11rn + r1 + W'2) - c^P + Z+T.) ’
где с — содержание металла в песках блока по данным развед-
ки, г/м3;
Ci — содержание металла в торфах по данным разведки, г/м3;
с? — содержание металла в плотике по данным разведки, г/м3;
св — содержание метала в добытых песках, г/м3;
тс — поправочный коэффициент точности разведки по содер-
нию; действительное содержание песков в блоке прини-
мается равным сд =тс с.
Когда допускается разубоживание песков, коэффициент со-
держания всегда меньше единицы. В частности, на дражных и
гидравлических разработках, при вскрытии котлованом и вало-
вой выемке песков коэффициент содержания снижается до 0,05—
0,1. На бульдозерно-скреперных и подземных разработках коэф-
фициент содержания значительно больше и на золотоносных рос-
сыпях достигает 0,9—0,95, а на небогатых алмазных россыпях
0,95—1,0.
Коэффициенты объема и содержания разубоживания совмест-
но определяют количество металла, которое находится в добытых
песках. Относительное количество металла в добытых песках по
сравнению с наличием его в блоке определяется коэффициентом
добычи
е=^. (189)
При разработке рудных месторождений, для определения раз-
убоживания пользуются понятием «коэффициент разубожива-
ния» и «коэффициент качества» [81]. Коэффициент разубожива-
ния выражает относительное снижение содержания металла в
696 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
добываемых песках. Коэффициент разубоживания, когда разубо-
живающая порода не содержит металла, выражается уравнением
Р=^. (190)
Коэффициент качества связан с коэффициентом разубожива-
ния следующей зависимостью:
6=1—Р. (191)
Коэффициент качества, по существу, равен коэффициенту со-
держания [уравнение (188)], но без учета точности разведочных
данных. В производственных расчетах коэффициентами разубо-
живания и качества пользоваться неудобно, так как они не пол-
ностью характеризуют изменение объема песков и не отражают
точности разведочных данных, поэтому с их помощью затруд-
нительно давать обобщающую оценку всего явления разубожи-
вания.
Потери песков при разработке бывают не только в очистных
работах но и в охранных целиках около шахтных стволов и под
поверхностными сооружениями. При доработке россыпи из це-
ликов удается извлечь только часть песков. С целью уменьшения
охранных целиков поверхностные сооружения следует стремить-
ся располагать за пределами россыпи. В ряде случаев поверх-
ностные сооружения располагают в пределах россыпи для сокра-
щения затрат при разработке, в основном, связанных с подзем-
ной транспортировкой песков.
Потери песков бывают и по другим причинам. Так, на грани-
це шахтных полей часто оставляют пограничные (барьерные)
целики для предотвращения проникновения воды из отработан-
ного пространства в очистные выработки. Такие потери допус-
кать нельзя.
Небольшие потери песков имеют место при транспортировке их
к промывной установке.
Выданные на поверхность пески поступают в промывную
установку, причем при промывке также неизбежны потери метал-
ла, так как часть металла в виде мельчайших зерен уходит
с хвостами в отвалы.
Пески, залегающие на отдельных площадях россыпи и вклю-
ченные в балансовые запасы, могут быть не отработаны .вслед-
ствие сложных условий залегания, например: обособленные уз-
кие струи песков, расположенные на значительном расстоянии от
основной россыпи — при дражной разработке; площади с высоко
расположенным плотиком, доступ к которым требует значитель-
ных затрат, не окупающихся ценностью содержащегося в песках
металла; пески, залегающие в отдельных глубоких западениях;
площади в узких ущельях с навалами крупных глыб; обводнен-
ные площади россыпи, при подземной разработке, у которых
РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
697
вблизи пласта залегают плывуны, или отдельные пропластки
лесков, залегающие выше основного пласта.
Потери песков, вызванные перечисленными причинами, деле'
сообразно подразделять на следующие группы:
1) потери во время очистных работ, зависящие от выемки,
системы и способа разработки;
2) потери от неправильного ведения горных работ;
3) потери при транспортировке;
4) потери в охранных и оградительных целиках;
5) потери металла при промывке;
6) потери песков по отношению к балансовым запасам, не
отработанные вследствие невключения их в промышленные
запасы.
Степень извлечения полезного ископаемого из россыпей опре-
деляется коэффициентом извлечения песков, коэффициентом из-
влечения металла при промывке и намывочным (промывочным)
коэф фи ци енто м.
Коэффициент извлечения песков равен отношению объема до-
бытых песков к объему песков на определенной площади россыпи
по подсчету запасов. При этом различают видимый коэффициент
извлечения песков [81], который определяют исходя из полного
объема добытых песков (с учетом их разубоживания), и действи-
тельный коэффициент извлечения, который определяют исходя
из объема добытых песков, только включенных в подсчет запасов.
Видимый коэффициент извлечения промышленных песков т]Из
из россыпи определяется уравнением
71из = ^-, (192)
где W — объем добытых песков, ж3;
т— поправочный коэффициент точности разведки по объе-
му песков;
3 — объем песков по подсчету запасов, ж3.
Промышленные запасы могут быть выражены в зависимости
от балансовых запасов следующим образом:
3 = 3б + 3з — Пг — Пц, (193)
где '3 — промышленные запасы песков, ;и3;
Зб—балансовые запасы песков, ж3;
З3—часть забалансовых запасов, которые включены в про-
мышленные по условиям применяемого способа раз-
работки, ж3;
Пг — часть балансовых запасов песков, не включенных в про-
мышленные из-за неблагоприятных условий залега-
ния, л3;
Пц — запасы песков, оставляемые в охранных целиках, ж3;
698 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Объем добываемых песков можно определить без учета транс-
портных потерь, так как они незначительны и в ряде случаев не
могут* быть учтены. Тогда объем добытых песков в зависимости
от балансовых запасов и способа разработки будет равен
IF = (36 + 33-nr-njT711 + IF1 + IF2, м3, (194)
где — коэффициент извлечения песков из очистных блоков;
Wi —объем попутной выемки с песками торфов, м3;
Ц72 — объем попутной выемки с песками плотика, м3.
Поправочный коэффициент точности разведки следует учиты-
вать при членах Wi и W2, когда эти величины устанавливают до
выемки песков (не по замеру) по разведочным данным. Для
определения действительного коэффициента извлечения промыш-
ленных песков необходимо из объема добытых песков W вычесть
объемы попутно извлекаемых торфов и плотика или при подсче-
те величины W по уравнению (194) принимать W\ и W2 равными
нулю.
Поправочный коэффициент точности разведки по объему пес-
ков равен отношению точности определения запасов по разведоч-
ным данным к точности замера объема добытых песков. Точ-
ность определения запасов зависит от категории разведанности
россыпи и подсчета запасов и находится в пределах ± 10—45%.
Точность маркшейдерского замера добываемых песков обычно
составляет ± 5 % .Таким образом, для запасов категории А по-
правочный коэффициент точности разведки т равен 0,9 или 1,1,
в для категории В соответственно 0,8 или 1,2.
Наряду с коэффициентом извлечения песков существует и
коэффициент потерь песков, который равен отношению объема
песков, оставляемых в недрах, к объему песков по подсчету за-
пасов. Потери могут быть выражены и в процентах.
Видимый коэффициент потерь промышленных песков тс
_ Ч1~^1)(Зб-Пг)+т(33 + ^1Пц)~Г1-и72
711,3 Т(3б-Пг + З3)
При разработке россыпей коэффициент потерь песков обычно
не превышает 0,07.
Во время разработки рудных месторождений, когда добытая
руда постоянно опробуется, определяют также потери по ме-
таллу.
Намывочный коэффициент равен отношению количества до-
бытого металла к количеству металла, подсчитанного по разве-
дочным данным. Следовательно, намывочный коэффициент
характеризует как процесс разведки месторождения, так и раз-
работку, а именно точность проведения разведки и подсчета за-
пасов, потери песков в горных работах, а также и извлечение
-металла при промывке и доводке. При подсчете намывочного
РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
699
коэффициента количество металла по данным разведки обычно
определяют для отработанных площадей, из которых исключают
большие целики, и не учитывают дополнительно получаемый ме-
талл от промывки попутно добытых торфов и плотика и не вклю-
ченный в подсчет запасов. В этом случае между намывочным
коэффициентом и исходными данными по россыпи существует
следующая взаимосвязь:
М
* = с (Зб + З3 - пг - Пц) ’ (196)
где v — намывочный коэффициент;
М — количество добытого металла, г.
При определении намывочного коэффициента с учетом метал-
ла, содержащегося в плотике и торфах, промываемых с песка-
ми, необходимо в знаменателе уравнения (196) добавить ciIFi +
+ с2№2.
Намывочным коэффициентом широко пользуются в производ-
ственных подсчетах. Это объясняется тем, что его легко опреде-
лить с достаточной точностью, в то время как прочие коэффици-
енты (извлечения песков, потерь, извлечения металла, точности
разведки) можно подсчитать приближенно.
Предварительное определение намывочного коэффициента
позволяет выявить и значение поправочного коэффициента точ-
ности разведки по металлу тм, который равен отношению коли-
чества добытого металла к металлу, который может быть полу-
чен из добытых пород по разведочным данным
м ~ [CVU (Зб + З3 - Пг - Пц) + С1Wт + с21Г2] ’ '
где т|п — коэффициент извлечения металла из добытых песков
при промывке.
В это уравнение не вошел коэффициент извлечения металла
при промывке разведочных проб, он учитывается коэффициентом
извлечения металла при промывке величиной тм.
Намывочный коэффициент v может быть также установлен
с учетом металла в промываемых породах плотика и в торфах;
в этом случае коэффициент t)i можно распространить и на два
последних члена знаменателя уравнения (197). В таком случае
V = TM7)n^l. (198)
Намывочный коэффициент изменяется от 0,4 до 3,0. Он зави-
сит главным образом от точности разведки и условий распреде-
ления металла в песках, а также и от коэффициента извлечения
металла при промывке, который обычно составляет 0,7—0,8.
Наконец, на дражных и гидравлических разработках, когда про-
мываются в значительных объемах неглинистые торфа, на вели-
чину намывочного коэффициента влияет количество извлекае-
700 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
мого из торфов металла, который не вводится в подсчет запасов
и, таким образом, остается неучтенным.
На золотых долинных, водоносных россыпях при качественно
проведенной разведке намывочный коэффициент в случае от-
сутствия самородков обычно составляет 1,1—1,3. Для маловод-
ных выдержанных террасовых россыпей он обычно меньше на
10—15%. На россыпях с крупным золотом, где встречаются
самородки, намывочный коэффициент обычно выше 1,3. На рос-
сыпях средней выдержанности и на невыдержанных кустовых
россыпях он может значительно отклоняться, особенно когда
разведка проведена недостаточно, например, разведочные линии
не пересекали всю россыпь.
Для каждой россыпи по годам и кварталам определяют намы-
вочный коэффициент, который и используют при планировании
добычи металла на последующее время.
При проектировании и разработке россыпи необходимо уде-
лять большое внимание вопросам разубоживания песков и поте-
ри металла, так как от этого зависит производительность пред-
приятия по металлу и его технико-экономические показатели.
При подземной разработке разубоживание приводит к необ-
ходимости использовать горное и обогатительное оборудование
для частичной выемки, транспортировки и промывки неметал-
лоносных пород. От этого годовая и суточная добыча металла на
предприятии снижается, а при строительстве нового предприя-
тия для получения заданного количества металла приходится
увеличивать капиталовложения. Однако в особых условиях до-
быча песков с некоторой попутной выемкой торфов и плотика
(т. е. валовая выемка) может несколько снизить общие затраты
на добычные работы, например при разработке пласта малой и
средней мощности, когда высоту очистного пространства на под-
земных работах приходится поддерживать исходя из наименьшей
допускаемой выемочной мощности.
На открытых работах разубоживание песков меньше влияет
на технико-экономические показатели. Это объясняется тем, что
при разубоживании за счет торфов сокращаются объемы
вскрышных работ. Таким образом, разубоживание приводит
в основном к плохому использованию обогатительного оборудо-
вания и вызывает дополнительные затраты на промывку, кото-
рые зависят от сложности промывки песков. В большинстве
случаев выемка и транспортировка песков обходятся дороже
выемки и транспортировки торфов (за исключением работы круп-
ных драг на заболоченных площадях), поэтому разубоживание
за счет торфов вызывает дополнительные затраты и на выемку
и на транспортировку, но относительно меньшие, чем при под-
земной разработке. Наряду с этим валовая отработка глубоких
россыпей со сложным строением (имеющих прослойки небога-
тых песков на разных уровнях) совместно с основным пластом
РАЗУБОЖИВАНИЕ И ПОТЕРИ
701
дражным или гидравлическим способом может содействовать
увеличению извлечения металла из месторождения. Кроме того,
в ряде случаев при валовой отработке россыпи упрощается
общая технология разработки, так как не производятся вскрыш-
ные работы. Однако и на открытых работах в наиболее распро-
страненных условиях увеличение годовой производительности
предприятия по металлу от уменьшения разубоживания способ-
ствует улучшению использования оборудования и снижению ка-
питальных затрат на единицу добываемого металла.
Поэтому разубоживание следует допускать до определенных
пределов, учитывая влияние его на затраты на выемку и транс-
портировку, а также на промывку и на коэффициент извлечения
при промывке, т. е. необходимо учитывать работу всего пред-
приятия и стремиться выдерживать его в пределах, обеспечива-
ющих наиболее производительное использование горнообогати-
тельного оборудования и капитальных затрат, вложенных в мес-
торождение.
При разработке россыпей необходимо различить потери пес-
ков при их добыче и потери металла при промывке песков, так
как влияние их на производительность предприятия и технико-
экономические показатели различно.
Потери и коэффициент извлечения металла при промывке
оказывают большое влияние на производительность предприя-
тия по металлу и на его стоимость, поскольку производитель-
ность по металлу прямо пропорциональна коэффициенту извле-
чения. Удорожание промывки (вызванное переходом на услож-
ненную схему для повышения коэффициента извлечения) может
быть выгодным и при небольшом увеличении коэффициента из-
влечения, так как затраты на выемку и транспортировку песков
при этом не меняются. Однако дополнительные затраты на про-
мывку должны быть покрыты дополнительно добытым металлом.
Коэффициент извлечения металла на промывной установке
зависит от загрузки обогатительного оборудования и наивысший
коэффициент извлечения достигается при некоторой средней за-
грузке оборудования. Наибольшая суточная и годовая добыча
металла на промывной установке достигается тогда, когда гор-
нообогатительное оборудование работает с повышенной загруз-
кой, при которой коэффициент извлечения металла несколько
снижается. Поэтому режим работы добычного горнотранспортно-
го оборудования, определяющий производительность предприя-
тия, должен устанавливаться с учетом условий работы промыв-
ной установки и потерь металла при промывке. При этом стре-
мятся, чтобы в целом как по горным работам, так и по промывке
наиболее выгодно использовались оборудование и капиталовло-
жения.
Потери песков в горных работах меньше влияют на показа-
тели работы предприятия, чем потери при промывке. Пески,
702 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
оставленные в охранных целиках, в неровностях плотика или
в бортах выработок, не извлекаются, вследствие чего сокраща-
ется срок существования предприятия. Кроме того, несколько
увеличиваются расходы на кубический метр добытых песков по
погашению капитальных затрат и подготовительных работ.
Однако оставление песков в охранных и оградительных целиках
в отдельных случаях может сократить затраты на вскрытие, под-
готовку, транспортировку песков и очистную их добычу, а иногда
и уменьшить разубоживание песков.
Величина потерь песков меняется в зависимости от способа
вскрытия, подготовки, системы разработки и способа выемки
песков.
Чтобы более производительно использовать капитальные за-
траты на разведку и разработку, нужно более полно извлекать
запасы. Исходя из этого пески надо извлекать из таких целиков
или западений плотика и из бортов выработок, где себестоимость
извлеченного металла не будет превышать предельных на него
цен.
Выявить влияние потерь песков на экономику предприятия
в обобщающем ценностном выражении затруднительно ввиду
того, что в себестоимость или стоимость металла не включаются
затраты на разведку месторождения. Однако наиболее полное
извлечение песков целесообразно на месторождениях, разведка
которых обошлась относительно дорого и когда имеются ограни-
ченные разведанные запасы с дорогостоящим металлом.
Разубоживание и потери различно влияют на показатели
работы предприятия. Так, например, увеличение разубоживания
и потерь во время промывки немедленно сказывается на работе
предприятия, которое, начиная с первого года, добывает пони-
женное количество металла, а срок существования предприятия
увеличивается. Потери песков при ведении горных работ не сни-
жают годовую производительность предприятия по металлу, а
ведут к сокращению срока существования предприятия.
Общую экономическую оценку разубоживания и потерь при
разработке россыпей необходимо производить исходя из себе-
стоимости грамма металла, по количеству извлекаемого из рос-
сыпи металла и по абсолютным и относительным накоплениям,
которые будут получены при разработке россыпи.
При экономической оценке разубоживания и потерь следует
исходить из общего влияния их на народное хозяйство. Для все-
сторонней оценки можно определить условные накопления, кото-
рые вычислялись бы с учетом затрат, произведенных на раз-
ведку месторождения, а также и с учетом сроков добычи и коли-
чества добываемого предприятием из россыпи металла.
Для каждого предприятия необходимо установить пределы
для разубоживания и потерь как при эксплуатации, так и при
проектировании.
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
703
Учет извлечения и потерь песков, а также разубоживания
производится маркшейдерским и геологическим отделами при-
исков; за извлечением металла при промывке наблюдает группа
опробования при производственно-техническом отделе прииска.
На отработанные площади россыпи составляют акт, в котором
указывают содержание металла в песках, оставленных в бортах
россыпи, целиках, отвалах, а для подземных работ также и содер-
жание в пропластках, оставленных выше отработанного пласта.
Глава III. БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
На россыпных месторождениях пласт песков обычно не име-
ет четко выраженных границ, так как торфа, боковые породы и
плотик в некоторой степени металлоносны. Границу россыпи
устанавливают при подсчете балансовых и промышленных за-
пасов исходя из допускаемого наименьшего так называемого
бортового содержания. Бортовые содержания для балансовых
и промышленных запасов могут отличаться друг от друга. При
подсчете балансовых запасов бортовое содержание устанавли-
вают приближенно, так как еще не известны способ разработки
месторождения, годовая производительность, оборудование и его
производительность, а также технология разработки, промывки.
В это время нельзя установить затраты, необходимые для отра-
ботки.всего месторождения, а следовательно, неизвестны такие
важнейшие показатели, как себестоимость добычи 1 мг песков и
1 г металла. Поэтому при подсчете балансовых запасов задают-
ся наиболее вероятными способами разработки, а также ожида-
емой себестоимостью добычи.
Бортовое содержание для промышленных запасов нужно
устанавливать, исходя из принятого в проекте способа разра-
ботки, годовой производительности, технологии разработки,
горного оборудования и на основании этого подсчитанной себе-
стоимости. При этом учитывается не только содержание металла
в песках, но и возможность выемки песков.
Величина бортового содержания предопределяет полноту
отработки месторождения и количество извлекаемого металла, а
также и среднее содержание промышленной части месторожде-
ния. Поэтому бортовое содержание оказывает существенное
влияние на производительность предприятия по металлу. Как
следствие этого, бортовое содержание влияет также и на себесто-
имость добычи металла и величину накоплений, получаемых при
разработке месторождения. Поэтому при установлении бортовых
содержаний необходимо учитывать выполнение плана по метал-
лу, наличие запасов и богатство разведанных месторождений,
существующие нормы накоплений, а также и цены на металл
или установленные плановые себестоимости.
704 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Необходимо также учитывать, что величина бортового содер-
жания изменяется стечением времени. Так, при усовершенствова-
нии технологии добычи, снижении себестоимости металла, увели-
чении цены на металл или когда запасы основных месторождений
исчерпываются, бортовое содержание может быть снижено, что
обеспечит более полное извлечение металла из месторождения.
Наоборот, при открытии крупных и богатых месторождений или
при снижении потребности страны в данном металле бортовое
содержание может быть повышено и этим будет снижена трудо-
емкость добычи металла, снижена его стоимость и повышены на-
копления предприятий.
Потребность страны в определенных металлах может изме-
няться в зависимости от развития техники, внедрения новых
изобретений, основного направления развития отечественного
машиностроения. Поэтому к горным предприятиям по добыче
металлов из россыпей в разное время могут быть предъявлены
различные требования, первоочередность выполнения которых
наиболее важна для народного хозяйства. Так, при большой по-
требности в металле, которую отечественные прииски и внешняя
торговля не обеспечивают, необходимо перевыполнять план до-
бычи. Когда прииски могут добывать металл в избытке, необхо-
димо выполнять план добычи с наименьшей стоимостью метал-
ла. В таких случаях цены на металл могут быть снижены с тем,
чтобы сосредоточить добычу на наиболее выгодных месторожде-
ниях.
Наконец, на бортовое содержание оказывает влияние порядок
финансирования приисков за сданный металл, т. е. методика
установления цен за металл, из расчета которых прииску перево-
дят средства на эксплуатацию. За большинство металлов приис-
кам переводят средства за сданное количество по установленной
для каждого из них плановой стоимости (с учетом накоплений).
Расчетные цены для отдельных приисков различны. Бортовое
содержание следует устанавливать такое, чтобы отработка раз-
ных россыпей производилась до одинаковой трудоемкости добы-
чи металла. Чтобы установить бортовое содержание в этих усло-
виях, необходимо учитывать работу соседних приисков.
При наличии единой цены на металл или наибольшей «предель-
ной себестоимости бортовое содержание устанавливают из этой
цены, которая и является исходной величиной для определения
наибольшей допускаемой трудоемкости при добыче металла.
Рассмотрим в историческом порядке способы определения бортового
содержания.
В начале нашего столетия бортовое содержание обычно определяли
исходя из того, чтобы ценность содержащегося в 1 м3 песков металла окупили
расходы, связанные с его добычей и промывкой, т. е. все расходы по раз-
работке, включая получение значительного процента прибыли.
Исследования, опубликованные в 1908 г. [82], показали, что при таком
способе определения бортового содержания прииск приносит значительный
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
705
годовой доход, но зато в россыпи отрабатывается наиболее обогащенная
струя и извлечение металла из месторождения недостаточно полное. Поэтому
было предложено определять бортовое содержание исходя из того, чтобы
ценность металла окупала только заработную плату, затраты на энергию
и материалы, а также ремонт оборудования с таким расчетом, чтобы пога-
шение капитальных затрат и накладные расходы сносились на разработку
наиболее богатой части струи россыпи. Примерными расчетами было выяв-
лено, что при таком способе определения бортового содержания россыпи от-
рабатываются не только полнее, но предприятие получает дополнительный
доход, так как при одних и тех же капитальных затратах и накладных рас-
ходах можно добыть дополнительный металл.
В период восстановления советской горной промышленности, когда ощу-
щался недостаток в разведанных россыпях, в 1927 г. было предложено [83]
определять бортовое содержание исходя из наиболее полной, но безубыточной
и бездоходной отработки месторождения. Бортовое содержание и границу
промышленной площади предлагалось принимать такими, чтобы ценность
«среднего» содержания металла по всей россыпи соответствовала себесто-
имости добычи и промывки без накоплений. Одновременно при этом ограни-
чивался нижний предел бортового содержания, ценность которого предлага-
лось принимать равнЫхМ затратам на покрытие расходов только на заработ-
ную плату.
После восстановления горной промышленности, когда встал вопрос о
создании предприятиями накоплений, было обращено внимание [84], что
нецелесообразно отрабатывать бедные убыточные бортовые площади или
оставлять в бортах пески с хорошим содержанием в погоне за чрезмерными
прибылями. Поэтому бортовое содержание предлагалось принимать такое,
при котором ценность его металла равнялась всем затратам на добычу и
промывку (без накоплений).
В последующей работе [85] ставился вопрос о необходимости при уста-
новлении промышленных границ россыпи учитывать не только бортовое со-
держание, но и наименьшее среднее содержание по линии или определенной
площади. При этом предлагалось относить к промышленным запасам пло-
щади только одновременно удовлетворяющие этим величинам.
В 1940 г., когда прииски финансировали за сданный металл по устанавли-
ваемой для каждого из них стоимости, т. е. когда существовали для одного
и того металла различные цены, было предложено [86] определять бортовое
содержание, исходя из наибольшей допускаемой по данному району (тресту)
плановой стоимости металла для приисков, работа которых необходима для
выполнения плана. При этом предлагалось, чтобы ценность металла при
бортовом содержании окупала все расходы по разработке, в том числе и на
разведку россыпи.
В последующих работах [4] указывалось на сложную зависимость борто-
вого содержания от ряда условий и на необходимость учитывать их совмест-
но. В частности, кроме способа разработки, годовой производительности,
условий залегания и района расположения россыпи решающее влияние ока-
зывают потребность страны в металле, богатство и обеспеченность добычи
разведанными запасами и первоочередные хозяйственные задачи, которые
ставятся перед данной отраслью промышленности района. Так, в зависимости
от потребности страны в металле и состояния разведанных запасов и перс-
пектив их прироста в разное время и в разных районах страны могут быть
предъявлены различные требования, первоочередность выполнения которых
будет наиболее важна в рассматриваемый отрезок времени. Условия хозяй-
ственной деятельности прииска в отношении норм создания накоплений,
себестоимости добычи и цен на металл могут изменяться на протяжении
срока существования прииска. Поэтому бортовое содержание, принятое при
построении границ промышленных площадей, следует через некоторое время
пересматривать.
45 с. м. Шорохов
706 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В работе рассматривается три способа определения бортового содержа-
ния: получение наибольших накоплений за все время разработки россыпи,,
достижение наименьшей себестоимости добываемого грамма металла, получение
наибольших годовых накоплений. Исследование этих способов показывает,
что при третьем способе обеспечивается малое извлечение металла из россы-
пи. Следовательно, несмотря на то, что при этом достигается наибольшая
годовая производительность предприятия по металлу и наименьшие капи-
таловложения и затраты труда на единицу годовой добычи металла (даже
при наличии большого количества разведанных россыпей, обеспечивающих
потребность страны в металле на многие годы), пользоваться этим способом
для редких и благородных металлов нецелесообразно. При первом способе
обеспечивается наиболее полное извлечение металла из россыпи, но одно-
временно снижается производительность горного предприятия по металлу,,
повышается себестоимость добычи металла и увеличиваются капиталовложе-
ния на единицу годовой добычи. При этом способе бортовоё содержание ме-
талла устанавливается из расчета, что его ценность окупит только прямые
эксплуатационные расходы, а следовательно, капиталовложения и накладные
расходы должны погашаться, а накопления создаваться за счет превышения
среднего содержания по россыпи над бортовым. По этим причинам при дан-
ном способе наравне с определением бортового содержания необходимо уста-
навливать и наименьшее допускаемое среднее содержание по россыпи, т. е.
необходимо еще определять так называемое наименьшее среднепромышленное
содержание. При соблюдении указанных положений в определении бортового
и наименьшего среднепромышленного содержания отработка бортовых пло-
щадей не будет убыточна, из россыпи будет извлечено наибольшее коли-
чество металла — насколько это позволяет безубыточная работа, и за все
время существования прииска будут получены наибольшие накопления.
При втором способе определения бортового содержания основные пока-
затели предприятия — годовая производительность по металлу, себестоимость
и капиталовложения на единицу годовой добычи металла — находятся меж-
ду показателей двух предыдущих способов, но все же они более близки к
показателям третьего способа. При этом способе подсчета необходимо опреде-
лять только бортовое содержание.
В статье [88] опубликованы материалы по математическому анализу
влияния бортового содержания на себестоимость металла, валовую ценность
добываемого металла и накопления. В работе указывается, что наибольшие
накопления за время существования прииска будут получены, если борто-
вое содержание окупает только прямые эксплуатационные расходы. В статье
дано математическое обоснование этого важного положения, впервые отме-
ченного в работе [82]. Кроме того, выявлено, что при бортовом содержании,
определяемом исходя из получения наименьшей себестоимости грамма метал-
ла, из россыпи будет извлечено меньшее количество металла за все время
отработки.
В работе [87] предлагается определять бортовое содержание исходя из
наибольшей допускаемой себестоимости и всех затрат на разведку и раз-
работку. В работе [89] отмечается необходимость определять наименьшее
среднепромышленное содержание исходя из плановой цены (стоимости) и
полных затрат на разработку, а бортовое содержание исходя из части затрат.
Вопросу определения бортового содержания посвящен ряд работ приме-
нительно к рудным месторождениям (работы К. Л. Пожарицкого, С. Я. Рач-
ковского — журнал «Колыма», 1955, № 7). В последней отдельно учитываются
затраты на обогащение, транспортировку и металлургическую переработку
и отмечается необходимость учитывать соотношения между себестоимостью
продукции и оптовыми ценами.
При разработке россыпей в основном пользовались терми-
нами «бортового и среднепромышленного содержания», с по-
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
707
мощью которых определяли два основных предельных содержа-
ния (лимита), необходимых для подсчета запасов.
В последнее время в геологической литературе по рудным
месторождениям «среднепромышленное содержание» начали
определять как «минимально-промышленное содержание», что
внесло путаницу в установившиеся понятия. В данной работе
придаются следующие смысловые значения этим основным тер-
минам:
1) бортовое содержание — это наименьшее содержание ме-
талла в песках, установленное по одной разведочной выработке
или части пласта, допускающей отдельную отработку, при ко-
тором целесообразно разрабатывать пески в рассматриваемых
условиях;
2) наименьшее среднепромышленное содержание — это наи-
меньшее среднее содержание металла в пласте на площади раз-
ведочной линии или по отдельным крупным блокам или ряду
блоков, запасы которых определяют намывочное содержание
металла по предприятию и его производительность по металлу
на протяжении определенного отрезка времени, для золотых
приисков в 1—4 недели.
Как видно, методика определения бортового содержания
разработана еще недостаточно полно. Кроме того, в зависимости
от первоочередных задач, стоящих перед предприятием, этот
вопрос может быть разрешен различно.
Рассмотрим основные случаи определения бортового содер-
жания: 1) когда потребность страны в металле обеспечивается
с избытком, разведанные запасы достаточны для необходимой
добычи, установлена единая оптовая цена на металл, на пред-
приятиях требуется создать накопления для дальнейшего раз-
вития промышленности; 2) то же, что и в первом случае, но для
отдельных предприятий установлены различные плановые стои-
мости как выше, так и ниже среднегосударственной стоимости
металла; 3) когда запасы на определенный металл ограничены,
а потребность на него повышена и полностью не удовлетворя-
ется, а также когда оптовая цена на металл для предприятий
не установлена; 4) то же, что и в первом случае, но при повы-
шенной потребности на металл, и предприятиям устанавлива-
ется повышенный план добычи металла.
Первый случай. На отдельные полезные ископаемые уста-
новлены единые цены, ограничивающие наивысшую себестои-
мость металла. Наличие единой цены на металл позволяет
обеспечить более равномерную отработку всех россыпей, так
как отработка месторождений производится до пределов, кото-
рые допускаются установленными ценами.
В таких условиях исходными величинами в определении
бортового содержания является единая цена, которую и приме-
няют при использовании уравнения (185). Выделим затраты в
45*
708 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
этом уравнении, не зависящие от бортового содержания. К ним
отнесем капиталовложения в предприятия и часть затрат на
подготовительные работы, не связанные с отработкой бортовой
площади россыпи (бортового блока). Расходы на подготови-
тельные работы выразим следующим уравнением:
8ЭВ3£ = ^ЭнЗ^ + 8бЭв32В = Р + 8бЭвЗХВ,
где 3— общие промышленные запасы, м3\ 3 = З2 + 3i;
31 — запасы центральной части россыпи, для которых рас-
ходы на подготовку постоянны, м3;
З2 — запасы песков на бортовых площадях россыпи, ж3;
Р — постоянные расходы на подготовительные работы, не
зависящие от затрат на отработку бортовых площа-
дей, руб.;
6б — коэффициент удельного объема подготовительных ра-
бот на 1 м3 песков на бортовых площадях россыпи;
X—коэффициент бортовых запасов; он равен отношению
запасов с бортовых площадей (для которых расходы
на подготовку пропорциональны отрабатываемым за-
пасам) к общим запасам россыпи, т. е. Зг= АЗ; в тех
случаях, когда А = 1, величина 32 равна нулю.
Годовые накладные расходы для предприятия с определен-
ным оборудованием и штатами теоретически не зависят от бор-
тового содержания. Однако общая сумма накладных расходов
за время существования находится в зависимости от бортового
содержания, так как запасы песков и извлекаемое количество
металла из россыпи, а следовательно, и срок существования
зависят от бортового содержания. На предприятиях .это поло-
жение справедливо только для цеховых расходов, а общепри-
исковые расходы распределяются на предприятия прииска про-
порционально добыче металла, т. е. накладные расходы опре-
деляются следующим выражением:
н = g нц + [с +G - 1) Ср] V3H, = нц + [с + О - 1) Ср] >зцд,
где А — годовая производительность предприятия по пес-
кам, ж3;
Нц — годовые цеховые расходы, руб.;
Hi — накладные приисковые расходы на грамм металла,
руб-;
' Д — коэффициент накладных приисковых расходов, рав-
ный отношению приисковых накладных расходов к
общей ценности добытого металла, т. е. Hi = ДЦ.
Уравнение (185) с указанными дополнениями может быть
написано в следующем виде:
[с + (5 - 1) ср] уЗЦ (1 - Д) = (Эд + Эп) 13 + ХМЭВ3 + Р + К +
+ 5|нц + П. (199)
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
709
Определим бортовое содержание для случаев наибольших
накоплений за время существования прииска и наименьшей
себестоимости металла [4].
Бортовое содержание, обеспечивающее наибольшие накопле-
ния за время разработки россыпи, определяется способом на-
хождения максимума функции. Для этого уравнение (199) ре-
шаем относительно накоплений, а величину запаса металла сЗ
выражаем в функции бортового содержания. Среднее содержа-
ние и запасы металла в россыпи зависят от бортового содер-
жания. Эта зависимость своеобразна для каждого месторожде-
ния. В общем виде запас металла может быть выражен
сЗ = J Сбб/З.
т-г
Принимаем = О и имеем
й = (Сб + еср) уЦ (1 - Д) - £ (Эд + Эп) - Х8б$Эв - = 0.
Решаем это уравнение относительно бортового содержания
_‘(эд + эп + »»бэ_ + Н^)
Сб— \Ц (1 — Д) )Ср’
Этому значению бортового содержания соответствует макси-
мум функции. Таким образом, данное уравнение определяет
бортовое содержание в песках, при котором будут достигнуты
наибольшие накопления за время существования прииска. Из
уравнения видно, что для соблюдения этого требования необ-
ходимо, чтобы бортовое содержание окупало прямые эксплуа-
тационные расходы, связанные непосредственно с добычей этих
песков и их промывкой, а также и цеховые и приисковые рас-
ходы, приходящиеся на этот металл. При этом затраты, произ-
веденные на месторождении до начала подготовительных и до-
бычных работ, на площади бортового блока не учитываются.
Капитальные затраты и затраты на постоянные подготови-
тельные работы не влияют на величину бортового содержания.
Однако для того, чтобы предприятие не было убыточным, как
это следует из уравнения (185), необходимо, чтобы среднее со-
держание по всей россыпи окупало все затраты на разработку
и обеспечивало получение наименьшего допускаемого процента
накоплений:
Ссп —
Фд + Эп + 8ЭВ
к + н + пм
3
G — 1)сР.
(201)
уЦ
Ссп — уЦ 1) СР>
710 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
где Ссп — наименьшее допускаемое среднее содержание песков
на промышленной россыпи (т. е. наименьшее средне-
промышленное содержание), г/.м3;
Пм — наименьшие допускаемые накопления (т. е. плановые
накопления), руб.;
s — стоимость добычи и промывки с учетом плановых на-
коплений, руб!м3.
Числитель уравнения (201) выражает полную стоимость до-
бычи 1 м3 песков с учетом плановых накоплений. Таким обра-
зом, ценность металла при наименьшем среднепромышленном
содержании (за вычетом металла, получаемого из разу-
боживатощих пород) должна окупать все затраты на раз-
работку.
Данное уравнение определяет наименьшее среднепромыш-
ленное содержание. Накопления для горных предприятий пла-
нируют в пределах 2—3% от себестоимости, исходя из чего
может быть принята величина ссп. При определении среднепро-
мышленного содержания следует учитывать только те капита-
ловложения, которые нужно погасить на данном месторождении.
Подсчет целесообразно производить с учетом действительных
капиталовложений, а также и условных, например на раз-
ведку.
Если включить в отработку площади с более низким содер-
жанием, чем это определяется уравнением (200), то накопления
уменьшаются, так как часть средств пойдет на покрытие убыт-
ков от отработки бедных площадей с содержанием ниже борто-
вого. В таких условиях в отдельные отрезки времени предприя-
тию потребуются средства на покрытие убытков, т. е. дотации.
Таким образом, по уравнению (200) определяется бортовое со-
держание, обеспечивающее наиболее полное извлечение запа-
сов металла, при котором не потребуются дотации. Одновремен-
но должно быть соблюдено и наименьшее среднепромышленное
содержание. Среднее содержание по всей россыпи всегда выше
наименьшего среднепромышленного, поскольку среднее содер-
жание на отдельных площадях россыпи равно или больше наи-
меньшего среднепромышленного.
Запасы песков и площади, на которых должно быть выдер-
жано наименьшее среднепромышленное содержание, зависят от
времени .их отработки, поскольку целесообразно, чтобы это
время было меньше промежутка времени между отправкой на
металлургический завод продукции и получением предприя-
тием средств за сданный металл. Для золотых приисков это
время находится в пределах одной-четырех недель. В случаях,
когда предприятие отправляет пески на завод, то этот проме-
жуток определяется временем, через которое отправляют соста-
вы песков с допускаемым содержанием.
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
711
При данном способе подсчета бортового содержания необ-
ходимо при построении границы промышленной россыпи учиты-
вать как бортовое, так и наименьшее среднепромышленное со-
держание металла. На построение границы эти содержания
оказывают различное влияние. Так, на россыпях с наиболее
трудоемкой добычей или на бедных россыпях не удается вы-
держивать и бортовое, и наименьшее среднепромышленное со-
держание, тогда бортовое содержание принимают больше, чем
вытекает из уравнения (200). В таких условиях решающее
влияние на установление границы оказывает наименьшее
среднепромышленное содержание. На богатых россыпях гра-
ница в основном устанавливается по бортовому содержанию.
.Для удобства пользования уравнением (200) преобразуем
его, приспособив к отдельным способам разработки.
При дражном и гидравлическом способах разработки, когда
вскрытие россыпи производится котлованом или канавой и при-
меняется валовая отработка, принимаем
E=p+j_+Z; 8б = 0; Эп = 0.
Для этого случая получаем
(Р + Т+2)(эд + т z
Сб = >Ц (1Д) Р РСт РСп’
где Сб — бортовое содержание на пласт песков, г/м3}
ст — содержание в торфах, г/м3}
сп — содержание в плотике, г/м3.
При дражном, экскаваторно-скреперно-бульдозерном и гид-
равлическом способах разработки, когда применяется независи-
мое вскрытие месторождения и производятся предварительные
вскрышные работы на глубину Т2, а работы по выемке песков
и промывке объединены ib единый комплекс, принимаем
e = P + p + Z; 8б = р; Эп = 0; Т2 = Т-Т\.
Тогда имеем
I Ь нц\
(Р + 7\ + Z) I Эд + X р Эв + I у,
Сб= чЦ (I — Д) р р-ст—р-Сп, (203)
где Т\ — толщина слоя торфов, попутно вынимаемая с песка-
ми, М}
Т2— глубина предварительной вскрыши торфов, м.
. При подземной разработке обычно затраты на промывку
учитываются отдельно. Кроме того, при определении коэффи-
циента удельного объема подготовительных работ необходимо
712 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
учитывать, что из подготовительных и нарезных выработок в
основном добываются пески с повышенной себестоимостью.
В таких условиях эксплуатационные затраты на единицу объе-
ма песков по подготовительным работам, т. е. величину Эв,
необходимо принимать равной превышению этих расходов над
теми же расходами при очистной выемке, т. е. Эв = Эу. Коэф-
фициент удельного объема подготовительных работ в этом слу-
чае определяется отношением объема подготовительных и на-
резных работ к общему запасу песков шахтного поля за выче-
том околоствольных и заградительных целиков. Бортовое
содержание при подземной разработке определяется урав-
нением
(Р + Т. + Z) (эд + Эп + Х8бЭу + S')
'vLJ, (1 — А) Р
ЪСт_|сп. (204>
Изложенный способ определения бортового содержания ме-
талла исходя из достижения наибольших накоплений за все
время разработки необходимо считать основным (при наличии
оптовых цен) в районах, обеспеченных запасами на ближайшие
десятилетия.
На предприятиях, где цеховые и приисковые накладные рас-
ходы постоянны и не зависят от бортового содержания, члены
уравнения j и А равны нулю. В районах, где значительный
прирост запасов не ожидается, можно подсчет бортового содер-
жания производить, принимая эти члены также равными нулю..
В этом случае цеховые и общеприисковые расходы будут по-
крываться только за счет богатой части россыпи и прирост
среднепромышленного содержания должен покрывать цеховые
и накладные расходы, приходящиеся на запасы с бортовым со-
держанием металла, ценность которого не окупает эти расходы.
Поэтому разница между бортовым и наименьшим среднепро-
мышленным содержанием возрастает. В этом случае извлече-
ние металла из россыпи увеличивается, но несколько сокра-
щаются накопления и ухудшаются прочие показатели. Такое
бортовое содержание следует рассматривать как наинизшее, до-
пускаемое для рассматриваемого случая подсчета бортового
содержания.
Бортовое содержание, при котором обеспечивается наимень-
шая себестоимость металла, без учета накоплений, определя-
ется способом нахождения минимума функции. Для выполне-
ния этого условия необходимо, чтобы бортовое содержание
было во столько раз меньше среднего содержания, во сколько
раз прямые эксплуатационные расходы меньше полной себе-
стоимости добычи. Исследования показывают, что наименьшая*
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
713
себестоимость добычи металла обеспечивается обычно при бо-
лее высоких содержаниях по сравнению с бортовым содержа-
нием, при котором достигаются наибольшие накопления за все
время существования прииска. Вследствие этого способ опреде-
ления бортового содержания на основе достижения наименьшей
себестоимости металла обеспечивает меньшую полноту отра-
ботки россыпи; также снижаются и общие накопления за все
время существования прииска [89]. Однако вследствие повыше-
ния среднего содержания увеличивается годовая добыча метал-
ла и годовые накопления и снижаются удельные капиталовло-
жения на килограмм годовой добычи металла.
Бортовое содержание может быть установлено исходя из
окупаемости всех расходов по разработке. В таком случае бор-
товое содержание подсчитывается по уравнению (201) и опре-
делять наименьшее среднепромышленное содержание не нужно.
При подсчетах бортового содержания по этому способу можно
накопления принимать равным нулю, но в таком случае необ-
ходимо подсчитывать наименьшее среднепромышленное содер-
жание, ценность которого должна создать необходимые накоп-
ления. Проверочные расчеты показывают, что бортовое содер-
жание, подсчитанное по уравнению (201), меньше бортового
содержания, определенного по предыдущему способу — исходя
из наименьшей себестоимости добываемого металла. Поэтому
бортовое содержание, окупающее все расходы по разработке
(за исключением накоплений), обеспечивает более полное из-
влечение металла из россыпи. Годовая производительность
предприятия по металлу, годовые накопления и капиталовло-
жения на килограмм годовой добычи при этом бортовом содер-
жании занимают промежуточное положение между показателя-
ми, получаемыми при подсчете бортового содержания по урав-
нениям (200) предыдущим способом. По этим причинам борто-
вое содержание, окупающее все расходы по добыче, следует
рассматривать как наивысшее предельное бортовое содержание,
которое возможно допускать при наличии в районе значитель-
ных запасов богатых россыпей, обеспечивающих планируемую
добычу металла на несколько десятилетий, при уверенности в
приросте новых запасов богатых россыпей и когда оставленные
в бортах площади с бедным содержанием не будут испорчены
первоначально проводимыми горными работами. Для больших
россыпей, расположенных в новых районах, необходимо произ-
водить подсчеты бортового содержания и определять запасы
по обоим способам — уравнениям (200) и (201), так как они
обеспечивают различные годовые производительности предприя-
тий по металлу, различное извлечение металла из россыпи и
различную себестоимость добычи. Окончательный выбор борто-
вого содержания следует производить, учитывая показатели по
обоим способам подсчета.
714 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Второй случай. По ряду металлов для разных трестов уста-
навливают различные плановые стоимости металла, по которым
производится расчет с предприятием. Стоимости устанавливают
в зависимости от богатства месторождений, условий разработ-
ки и себестоимости добычи с учетом получения определенного
процента накоплений. Внутри трестов устанавливаются плано-
вые стоимости металла для различных приисков в зависимости
от трудоемкости добычи металла, но в целом по тресту стои-
мость металла не превышает установленной плановой стоимо-
сти. Например, для выполнения плана добычи металла должно
работать семь приисков с одинаковой годовой добычей и стои-
мостью единицы металла 1, 2, 3, 5, 7, 8, 9 руб. при среднепла-
новой* стоимости по всем предприятиям в 5 руб. В таких усло-
виях при разной плановой стоимости металла на разных при-
исках важно обеспечить равномерную отработку россыпей до
определенного предела несмотря на различную для них трудо-
емкость добычи металла. Исходной величиной здесь является
достижение на всех приисках единой себестоимости добычи
металла с бортовых площадей. При соблюдении этого положе-
ния наиболее легко осваиваемое месторождение будет отрабо-
тано в большей степени, а наиболее трудное — в меньшей.
На отдельные металлы наравне с плановой стоимостью уста-
новлены предельно допускаемые стоимости добычи (наивысшие),
которые являются исходными при определении выгодности пред-
приятия. Предприятия с себестоимостью добычи, большей пре-
дельной допускаемой стоимости, если не представляется возмож-
ности снизить ее путем усовершенствования разработки, закры-
ваются. В таких условиях исходной величиной для установления
предела отработки каждого месторождения, а следовательно и
бортового содержания является предельно допускаемая стои-
мость. При отсутствии для отдельных металлов предельно до-
пускаемой стоимости исходной величиной при определении пре-
дела отработки россыпи и бортового содержания является пла-
новая стоимость более трудно осваиваемого месторождения,
которое необходимо разрабатывать для выполнения установлен-
ного плана добычи металла по району или тресту. В этом случае
бортовое содержание определяется по уравнению (200) для пре-
дельно допускаемой стоимости или стоимости добычи металла
на наиболее трудно осваиваемом прииске, т. е. исходя из 9 руб.
для рассмотренного примера. Наименьшее среднепромышленное
содержание определяют по уравнению (201), но при подсчете
принимается установленная уже для каждого прииска плановая
стоимость металла, т. е. в пределах от 1 до 9 руб. Это необходимо
для того, чтобы прииск получил средства за сданный металл
в размере, необходимом для производства. Соблюдение наимень-
шего среднепромышленного содержания в этих условиях обяза-
тельно.
БОРТОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ
715
Третий случай. По редким металлам разведанные запасы час-
то ограничены, потребность в этом металле повышена и полно-
стью не покрывается, а оптовые цены на металл еще не уста-
новлены. В этих случаях бортовое содержание устанавливают
исходя из запасов и богатства месторождений, ожидаемого при-
роста запасов и предусмотренного роста годовой добычи металла
в стране. Наравне с этим устанавливают наименьшее среднепро-
мышленное содержание, которое предприятия должны выдержать
при разработке отдельных площадей россыпи. Бортовое и наи-
меньшее среднепромышленное содержание устанавливается сов-
нархозами. Бортовые содержания утверждаются по способам
разработки с учетом годовой производительности предприятий
и района расположения россыпи.
Четвертый случай. При повышенной потребности в металле
решающее значение имеет перевыполнение плана. В таких слу-
чаях предприятию может быть установлен повышенный план.
В таком случае при установлении бортового содержания следует
учитывать годовой план добычи металла, что обусловливает не-
обходимость выдержать определенное среднегодовое содержа-
ние при определенной годовой производительности горного обору-
дования по пескам. Бортовое содержание в таких условиях
приходится выявлять подбором блоков, которые в сумме обес-
печивали необходимое среднегодовое содержание. При этом при-
нимают меры к увеличению годовой производительности пред-
приятия по пескам. Во время подбора блоков необходимо
стремиться к наиболее полной отработке блоков, отнесенных
к промышленным по условиям первого способа подсчета борто-
вого содержания. Данный способ обеспечивает меньшее извле-
чение металла из россыпи, и его необходимо рассматривать как
временный, при котором могут быть созданы условия, благопри-
ятствующие выполнению повышенного годового плана добычи
металла. Отступление от ранее принятого бортового содержания
следует согласовывать с вышестоящими организациями.
Во время разработки первый или второй способ определения
бортового содержания часто сочетается с четвертым. Как отме-
чалось, в первом случае предусматривается определение содер-
жания двумя способами: 1) исходя из достижении годовой про-
изводительности по металлу на среднем уровне, наибольших
накоплений за все время разработки и наибольшего извлече-
ния металла до предела, при котором не потребуется дотация
во время отработки наиболее бедных бортовых площадей; 2) ис-
ходя из достижения повышенной годовой производительности по
металлу, больших годовых накоплений и меньших удельных ка-
питаловложений на единицу годовой добычи металла, по мень-
шего извлечения металла из россыпи; в этом случае бортовое
содержание окупит все затраты по разработке. Эти два способа
ограничивают наиболее целесообразные пределы допустимого
716 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ПО РАЗРАБОТКЕ РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
изменения бортового содержания в зависимости от условий раз-
работки. Сочетание этих способов с четвертым позволит учесть
при определении бортового содержания и потребность в металле,
которую должен добыть участок, прииск или трест по общегосу-
дарственному плану.
Как (видно, бортовое содержание можно установить исходя
из различных положений, поэтому подсчитанное бортовое и наи-
меньшее среднепромышленное содержание для крупных место-
рождений или для россыпей района подсчитывают по нескольким
вариантам и его, необходимо согласовывать с вышестоящими
учреждениями.
Раздел второй.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
Глава I. ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ
И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
1. ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ
Разработка россыпей осуществляется кроме ранее рассмот-
ренных основных способов разработки также и смешанными
(комбинированными): экскаваторно-бульдозерный, экскаватор-
но-гидравлический и пр. Большое число способов разработки
осложняет их выбор. При проектировании выбор наивыгодней-
шего способа разработки россыпи является основной задачей
проекта и для многих месторождений весьма трудоемок.
Выбор способа разработки усложняется еще и тем, что каж-
дому из них свойственны различные бортовые содержания. При
определении бортового содержания границы россыпи для каж-
дого способа будут установлены из предельной себестоимости
грамма металла по прямым эксплуатационным затратам. При
этом ширина промышленной части россыпи для разных способов
разработки будет меняться с изменением бортового содержания.
Рассмотрим закономерности изменения ширины промышлен-
ной россыпи для различных способов разработки. На россыпях
с выдержанным залеганием и определенной закономерностью
в изменении мощности пласта и содержания металла в песках
по простиранию россыпи можно наблюдать следующие взаимо-
зависимости изменения ширины промышленной россыпи от ее
глубины. Для подземного способа граница россыпи определяется
точками 1-2 и 5-6 на рис. 260, при этом объем добываемых песков
ограничивается наибольшей выемочной мощностью пласта (точ-
ки 1-2-3-4-5-6). Часть песков в местах больших раздувов пласта
3-4-9 может быть и не отработана. Также будут не отработаны
пески в верхних пропластках. Наименьшая ширина промышлен-
ной россыпи для подземного способа будет при минимальной
глубине россыпи. При увеличении глубины россыпи до 15—20 м
ширина россыпи будет увеличиваться; до глубины 20—30 м
ширина остается постоянной, с дальнейшим увеличением глуби-
ны начнется постепенное сужение ширины с промышленной рос-
сыпи.
При экскаваторно-скреперном способе пески в основном
пласте будут полностью отработаны в пределах точек 7-8-9-10-11.
Наибольшей ширины промышленная россыпь достигнет при
718 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
минимальной глубине россыпи. С увеличением глубины россыпи
ширина ее будет постепенно сокращаться, вначале медленно, а
с глубины в 10—12 м резко.
При дражном способе возможно добыть и промыть пески
верхних пропластов, расположенных на уровне точек 16-17-18,
даже при невысоком содержании. Дешевые вскрышные работы
могут быть проведены в верхней части россыпи до уровня 19-20.
Вследствие этого из россыпи будет извлечено наибольшее коли-
чество металла и песков, ограничиваемых точками 12-13-9-14-15
и 16-17-18, Наибольшая ширина промышленной россыпи достиг-
нет при глубине около 5 м. Увеличение глубины до 10—11 м на
Рис. 260. Границы промышленной россыпи для различных способов
разработки
ширину россыпи оказывает незначительное влияние. При боль-
шей глубине ширина начинает уменьшаться, причем на мерзлых
россыпях это сокращение происходит более резко.
По выше указанным причинам на месторождениях разной
глубины промышленная россыпь достигнет наибольшей ширины
при определенном способе разработки в зависимости от себестои-
мости добычи. На неглубоких россыпях при скреперно-бульдо-
зерном способе разработки можно обеспечить наибольшую ши-
рину промышленной россыпи. На россыпях средней глубины
наибольшая ширина будет достигнута при дражном способе
разработки, а на мерзлых глубоких россыпях наибольшая шири-
на ее будет при подземном способе разработки.
По этим причинам применение на одной и той же россыпи
различных способов разработки скажется не только на капи-
таловложениях и себестоимости металла, но из месторождения
будет добыто также различное количество металла. В отдельных
случаях границы промышленных россыпей для разных способов
разработки могут совпадать.
ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 719
Бортовое содержание в пласте изменяется при различных
условиях его залегания, т. е. с изменением мощности пласта,
глубины россыпи и мощности торфов. Поэтому бортовое содер-
жание приходится устанавливать в целом для всей россыпи и
для отдельных площадей с особыми условиями залегания по
отдельным разведочным линиям. В связи с этим необходимо
различать среднее бортовое содержание по месторождению и
бортовое содержание по отдельным линиям.
На дражных и гидравлических разработках, когда россыпь
отрабатывается при вскрытии с помощью котлована или вынос-
ных канав, бортовое содержание определяют на всю толщину
наносных отложений. В этих условиях бортовое содержание по
каждой разведочной линии соответствует среднему бортовому
содержанию на массу по всей россыпи. В этом случае построе-
ние границы балансовых и промышленных запасов упрощается.
Однако и для этих условий более правильно подсчитывать бор-
товое содержание на пласт, т. е. учитывать при этом как мощ-
ность пласта и его содержание, так и глубину задирки плотика,,
мощность торфов и содержание в них металла по отдельным
прослойкам.
Способ разработки, при котором обеспечивается наибольшая
промышленная ширина россыпи, или если при постоянной шири-
не россыпи средняя величина бортового содержания будет на-
именьшая, следует считать наивыгоднейшим. Капитальные за-
траты на разработку и ряд других расходов на бортовое содер^
жание обычно не влияют, поэтому окончательное суждение о
выгодности способа и выбор его необходимо производить путем
сравнения экономического показателя, учитывающего как эксп-
луатационные, так и капитальные затраты, а Также и количества
извлекаемого металла и сроки освоения россыпи.
Таким показателем, дающим обобщающую (синтетическую)
экономическую оценку способа разработки, является абсолютная
и относительная величина накоплений или сроки их окупаемости.
В связи с этим сопоставлять отдельные способы разработки,
в частности подземный и экскаваторный, по предельному коэф-
фициенту вскрыши неудобно, так как он не является постоянной
величиной для россыпи и изменяется даже для каждой разве-
дочной линии в зависимости от ряда условий (мощности пласта,
содержания, глубины залегания, намывочного коэффициента,
дополнительно извлекаемого металла из торфов и других вели-
чин). Кроме того, необходимо учитывать, что сроки освоения
россыпи, включая время на строительство и разработку при раз-
личных способах, также изменяются.
Большое разнообразие способов разработки и переменность,
запасов требуют обстоятельной проработки выбора способа.
В этих условиях механический перенос методики выбора, при-
меняемой при разработке рудных или пластовых месторождений,
720 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
невозможен. В последнем случае выбор способа значительно
проще, так как необходимо сопоставлять только два способа —
подземный и экскаваторный при обычно постоянной границе
между рудой и боковыми породами.
Рассмотрим методику обоснования способа разработки для
россыпных месторождений.
В ряде случаев условия разработки россыпи способствуют
применению только одного способа разработки. Это определяет-
ся условиями залегания пласта и производственным опытом
разработки россыпи в аналогичных условиях. К таким место-
рождениям необходимо отнести россыпи, где наиболее выгодно
применять дражный способ разработки, например: 'водоносные
пойменные россыпи протяженностью в несколько десятков кило-
метров при средних и небольших уклонах долины и глубиной
от 4 и до 50 м на талых россыпях и до 20—30 м на мерзлых.
Пойменные россыпи большей глубины в настоящее время могут
быть отработаны подземным способом. Поэтому при глубине
мерзлых россыпей свыше 30 л, а талых свыше 60 м, при сред-
ней мощности пласта целесообразно применять подземный спо-
соб. Мерзлые, маловодные ключевые россыпи глубиной менее
3—4 м при небольших запасах наиболее выгодно разрабаты-
вать скреперно-бульдозерным способом. В подобных случа-
ях для выбора способа разработки достаточно рассмотреть ос-
новные условия, способствующие применению рекомендуемого
способа, а также осложняющие его применение, при это.м необхо-
димо указать, что в рассматриваемом случае последние не име-
ют решающего значения. Кроме того, необходимо подтвердить
аналогичность проектируемой россыпи действующему предприя-
тию и привести его показатели.
В случаях, когда по условиям разработки нет явных призна-
ков, способствующих применению одного способа, необходимо
рассматривать несколько способов разработки, наиболее подхо-
дящих для рассматриваемых условий. В дальнейшем эти способы
сопоставляют.
При сопоставлении способов разработки необходимо устано-
вить для них бортовое содержание, выявить промышленные за-
пасы, а также установить количество извлекаемого из россыпи
металла. В дальнейшем методика сопоставления вариантов за-
висит от наличия в этих способах процессов с одинаковыми тех-
нико-экономическими показателями. В общем случае сопостав-
ление вариантов и обоснование наивыгоднейшего способа про-
изводят на основании наиболее полного сравнения показателей:
(см. первый раздел): себестоимости грамма металла (килограм-
ма концентрата), капиталовложений на 1 кг и 1 т годовой до-
бычи металла, накоплений — абсолютных и относительных (при
единой оптовой цене) на металл и условных накоплений по отно-
шению к предельной цене в случаях, когда единая цена не уста-
ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 721
новлена, сроков окупаемости и освоения основных запасов и
количества извлекаемого металла, обеспеченности постоянной за-
нятости приисковых рабочих на протяжении всего года.
В случаях, когда в сопоставляемых способах имеются про-
цессы с одинаковыми технико-экономическими показателями,
сопоставление может быть упрощено. Так, если промышленные
запасы и добываемое количество металла в вариантах отлича-
ются незначительно, накопления можно не подсчитывать и огра-
ничиться подсчетом себестоимости 1 г металла. Если стоимость
промывки и коэффициент извлечения и содержания металла в
песках близки в сравниваемых вариантах, то можно ограничиться
подсчетом себестоимости добычи 1 м3 песков.
При выборе способа разработки необходимо учитывать из-
менение себестоимости добычи по временам года в зависимости
от условий залегания россыпи и климата. Так, наибольшее удо-
рожание добычи © четыре и больше раз наблюдается на гидрав-
лических разработках во время морозов. При подземной разра-
ботке мерзлых россыпей добыча зимой дешевле летней. Осталь-
ные способы занимают промежуточное положение. Исходя из
этого каждый способ разработки целесообразно применять
тогда, когда могут быть достигнуты наилучшие показа-
тели. При выборе способа разработки учитывают необходи-
мость обеспечить занятость рабочих на протяжении всего года,
а также равномерное использование мощности местных электро-
станций. На приисках, разрабатывающих мерзлые россыпи
средней глубины экскаваторно-бульдозерным способом, потреб-
ность в рабочей силе по временам года колеблется в пределах
82—132% от среднегодового [90], а при подземной разработке
мерзлых россыпей от 64 до 115%. Для наиболее производитель-
ного использования рабочей силы в таких условиях целесообраз-
но планировать добычу песков открытыми работами от 30 до
70%, а от 70 до 30% добывать подземным способом. При этом
электростанция будет загружена также более равномерно.
На приисках, где имеются электростанции, работающие на
дровах, целесообразно зимой часть рабочих использовать на ле-
созаготовках.
На некоторых приисках, расположенных недалеко от желез-
ной дороги или от сплавных рек, для лучшего использования
рабочей силы в зимнее время и снижения удельного веса обще-
приисковых расходов, имеются цехи для заготовки леса. Это
позволяет разрабатывать россыпи в наивыгоднейшее для дан-
ного района время, применяя только дражный или экскаваторно-
бульдозерный способы, если нет россыпей, пригодных для подзем-
ной разработки, и сохранять рабочие кадры.
Для нижелимитного строительства, когда строятся неболь-
шие предприятия со сроком отработки россыпи за один-два года
на выбор способа разработки влияет наличие на приисках
46 С. М. Шорохов
722 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИИ
оборудования, а также сроки приобретения и завоза нового обо
рудования.
2. ВЫБОР ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ГОРНОГО
ПРЕДПРИЯТИЯ
Решающее влияние на годовую производительность предприя-
тия оказывают запасы месторождения и потребность страны в
добываемом метале. При решении этого вопроса необходимо,
однако, учитывать еще и другие особенности, как например, ус-
ловия залегания россыпи, экономическое и географическое поло-
жение района.
Выбирают годовую производительность исходя из соблюде-
ния следующих основных
QtM^sod
Рис. 261. Кривые себестоимости
добычи
условий: 1) экономически наивыгод-
нейшей
ности; 2)
тельности
ностей.
Выбор
производительности основывается на
том, что изменение ее при опреде-
ленных запасах оказывает влияние
на себестоимость добываемого ме-
, талла. Это объясняется тем, что при
большей производительности, когда
применяется более мощное оборудо-
вание, производительность рабочего
годовой производитель-
возможной производи-
с учетом горных возмож-
наивыгоднейшей годовой
по прииску возрастает и сокращают-
ся относительные затраты на рабочую силу (рис. 261, кривая/).
При этом также сокращаются цеховые и общеприисковые расхо-
ды, поскольку абсолютные значения этих расходов мало возрас-
тают при увеличении производительности предприятия. Однако
с увеличением производительности увеличиваются удельные ка-
питаловложения на приобретение оборудования, отчего повыша-
ются удельные расходы на погашение капиталовложений (кри-
вая 2). Складывая эти статьи расхода, получают кривую 3, ко-
торая показывает общую закономерность изменения себестои-
мости добываемого металла в зависимости от годовой произво-
дительности. Как видно, при годовой производительности, соот-
ветствующей точке перегиба кривой 3, себестоимость добычи ме-
талла наименьшая, т. е. для каждого месторождения существует
определенная производительность, при которой себестоимость
добычи металла, зависящая от масштаба производства, наимень-
шая. Кривая общей себестоимости для подземных, скреперно-
бульдозерных разработок обычно в точке перегиба пологая, что
указывает на возможность отклонения от этой производитель-
ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 723
ности на ±30% без заметного влияния масштаба производства
на себестоимость металла. Для дражных разработок эта кривая
имеет более крутой подъем. При выборе годовой производитель-
ности следует также учитывать влияние годовой производитель-
ности на особенности используемой при этом техники и особен-
ности технологии разработки, которые трудно учитываются эко-
номическими подсчетами.
Построение кривой изменения себестоимости в зависимости
от производительности предприятия требует трудоемких расче-
тов, поэтому такой способ применяется в особых случаях, напри-
мер при проведении исследований или при проектировании круп-
ных предприятий. При проектировании обычных предприятий
экономически наивыгоднейшую производительность определяют
упрощенно исходя из нормального срока существования пред-
приятия.
За нормальный срок существования принимается срок пога-
шения основных капиталовложений, вкладываемых в предприя-
тие. При соблюдении этого положения расходы на погашение
капиталовложений, приходящиеся на 1 м3 добытых песков, будут
малы, а общая стоимость добычи металла — близка к наи-
меньшей.
На основании производственного опыта для различных спосо-
бов разработки устанавливают предельные — наименьшие и наи-
большие допускаемые сроки существования предприятий. На-
пример, для предприятия, использующего металлические элект-
рические драги, нормальный срок существования составляет от
15 до 25 лет. По этим причинам нормальный срок существова-
ния может быть установлен приближенно. При решении этого
вопроса необходимо учитывать, что запасы разведываются не
точно и заранее установить срок отработки месторождения мож-
но только приближенно. Поэтому выбор годовой производитель-
ности предприятия на основании соблюдения нормального срока
существования является для большинства месторождений при-
емлемым.
При выборе нормального срока существования предприятия
необходимо учитывать и следующие основные соображения. При
большой потребности в добываемом металле и ограниченности
разведанных запасов сокращают срок существования предприя-
тий, принимают повышенные годовые производительности, и
быстрее отрабатывают россыпи. Для северных районов, где
заработная плата повышена, а также значительны цеховые и
общеприисковые расходы, целесообразно россыпи отрабатывать
в более короткие сроки, применяя мощное оборудование с более
высокой годовой производительностью. Влияние на нормальный
срок существования предприятия оказывают капиталовложения
на снабжение электроэнергией, постройку жилого поселка и
проведение дорог. В случаях, когда прииск электроэнергию
46’
724 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
получает от районной электростанции, имеется поселок и не
требуются большие затраты на дорожное строительство,
удельный вес расходов на погашение капитальных затрат в сто-
имости металла снижается, вследствие чего наименьшая себе-
стоимость будет достигаться при более коротких сроках су-
ществования предприятия и наоборот. Капиталовложения на
разработку возрастают с увеличением годовой производитель-
ности, поэтому для предприятий с большей годовой производи-
тельностью наименьшая себестоимость металла будет достигну-
та при больших сроках существования предприятия.
В зависимости от способа разработки изменяются удельные
капиталовложения на 1 м3 годовой добычи пород и на 1 кг ме-
талла, а также и изменяется распределение капиталовложений
на горное оборудование, горнокапитальные работы, снабжение
электроэнергией, производственно-технические здания и жилой
поселок. Так, при дражной разработке основные средства затра-
чиваются на приобретение и установку драги, а в случае
необходимости и на постройку электростанции. На подземных
разработках мерзлых россыпей, наоборот, капитальные затраты
на приобретение горного оборудования и капитальные выработки
относительно невелики и основные средства вкладывают в по-
верхностные сооружения, строительство поселка и дорог. Вслед-
ствие этого на нормальный срок существования предприятия
оказывает решающее влияние как срок нормального использо-
вания горного оборудования, так и срок нормального использо-
вания поверхностных сооружений и поселка.
Необходимо отметить, что при нормальных сроках сущест-
вования поселка затраты на его постройку погашаются за счет
квартирной платы. Однако при малых сроках существования
квартирная плата не погашает расходы на строительство посел-
ка и их включают в себестоимость металла. На приисках строят
деревянные дома и их перевозят на новые места. Существование
жилого поселка нужно предусматривать не менее 10—15 лет,
а в исключительных случаях не менее 5 лет.
Бульдозеры, скреперы, экскаваторы могут быть легко пере-
брошены на близлежащие россыпи. На перевозку оборудования
для подземных или гидравлических разработок с искусственным
напором требуются также небольшие затраты. Поэтому, если
ряд россыпей расположен близко друг от друга, то сроки отра-
ботки каждой из них могут быть резко сокращены, особенно,
если можно создать общие жилые поселки для нескольких наи-
более близко расположенных россыпей с общими мастерскими
и другими производственно-техническими сооружениями, общим
хозяйством и управлением. В зависимости от изложенных выше
условий и применяемых способов разработки сроки отработки
отдельных россыпей преимущественно составляют 3—10 лет.
ВЫБОР СПОСОБА РАЗРАБОТКИ И ГОДОВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ 725
Годовую производительность предприятия определяют деле-
нием запасов на предельные величины нормальных сроков су-
ществования предприятия; таким образом устанавливают пре-
делы экономически допустимой годовой производительности
предприятия.
Оборудование и условия залегания россыпи также оказывают
влияние на годовую производительность предприятия и в ряде
случаев ограничивают ее, например на определенном месторож-
дении не представляется возможным увеличить или снизить годо-
вую производительность, развиваемую имеющимся оборудовани-
ем. Поэтому годовую производительность предприятия необхо-
димо выбирать также исходя из горных возможностей. В раз-
личных способах разработки годовую производительность могут
ограничивать различные условия.
Для дражных разработок на выбор годовой производитель-
ности оказывает влияние подводная глубина россыпи, а также и
ее валунистость. Так, например, россыпи глубиной свыше 15 м
могут разрабатываться в настоящее время только 380-литровыми
драгами годовой производительностью более 1,5 млн. л3, так
как меньшие драги имеют недостаточную подводную глубину
черпания. Разработку валунистых россыпей необходимо произ-
водить драгами с возможно большей емкостью черпака. На
гидравлических разработках наибольшая производительность
ограничивается расходами воды в источнике водоснабжения, а
наименьшая — каменистостью и валунистостью россыпи, что оп-
ределяет размеры землесосов и расход воды для перемещения
камня. При экскаваторной разработке россыпей с плавучими
мойками глубокие россыпи возможно разрабатывать только
крупными экскаваторами, имеющими значительную длину стре-
лы, а следовательно, и большой ковш. Также и валунистые рос-
сыпи можно разрабатывать экскаваторами с большой емкостью
ковша. Поэтому горным предприятиям, разрабатывающим глубо-
кие и валунистые россыпи открытыми работами, свойственна
достаточно высокая годовая производительность.
При подземной разработке годовая производительность шах-
ты зависит от числа лав или заходок, в которых представляется
возможным одновременно вести очистную выемку, и от произво-
дительности лав.
Окончательно годовую производительность определяют при
сопоставлении годовой производительности, установленной с уче-
том нормального срока существования, а также с учетом горных
возможностей.
Годовая производительность предприятия изложенным выше
способом устанавливается приближенно. Более точно ее подсчи-
тывают после выбора оборудования и технологии разработки,
т. е. после решения вскрытия месторождения, подготовки и вы-
бора системы разработки.
726 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
Глава II. ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
1. СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проект является основным документом, по которому ведется
строительство горного предприятия и последующая его эксплу-
атация. Он состоит из чертежей на сооружения и выработки, пе-
речня необходимого оборудования, основных положений по тех-
нологии разработки и организации работ, данных по количеству
и качеству получаемой конечной продукции, а также смет, по
которым установлены затраты на строительство предприятия и
стоимость продукции.
Проектирование горных предприятий производится на осно-
вании «Инструкции по составлению проектов и смет по промыш-
ленному и жилищно-гражданскому строительству», утвержден-
ной Советом Министров СССР 26 января 1952 г. [91].
Проект предприятия или сооружения разрабатывают на ос-
новании задания. Задание составляют советы народного хозяй-
ства или тресты. Задание на проектирование горного предприя-
тия на определенном месторождении должно содержать следую-
щие данные: характеристику сырьевой базы горного предприя-
тия и продукции, которую должно сдавать предприятие, преде-
лы желательной годовой производительности, общие соображения
заказчика о наиболее целесообразных способах разработки ме-
сторождения и какие особенности необходимо учесть при проек-
тировании, источники снабжения предприятия энергией, топли-
вом, водой, пути снабжения предприятия материалами, основные
соображения о проектировании поселка, сроки строительства и
очередность ввода мощностей. Задание должно быть ясным и
кратким.
Если в перспективных планах развития промышленности не
приводилось технико-экономическое обоснование целесообраз-
ности разработки определенного месторождения, то в задании
на проектирование приводятся обоснования целесообразности
первоочередной разработки данного месторождения по отноше-
нию к другим россыпям.
Проектирование предприятий ведется по стадиям, причем
различают двух- и трехстадийное проектирование. После выпол-
нения отдельных стадий проект рассматривают и утверждают.
При двухстадийном проектировании первоначально состав-
ляют проектное задание, а затем рабочий проект. Такой порядок
применяют для несложных предприятий или когда существует
ряд действующих, аналогичных проектируемому, а также в слу-
чае необходимости быстро осуществить строительство пред-
приятия.
При трехстадийном проектировании первоначально составля-
ют проектное задание, затем технический проект и после рабочий
ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
727
проект. Проектирование в три стадии применяют для крупных
предприятий и сооружений, для строительства предприятий
с новыми неосвоенными или сложными технологическими про-
цессами и для сооружений особой сложности. При составлении
проекта в три стадии для крупного предприятия, возведение ко-
торого предусматривается в течение целого ряда лет, техниче-
ские проекты и рабочие чертежи составляются по очередям стро-
ительства.
Число стадий проектирования для каждого предприятия уста-
навливается при выдаче задания. В зависимости от числа стадий
несколько видоизменяется и содержание отдельных проектных
записок.
Проектное задание. Первая стадия проектирования (состав-
ление проектного задания) имеет целью выявить техническую
возможность и экономическую целесообразность предполагаемо-
го строительства в данном месте и в намеченные сроки, обеспечить
правильный выбор площадки для строительства, источников
снабжения его основным сырьем, топливом, водой, энергией, а
также установить основные технические решения проектируемых
объектов, общую стоимость строительства и основные технико-
экономические показатели.
К основным задачам проектного задания горного предприя-
тия относятся.
1. Выбор способа разработки россыпи с установлением годо-
вой производительности предприятия.
2. Уточнение бортового и наименьшего среднепромышленно-
го содержания, а также границ разработки месторождения с ус-
тановлением промышленных запасов, подлежащих разработке,
из общего объема балансовых запасов в зависимости от приня-
того способа, технологии разработки и годовой производитель-
ности предприятия.
3. Разбивка месторождения на участки, шахтные поля и от-
дельные заказы и полигоны с установлением очередности их
разработки.
4. Выбор путем сопоставления вариантов схемы осушения, а
также вскрытия и места заложения вскрывающих выработок и
сооружений; составление чертежей с общими видами сооружений
и сечениями выработок.
5. Выбор основного оборудования для подготовительных и
добычных работ; выбор режима работы и технологического про-
цесса с обоснованием выбора системы вскрышных работ и си-
стемы разработки; составление чертежей с планами и сечения-
ми; определение числа рабочих; календарный план работ по го-
дам, а на два первых года по кварталам или месяцам.
При проектировании в три стадии представляют схематиче-
ские чертежи календарного плана по кварталам и месяцам;
оборудование выбирают по укрупненным показателям.
728 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
6. Выбор оборудования и организации работ по транспорти-
ровке, вентиляции, водоотливу, промывке песков и другим раз-
делам горного предприятия; разработка чертежей с общими ви-
дами сооружений.
7. Определение потребности воды, топлива, материалов и
электроэнергии и разработка схемы водоснабжения и электро-
снабжения предприятия с выбором основного оборудования; со-
ставление чертежей с общими видами на нестандартные соору-
жения. Выбор основного оборудования и организации ремонтно-
механического и складского хозяйства.
8. Определение объема промышленных зданий и жилищного
строительства. Выбор площадок, разработка генерального плана
с привязкой к местности всех зданий и сооружений со схемой
примыкания железнодорожных путей и автомобильных дорог
к сети общего пользования. Составление генерального плана и
чертежей общих видов и сечений крупных промышленных не-
стандартных зданий и сооружений. При трехстадийном проекти-
ровании составляется только схема генерального плана.
9. Разработка общего плана строительства предприятия и
развертывание производства с указанием объемов работ, сроков
и потребности в материалах и кадрах.
10. Приближенное определение на основании сметно-финан-
совых расчетов затрат на строительство предприятия, стоимость
продукции и определение других технико-экономических пока-
зателей по проектируемому прииску.
Технический проект. Составление технического проекта имеет
целью разработать принятые в проектном задании технологиче-
ские процессы по объектам с новыми, неосвоенными видами
производства, строительные решения со сложными сооружения-
ми и уточнить выбор и количество оборудования, а также объем
строительства и его технико-экономические показатели.
По горным предприятиям в технических проектах не произ-
водят выбор способа разработки и не рассматривают варианты
с различной годозой производительностью. Основное внимание
в этой стадии проекта уделяется более подробным расчетам про-
изводительности оборудования, расчетам сложных инженерно-
технических сооружений, разработке узловых чертежей по не-
стандартным сооружениям и уточнению годовой производитель-
ности по принятому варианту, уточнению размещения выработок
и сооружений и более обстоятельной проработке конструктив-
ных решений вскрытия, подготовки и систем разработок, транс-
порту и промывке с составлением подробной спецификации на
необходимое оборудование и материалы.
Календарный план строительства прииска и разработки место-
рождения составляют поквартально до момента достижения про-
ектной производительности предприятия, но не менее чем на три
ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
729
года. До конца отработки месторождения календарный план со-
ставляется по годам, а на первые три года и по кварталам.
По водоснабжению, энергоснабжению, ремонтно-механиче-
скому, складскому хозяйству и другим сооружениям уточняют
данные, необходимые для заказа оборудования и составления
рабочих чертежей.
Генеральный план составляют на основании дополнительных
изысканий с полной привязкой всех зданий, сооружений и транс-
портных путей к рельефу местности.
На основании единых норм и расценок составляют подробные
сметы для всех основных объектов.
Рабочие чертежи. Эта стадия проектирования является за-
ключительной. Рабочие чертежи выполняют при проектировании
по двум стадиям на основании утвержденного проектного зада-
ния, а при проектировании по трем стадиям — на основании
утвержденного технического проекта. По рабочим чертежам про-
изводят строительство сооружений, проходку выработок, изго-
товляют конструкции и оборудование, ведут монтажные работы,
а также размещают на местности все производственные объекты.
При рабочем проектировании является обязательным примене-
ние чертежей стандартных и типовых деталей, типовых проектов,
а также использование уже имеющихся рабочих чертежей ана-
логичных объектов. Проектным организациям запрещается раз-
работка рабочих чертежей строительных и других деталей, на
которые имеются типовые чертежи. Рабочие чертежи составля-
ют только на нестандартные сооружения, выработки, конструк-
ции, строительство которых невозможно осуществить по общим
видам и узловым чертежам. На стандартные объекты проектные
организации обязаны прилагать только типовые чертежи. Не-
сложные рабочие чертежи разрабатывают горные предприятия
на месте строительства.
При проектировании каждой последующей стадии вносить «в
проект и чертежи изменения, вызывающие снижение производи-
тельности и удорожание стоимости без согласования с инстан-
цией, утверждающей проект, запрещается.
При разработке малых россыпных месторождений приходится
строить небольшие горные предприятия с короткими сроками су-
ществования, например устанавливать 50-литровые драги, стро-
ить шахты со сроком существования от 4 месяцев до 1 года,
небольшие экскаваторно-бульдозерные или гидравлические раз-
резы. Такие предприятия относятся к нижелимитному строитель'
ству. Проектируют такие предприятия в одну стадию.
2. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА
При проектировании крупного россыпного месторождения
проектное задание или технический проект .состоит из следующих
основных частей: 1) геологической, 2) горной, 3) обогатитель-
730 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
ной, 4) энергетической, 5) механической, 6) строительной, 7) ге-
нерального плана и внешнего транспорта, 8) сметной, 9) органи-
зации строительства, 10) экономической и генсметы.
К проектному заданию должны быть приложены следующие
основные документы: 1) задание на проектирование, 2) прото-
колы утверждения запасов месторождения, 3) документы о со-
гласовании с местными организациями и рядом ведомств
(см. стр. 735).
В тех случаях, когда применяют типовые промывные уста-
новки и не ожидается существенного расхождения между балан-
совыми и промышленными запасами, первые три части могут
быть объединены в одну горную часть. При сложном водоснаб-
жении горных работ этот раздел проекта может быть выделен
в самостоятельную часть. Также могут быть выделены в само-
стоятельные части вопросы транспорта, сооружения дорог и др.
Построение горной части проекта различно в зависимости от
принятой в проектном институте классификации процесса разра-
ботки, а также от проектируемого способа разработки.
Однако в общем виде горная часть проекта должна содер-
жать следующие основные разделы: 1) годовая производитель-
ность; 2) выбор способа разработки; 3) режим работы и суточ-
ная производительность; 4) выбор основного оборудования для
добычных и вскрышных работ; 5) работы по осушению россыпи;
6) выбор схемы вскрытия и установление границы вскрываемых
запасов; 7) вскрытие; 8) подготовительные работы для откры-
тых разработок, включая подразделы: а) очистка поверхности
от леса, б) оттайка мерзлых пород и предохранение от промер-
зания, в) предварительные вскрышные работы, г) прочие подго-
товительные работы; 9) добычные работы: выбор и расчет
системы разработки, способов выемки песков и вспомогательные
работы; 10) транспорт песков; 11) промывка; 12) отвалы; 13) во-
доснабжение; 14) календарный план отработки месторождения
с уточнением размера потерь и разубоживания и с окончатель-
ным установлением промышленных запасов.
Горная часть проектного задания обычно состоит из записки
на 100—250 стр. машинописного текста и 10—25 листов чертежей.
Проект составляют на основании разведочных и других дан-
ных (см. гл. 3). Кроме того, для составления проекта необходи-
мо провести изыскания для выполнения строительной части, во-
доснабжения, строительства дорог, а иногда и по энергетической
части. При составлении проектов по месторождениям, залегаю-
щим в сложных условиях (большой водоприток и др.) или содер-
жащим трудноизвлекаемые металлы или минералы, может воз-
никнуть потребность провести ряд особых исследований.
Проект каждого горного предприятия должен предусматри-
вать выполнение основных директив по развитию народного
хозяйства, которые ндшли отражение в решениях съездов КПСС
ПОРЯДОК ПРОЕКТИРОВАНИЯ
731
и планах развития промышленности. В частности, необходимо
предусматривать разработку месторождений путем комплексной
механизации всех трудоемких и тяжелых работ и широкого вне-
дрения автоматизации производственных процессов, применения
новой, более совершенной технологии, последних достижений на-
уки и техники, комплексного использования природных ресурсов,
улучшения условий труда и повышения культурного уровня и
квалификации трудящихся.
Эти мероприятия должны обеспечить рост производительно-
сти труда, что является необходимым условием для увеличения
объема производства.
При проектировании не допускать излишеств, принимать ме-
ры к снижению стоимости строительства и продукции предприя-
тия, также не допускать необоснованные, завышенные резервы
в оборудовании, в площадях зданий, излишние запасы проч-
ности в сооружениях; следует стремиться объединять в одном
здании несколько цехов; площади, занимаемые предприятием,
должны быть по возможности сжаты.
Проектирование должно вестись комплексно с полной увяз-
кой отдельных частей проекта.
При проектировании необходимо стремиться к наибольшему
использованию типовых проектов на отдельные сооружения, вы-
работки и узлы отдельных типовых конструкций. Использование
типовых решений позволяет ускорить и удешевить проектирова-
ние и строительство предприятий.
Типовые проекты необходимо приспособлять к местным усло-
виям, учитывая опыт их применения на передовых предприятиях.
Типовые чертежи можно использовать при разработке следую-
щих решений: 1) сечения стволов и других подземных выработок
и камер; 2) копров, установок подъемных машин, компрессоров;
3) конструкций водосливов плотин, сплоток, напорных ларей
и других водозаборных сооружений; 4) насосных и землесосных
установок, шлюзов и промывных установок; 5) мастерских,
трансформаторных киосков, складов, раскомандировочных и
других производственных зданий; 6) жилых зданий, а также зда-
ний культурно-бытового назначения.
Во время проектирования необходимо согласовать строитель-
ство предприятия с учреждениями, выделяющими земельные
площади, и с организациями, с которыми работа предприятия
будет связана во время строительства и после его пуска, напри-
мер: 1) с местным советом в части выбора площадки под стро-
ительство предприятия и поселка и устройства водозабора и
спуска отработанных вод; 2) с горным надзором в части выде-
ления горного отвода; 3) с заказчиком в части расположения
промышленных сооружений основных вскрывающих выработок
и места сборки основного оборудования и жилого поселка;
4) с управлением железной дороги, шоссейных дорог и водным
732 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
транспортом в части примыкания путей и возможности пере-
возки грузов; 5) с местными районными электростанциями в ча-
сти снабжения предприятия электроэнергией; 6) с санитарной
инспекцией, управлением речного флота и другими организация-
ми, пользующимися водоемами, в которые будет направляться
вода после промывки; 7) с противопожарной инспекцией.
Порядок рассмотрения и утверждения проекта зависит от
объема работ по строительству, т. е. от размера капиталовложе-
ний. Так, проекты на мелкие сооружения утверждаются непо-
средственно приисковым управлением или трестами, проекты на
небольшие и средние горные предприятия рассматриваются и
утверждаются вышестоящими организациями.
При двухстадийном проектировании оборудование заказыва-
ют на основании утвержденного проектного задания; при трех-
стадийном проектировании по материалам технического про-
екта; строительство предприятия осуществляют по рабочим чер-
тежам.
Проекты для крупных горных предприятий выполняют проект-
ные институты или проектные отделы трестов.
Проекты по нижелимитному строительству выполняют в со-
кращенном виде и они состоят из записки, охватывающей весь
комплекс предприятия. В этих проектах в наибольшей степени
используют типовые решения. Графическая часть проекта со-
стоит из генерального плана с расположением основных соору-
жений и линий передач, плана к подсчету запасов и чертежей
на вскрытие и систему разработки с сечением основных вырабо-
ток и сооружений.
На ряде приисков ежегодно составляют по несколько десятков
проектов на экскаваторно-бульдозерные и гидравлические раз-
резы и шахты, осуществляемые по нижелимитному строитель-
ству. Для таких приисков необходимо иметь сводный проект
развития разработки россыпей района на срок не менее чем на
5—7 лет. В этом проекте должна быть установлена последова-
тельность разработки отдельных россыпей района, сооружение
поселков, линий электропередач, мастерских, дорог и других со-
оружений общего назначения, а также установлены капитало-
вложения на приобретение оборудования для нижелимитного
строительства и на строительство объектов, финансирование ко-
торых должно проводиться за счет капиталовложений.
Глава III. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Проект составляется на основании материалов, представляе-
мых заказчиком, и данных, собранных проектной организацией
до начала и во время проектирования. Эти материалы включают
следующее: 1) данные о месторождении на основании разведоч-
ных работ; 2) данные, полученные во время изысканий и иссле-
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
733
дований, проведенных в лабораториях; 3) технико-экономиче-
ские данные, определяющие условия, в которых будет протекать
работа проектируемого предприятия.
Данные о месторождении, полученные на основании разве-
дочных работ, сосредоточиваются в так называемой геологиче-
ской записке и в протоколе утверждения запасов. Запасы песков
и металла, обнаруженные разведкой, утверждаются Всесоюзной
или территориальными комиссиями запасов. Протокол утверж-
дения запасов является основным документом для составления
проекта. К проектированию разрешается приступить в том слу-
чае, когда соблюдено определенное соотношение утвержденных
запасов по категории A + B + Ci (табл. 63).
Таблица 63. Соотношение балансовых запасов россыпных месторождений
по категории А, В и Clt необходимое для разработки проекта
и выделения капиталовложений
Группы месторождений Процент суммарных запасов категорий А B-f-Ci
А+В Ci
не менее | в том числе А
Хорошо выдержанные россыпные ме- сторождения, характеризующиеся равномерным распределением метал- ла, относительно постоянной мощ- ности, сравнительно ровным плоти- ком с незначительным уклоном - . 30 5 70
Выдержанные по ширине и длине россыпные месторождения с менее равномерным содержанием метал- ла и неровным плотиком с крутым падением 20 80
Россыпи невыдержанные и гнездовые, россыпи мелких ключей и распад- ков 5 95
Геологическая записка должна содержать следующие основ-
ные данные.
1. Краткую историческую справку о разведке и разработке
россыпи.
2. Краткое описание геологии района с геологической картой
района.
3. Геологическое описание россыпей долины и процесса их
образования.
4. Планы россыпи в масштабе 1 :2000 с горизонталями через
1 м и поперечные профили по всем разведочным линиям россыпи;
общий план россыпи с нанесением разведочных линий и выра-
боток в масштабе 1 : 5000 или 1 : 10 000 с горизонталями через
734 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
2 м. На плане указывают расположение разведочных выработок
и границу подсчета балансовых запасов. На плане должны быть
нанесены границы распространения вечной мерзлоты, леса, за-
болоченных мест, отвалов, ям от старых работ и имеющиеся со-
оружения. На профилях по разведочным линиям, кроме данных
о распространении прослойков пород, указывают содержание
металла на пласт и массу, а на выработках с промышленным со-
держанием также и данные опробования отдельных пропластков.
На профили наносят уровень воды в реке с указанием для за-
мера и горизонты подземного потока, а также границу распрост-
ранения мерзлоты.
5. Описание физико-механических свойств отдельных пород
торфов и песков с указанием: коэффициента крепости и катего-
рии пород, объемного веса, зернового состава и окатанности гали
и валунов, коэффициента разрыхления, коэффициента фильтра-
ции, влажности пород, а для мерзлых россыпей — льдистости и
температуры; данные о производительности труда рабочего и
скорости проходки, которые были достигнуты во время прове-
дения разведочных выработок.
6. Описание металла или ценных минералов с указанием: про-
бы, удельного веса, зернового (ситового) состава, окатанности
зерен, способности к амальгамированию, магнитных и других
свойств, которые могут быть использованы для их извлечения.
7. Данные о шлиховых минералах: количество шлихов в 1 м3
песков и торфов, минералогический и зерновой составы шлихов.
8. Описание плотика: породы, степень их разрушенности и
глубина распространения, коэффициенты крепости плотика и тру-
доемкость его разборки кайлой на различных глубинах от по-
верхности, трещиноватость, наличие ребристости и ее направле-
ние, данные о ровности поверхности, наличии западений, а так-
же и о содержании металла в верхней, разрушенной части пло-
тика.
9. Сведения о притоках подземных вод по наблюдениям за
откачкой воды из разведочных шурфов.
10. Данные о наличии леса на поверхности россыпи, в том
числе среднее количество деревьев на гектар и средний диаметр
стволов деревьев. Данные о допускаемых, нагрузках на почву и
о возможности перемещения по поверхности горных машин и
оборудования, о наличии старых подземных выработок, ям и про-
чих неровностей.
И. Краткое описание площадей водосбора ближайших речек
и ключей и данные о секундных расходах с приложением карты
площадей водосбора. Данные наблюдений о наибольших, наи-
меньших и средних расходах воды в речке в разрабатываемой
долине по месяцам. При проектировании гидравлических разра-
боток ежесуточный график секундных расходов воды в реке за
один-три года, Отметки уровня воды в отдельных местах разве-
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
735
дуемой россыпи с указанием времени замера. Колебания уровня
воды по месяцам, после ливней и во время весеннего половодья;
при разработке мерзлых россыпей — еженедельные показатели
средней температуры воды в реке на протяжении теплой части
года.
12. Метеорологические данные по непосредственным замерам
или наблюдениям ближайшей метеорологической станции; наи-
низшие и среднесуточные многолетние температуры; осадки по
месяцам за годы наблюдений за расходом воды в реке; измене-
ние толщины снежного покрова и глубины зимнего промерзания
от поверхности почвы по месяцам; данные о ветрах.
13. Выбор бортового содержания и подсчет запасов песков,
металла и торфов в границах балансовых запасов.
Изыскания и исследования, которые необходимо провести на
месторождении после его разведки, зависят от условий залега-
ния месторождения, определяющих сложность разработки и про-
мывки песков. На россыпях, которые ранее разрабатывались в
нижнем или верхнем течении, дополнительные исследования не-
обходимы в небольших объемах. По наиболее сложным вопросам
проектирования рассматривается несколько вариантов, с таким
расчетом, чтобы дополнительные изыскания были произведены
во время рабочего проектирования, например: выбор окончатель-
ной трассы водозаводной канавы на гидравлических разработ-
ках, изыскания места для сооружения плотин на дражных раз-
работках или котлована для установки драги, выбор трассы для
длинной руслоотводной канавы, дорог, линий электропередач.
Необходимость в изысканиях может возникнуть в тех случаях,
когда во время разведки не были проведены необходимые наб-
людения за расходами воды в реке, не определены коэффициенты
фильтрации, льдистость и влажность мерзлых пород, не нане-
сены границы распространения вечной мерзлоты. При проекти-
ровании разработки на новых россыпях, содержащих ценные
минералы, по которым отсутствует практический опыт промывки
и извлечения, может потребоваться проведение особых исследо-
ваний с целью проверки в лабораторных условиях определенных
схем промывки песков и доводки шлихов и для установления
показателей извлечения и выхода продуктов на отдельных опера-
циях промывки.
Технико-экономические данные, необходимые для составле-
ния проекта, включают: цены на основные местные материалы,
электроэнергию, топливо, стоимость транспортировки оборудо-
вания, цены на нестандартное оборудование, тарифные ставки
с поясными коэффициентами, нормы отчислений и другие эко-
номические показатели, требующиеся для составления смет.
Для составления проектов по нижелимитному строительству,
когда уже имеется практический опыт разработки данной рос-
сыпи, необходим лишь подсчет запасов месторождения.
736 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
Глава IV. ОСНОВНЫЕ ПУТИ
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
Развитие горной промышленности, в том числе и разрабаты-
вающей россыпные месторождения, осуществляется на основе
программы, принятой XXII съездом КПСС.
В течение ближайшего десятилетия намечается объем про-
мышленной продукции увеличить примерно в два с половиной
раза, а за двадцатилетие — не менее чем в шесть раз; произво-
дительность труда в промышленности поднять за десятилетие
более чем в два раза, а за двадцатилетие ib четыре-четыре с по-
ловиной раза.
Такое интенсивное развитие промышленности потребует про-
ведения ряда крупных мероприятий.
К концу двадцатилетия в основном будет завершена элект-
рификация страны, расширится использование в промышлен-
ности новых синтетических материалов, металлов с новыми свой-
ствами особенно легких и редких металлов. Широко будут внед-
рены автоматизированные машины и аппараты. В первом
десятилетии будет осуществлена комплексная механизация и
автоматизация в промышленности и сельском хозяйстве.
В строительстве промышленных предприятий будут исполь-
зоваться природные ресурсы, дающие большой народнохозяй-
ственный эффект.
Необходимо развивать инициативу предприятий, обществен-
ных организаций, ученых, инженеров, конструкторов и рабочих
для создания и внедрения новых машин, автоматов и техноло-
гии. Интенсификация производственных процессов, стандарти-
зация массовых изделий, максимальное внедрение поточного
производства, повышение качества продукции, совершенствова-
ние организации производства должно способствовать повыше-
нию производительности труда и снижению себестоимости про-
дукции и общему техническому прогрессу.
Необходимо улучшать техническое нормирование, системы
оплаты труда и премирования, осуществлять денежный контроль
количества и качества работы; внедрять новые формы матери-
альной заинтересованности как коллектива, так и каждого ра-
ботника в высоком уровне работы предприятия.
Развитие и совершенствование предприятий будет сопровож-
даться не только внедрением новой техники, технологии и высо-
кой организации производства, но также и повышением квали-
фикации и культурно-технического уровня рабочих, слиянием
физического труда с умственным, развитием научно-исследова-
тельских работ и усилением связи предприятий с научными уч-
реждениями, быстрым внедрением достижений науки, развитием
соревнования и совершенствованием организации производства,
ОСНОВНЫЕ ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
737
широким участием коллективов трудящихся в управлении пред-
приятиями и внедрением коммунистических форм труда.
Главное внимание в планировании и руководстве хозяйством
должно быть сосредоточено на наиболее рациональном исполь-
зовании материальных, трудовых и финансовых ресурсов.
В частности, первостепенное значение придается повышению
эффективности капитальных вложений, при котором обеспечи-
вался бы наибольший прирост продукции на затраченные сред-
ства и сокращение сроков окупаемости этих вложений.
Всемерно усиливать хозрасчет, добиваться строжайшей эко-
номии и бережливости, сокращать потери, снижать себестои-
мость и повышать рентабельность производства. Постоянное
улучшение системы цен с тем, чтобы они в большей степени от-
ражали общественно необходимые затраты труда, обеспечива-
ли возмещение издержек производства и прибыль предприятия.
Эти мероприятия должны быть связаны с улучшением усло-
вий труда, повышением безопасности работы, повышением мате-
риальной обеспеченности, улучшением культурных условий жиз-
ни и сокращением рабочего дня. Так, предусматривается пере-
ход на 6-часовой рабочий день, а на подземных работах — на
5-часовой или 30-часовую пятидневную рабочую неделю.
Для наиболее рационального использования капитальных
вложений предусматривается направлять основные средства на
реконструкцию, расширение и техническое перевооружение
действующих предприятий.
Технология разработки россыпей должна развиваться в сле-
дующих направлениях.
1. Создание горного оборудования совершенной конструкции
из высокопрочных легких металлов, с дистанционным и автома-
тическим управлением, при помощи которого можно было бы
наиболее эффективно разрабатывать месторождения с различ-
ными условиями залегания и запасами.
2. Увеличение объема разведочных работ, с тем чтобы обес-
печить проектирование разработки всего месторождения в це-
лом, а для небольших россыпей составления комплексного про-
екта для района на срок не менее 10—15 лет. Это позволит про-
изводить планомерную разработку россыпей наиболее произ-
водительными способами всего месторождения или ряда место-
рождений района в целом.
3. Создание драг с емкостью черпака 80, 150, 250, 380 и 600 л
для разработки обводненных и заболоченных россыпей. Драги
со средней и большой емкостью черпака нужны двух размеров,
рассчитанные на среднюю и большую глубину черпания, при-
мерно с полуторным интервалом по глубине черпания. Для луч-
шего использования стандартных драг при работе в благопри-
ятных условиях целесообразно выпускать черпаки кроме обыч-
ной емкости, еще на 10—15% большей.
4^ С. М. Шорохов
738
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
Следует предусмотреть возможность установки заводами на
драгах различного обогатительного и отвального оборудования,
например: шлюзов с механизированным сполоском, отсадочных
машин, винтовых сепараторов, а также и специального обогати-
тельного оборудования для промывки алмазных песков; кроме
обычного отвального оборудования необходимы драги с колес-
ными классификаторами для обезвоживания хвостов или земле-
сосами для уборки хвостов.
Привод черпаковой цепи и маневровых лебедок должен обес-
печивать возможность работы драг на различных скоростях.
Необходимо разработать автоматическое управление элект-
ронно-счетно-решающими машинами и специальной автомати-
ческой контрольной аппаратурой за подводным забоем.
На драгах необходимо полностью механизировать и автома-
тизировать сполоск и вспомогательные работы, проводимые как
на драге, так и на берегу. Внедрять автоматическое обслужи-
вание отдельных механизмов и автоматический контроль за их
работой.
Развитие технологии дражных разработок связано с увеличе-
нием средней емкости черпака. Устаревшие драги с черпаками
емкостью 50—120 л необходимо заменить более крупными и
совершенными.
Усовершенствование горных работ нужно вести в направле-
нии более широкого применения независимого вскрытия гори-
зонтов месторождения с предварительным проведением вскрыш-
ных работ выше и ниже уровня воды; более полной отработкой
месторождения, включая площади с возвышенным плотиком и
с большей мощностью глинистых торфов путем применения сме-
шанных способов, представляющих сочетание независимого
вскрытия с применением плотин и перемычек. Сооружение пло-
тин и перемычек необходимо механизировать и внедрить скорост-
ные способы их возведения. Площади с промышленным содер-
жанием металла, охваченные многолетней мерзлотой, необходи-
мо своевременно оттаивать и поддерживать достаточный запас
талых пород. Неглубокие россыпи, сложенные из промывистых
пород, расположенные в южных областях распространения мно-
голетней мерзлоты, целесообразно оттаивать естественным спо-
собом. В других условиях наиболее перспективна игловая во-
дооттайка с применением легких электровибраторов направлен-
ного действия, а на каменистых россыпях вращательно-вибраци-
онных станков. Электрические и микросейсмические методы
контроля за оттаиванием пород нужно усовершенствовать и
они получат широкое развитие.
Системы дражных разработок должны развиваться в направ-
лении сокращения потерь песков и простоев драг при отработке
отдельных площадей. Системы со смежными забоями необходи-
мо широко распространять особенно при разработке россыпей
ОСНОВНЫЕ ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
739
значительной глубины. Драги должны работать в наивыгодней-
ших забоях с применением наиболее производительных способов
выемки и скоростной отработки забоя.
Необходимо завершить механизацию вспомогательных работ
по укладке мертвяков, переносу кабеля, уборке и резке льда, пе-
редаче концентрата и других работ.
4. Для гидравлических разработок необходимо создать мони-
торы облегченной конструкции с плавными изменениями сечений
внутренних водоводов, с входным диаметром от 150 до 350 мм,
четырех размеров с интервалами между площадями от 1,5 для
крупных моделей и до 2 для мелких. Мониторы нужны с дистан-
ционным, ручным и программным управлением.
Для разводящих водопроводов необходимы трубы из новых
легких металлов и синтетических материалов и с удобными и
легкими быстроразъемными соединениями.
Нужно улучшить конструкцию землесосов с горизонтальным
и вертикальным валом небольших и средних размеров и облег-
чить их за счет использования новых металлов и брони из ре-
зины и других медленно изнашивающихся материалов. Земле-
сосные и насосные установки необходимо снабжать дистанцион-
ным управлением с автоматической контрольной аппаратурой.
Необходимо сконструировать новые типы водоструйных насосов,
рассчитанные на различные режимы работ с тем, чтобы возмож-
но было выдерживать высокий коэффициент полезного действия;
они должны иметь съемную резиновую броню и изготовляться
с диаметром насадок 30—150 мм.
Совершенствование технологии разработки должно происхо-
дить с увеличением годовой производительности гидравлических
разрезов путем применения более крупных мониторов и земле-
сосов и увеличения числа действующих в разрезе установок.
Независимые способы вскрытия горизонтов месторождения
с применением предварительных вскрышных работ гидравличе-
ским смывом, использования бульдозеров, скреперов и экскава-
торов должны получать все большее развитие. Способы размыва
пород повышенной крепости с механическим рыхлением и ис-
пользованием бульдозеров для частичного перемещения песков
от забоя должны найти широкое распространение. При низкой
себестоимости электроэнергии шире должны применять размыв
с повышенным напором. Внедрять размыв пород мониторами
с дистанционным управлением с близких расстояний и в забоях
наивыгоднейших размеров. Увеличивать удельный вес добычи
песков с применением систем гидравлических разработок с по-
путным и веерным забоем. Завершить комплексную механиза-
цию работ по уборке камня, зачистке плотика, перестановке обо-
рудования; использовать для этой цели машины со стандартным
навесным тракторным оборудованием, а также и тракторными
машинами со специальными приспособлениями. При разработке
47* 909
740 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
россыпей более широко использовать оборотную воду и приме-
нение отвало1В с водоотстойниками.
5. Разработку большей части морских маловодных и сухих
россыпей, содержащих редкометальные пески, выгоднее про-
изводить роторными экскаваторами. Для вскрышных работ не-
обходимы 400, 800 и 1600-литровые экскаваторы и отвалообра-
зователи на гусеничном и шагающем ходу, а в отдельных слу-
чаях и перегружатели к ним.
На добычных работах при отработке мощных песков нужны
экскаваторы с ковшом емкостью 100, 200 и реже 400 л. Выдача
песков на поверхность должна производиться забойными пере-
носными конвейерами с подачей песков от экскаватора посред-
ством перегружателей. Одноковшовые экскаваторы совместно
с самосвалами при добыче песков должны применяться для от-
работки маломощных пластов. На месторождениях с обводнен-
ным пластом нужно распространить гидравлическую добычу
с выдачей песков землесосами.
Для разработки небольших по запасам ключевых и незабо-
лоченных пойменных россыпей целесообразно использовать дра-
глайны с плавучими мойками, выпуск которых намечен для 1,2
и 4 At3 экскаваторов. Необходимо также внедрять экскаваторные
работы с сухопутными мойками.
Системы разработки с поперечными и спиральными заход-
ками должны получить более широкое распространение, по-
скольку при этом обеспечивается большая полнота отработки
месторождения, уменьшается разубоживание песков, лучше ис-
пользуется вскрышное оборудование и сокращаются простои
экскаваторов. Работа экскаваторов в основном должна прово-
диться в заходках наивыгоднейшей ширины с применением наи-
более производительных способов выемки.
Работы по зачистке кровли и почвы пласта, перестановке
конвейеров, устройству дорог в разрезе должны быть полностью
механизированы.
Необходимо широко использовать дистанционное и автома-
тическое управление процессами выемки и транспортировки
песков.
6. На бульдозерных разработках необходимо внедрять буль-
дозеры большой мощности от 100 до 250 л. с., с высокими ско-
ростями заднего хода. Усилить работы по конструированию
электрических бульдозеров. Широко внедрять колесные при-
цепные и самоходные скреперы с емкостью ковшей более 8 ж3
на баллонах повышенной проходимости.
При добыче песков наравне с подъемом песков ленточными
конвейерами, доставляемых скреперами и бульдозерами, нужно
внедрять бульдозерно-гидравлическую добычу с подъемом пес*
ков водоструйными насосами,
ОСНОВНЫЕ ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
741
На вскрышных работах большое распространение должны
получить сдвоенные системы вскрышных бульдозерных и скре-
перных работ с выдачей торфов на оба борта россыпи, а также
и наиболее производительные способы выемки — бороздовые
и с толкачом.
Вскрышные работы на мерзлых россыпях в основном долж-
ны проводиться с солнечной оттайкой и с опережением не менее
одного года. Для лучшего использования машин добычу песков
в больших объемах нужно осуществлять смешанным скреперно-
бульдозерным способом.
Работа добычных машин в основном должна протекать на
выемочных площадях наивыгоднейших размеров, с применением
наиболее производительных способов выемки, в том числе при
трещиноватых плотиках с применением взрывных работ.
7. На подземных работах мерзлых россыпей механизацию
очистных работ нужно развивать в направлении более широкого
использования небольших электробульдозеров с дистанционным
управлением, электрических станков для бурения горизонталь-
ных скважин диаметром 60—70 мм, металлической крепи и ме-
ханического оборудования для зачистки плотика. Для переме-
щения песков по штрекам и для выдачи на поверхность приме-
нять ленточные конвейеры.
На подготовительных работах завершить комплексную меха-
низацию проходческих работ с механизацией уборки пород, как
в наклонных, так и в вертикальных стволах небольшого сечения
и шурфов.
На талых россыпях для работы в заходках малой ширины
необходимо легкое погрузочное оборудование и переносные пере-
грузочные конвейеры. Для проходки подготовительных вырабо-
ток внедрять проходческие погрузочные машины, а на морских
россыпях — проходческие комбайны.
Подъемные установки и ленточные конвейеры должны быть
полностью оборудованы дистанционно-автоматическим управ-
лением.
Прогресс в технологии подземной разработки неизбежно свя-
зан с увеличением числа лав в шахте, следовательно, к с уве-
личением суточной производительности. Вскрытие наклонными
стволами должно применяться и при разработке глубоких россы-
пей. На мерзлых россыпях размеры шахтных полей должны воз-
растать, что будет способствовать применению подготовки полей
с пограничными штреками.
Прогресс в системах разработки должен проходить в направ-
лении уменьшения разубоживания, увеличения производитель-
ности рабочего по добываемому металлу, внедрения многоцик-
личного графика работ и систем с безлюдной выемкой.
Совершенствовать предприятия необходимо путем внедрения
опыта работы передовых предприятий и последних достижений
742 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
науки и техники. Однако для их усовершенствования на научной
основе недостаточно только перенимать посторонний опыт. На
каждом предприятии должна проводиться самостоятельная ра-
бота по совершенствованию процессов. Эта работа должна ве-
стись на основе научного марксистско-ленинского метода,
существо которого заключается в том, что любое познание долж-
но быть связано с практикой, т. е. необходимо организовать об-
стоятельные наблюдения за определенными процессами. Далее,
для того чтобы ускорить движение вперед, необходимо перехо-
дить к суммированию материалов практики для упорядочения
собранных данных с целью распознания явлений, раскрытия их
внутренних закономерностей для построения системы познания,
т. е. теории познания. «Чтобы понять, — говорит В. И. Ленин, —
нужно эмпирически начать понимание, изучение, от эмпирики под-
няться к общему» (Философские тетради, стр. 178). Однако самое
главное заключается не только в том, чтобы понять закономер-
ность, а в том, чтобы использовать эти закономерности для преоб-
разования рассматриваемого явления и движения его вперед. Та-
ким образом, познание должно начаться с практики, путем обоб-
щения опыта создается теория, которая вновь должна вернуться
к практике. Поэтому практика является критерием истины. Та-
ким образом, неправильно рассматривать вопросы познания
в отрыве от практики. Точно так же передовая наука осуждает
эмпириков, которые преклоняются перед опытом и презирают
теорию, вследствие чего не могут охватить объективного процес-
са в целом и лишены большой перспективы.
Как следует из изложенного выше, полученные на основании
производственных наблюдений данные необходимо тщательно
проанализировать, выявив места, где процесс протекает наименее
совершенно, и установить наиболее целесообразное проведение
процесса, а также разработать мероприятия, которые необходи-
мы для этого осуществить. Разработанная теория процесса и
предусмотренные мероприятия должны быть сначала проверены
на опытных работах, а затем внедрены в производство, благода-
ря чему будет достигнуто их совершенствование.
На каждом предприятии для выполнения этой важнейшей
задачи должны проводиться наблюдения, организованы опытные
работы, проводиться испытания по использованию новых, улуч-
шенных, конструктивных решений и только при сочетании этих
мероприятий с использованием последних достижений науки и
опыта работы передовых предприятий и их передовиков произ-
водства можно добиться усовершенствования производ-
ства.
Усовершенствование предприятий, в конечном счете, должно
обеспечить повышение производительности труда и снижение се-
бестоимости добычи металла при одновременном улучшении
условий работы, Для более успешного выполнения этих задач
ОСНОВНЫЕ ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
743
целесообразно проводить на приисках нижеследующие органи-
зационно-технические мероприятия.
1. Увеличивать производительность экскаваторных, гидравли-
ческих разрезов, драг и укрупнять их с тем, чтобы уменьшить
число мелких предприятий, которым, как правило, свойственны
низкая производительность труда рабочих и более высокая себе-
стоимость металла.
На месторождениях с переменными условиями залегания пла-
ста применять на отдельных площадях наиболее производитель-
ные способы разработки и способы вскрытия; стремиться приме-
нять отдельные способы разработки в наиболее благоприятное
для них время года, предусматривая наиболее производительное
использование рабочих на протяжении всего года; целесообраз-
но создавать даже особые вспомогательные производства для
полной загрузки рабочих в период, не благоприятный для разра-
ботки россыпей.
Эти мероприятия должны содействовать увеличению эффек-
тивности капитальных вложений.
2. Подготовительные работы проводить в наиболее благопри-
ятное для их выполнения время года; совершенствовать техно-
логию подготовительных работ, обеспечивая снижение их трудо-
ёмкости и себестоимость; своевременно выполнять все подгото-
вительные работы с опережением, обеспечивающим непрерывную
добычу песков в благоприятных условиях работы.
Увеличивать объемы вскрышных работ для снижения общих
затрат на разработку и повышение эффективных капитальных
вложений.
3. Совершенствовать и применять наиболее производительные
для местных условий способы выемки торфов и песков, обеспе-
чивающих наивыгоднейшую производительность машин, а при
выемке песков и наименьшее разубоживание.
Применять наиболее производительные системы разработки
и проводить работы по их приспособлению к местным условиям,
а также и по усовершенствованию, добиваясь увеличения про-
изводительности труда, наилучшего использования оборудова-
ния, снижения потерь и разубоживания, наименьшей себестои-
мости металла при добыче и промывке, а также увеличения эф-
фективности капитальных вложений.
Установить для месторождений экономически допускаемые
потери и разубоживание песков и выдерживать в процессе рабо-
ты эти показатели.
Механизировать вспомогательные работы, добиваясь комп-
лексной механизации всех процессов разработки.
Внедрять поточное производство на подготовительных и до-
бычных работах талых россыпей со скоростными методами ра-
боты; на мерзлых россыпях при необходимости периодической
744 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЙ
смены в забоях разных горных машин внедрять цикличную ра-
боту при сокращении производственного цикла.
Внедрять комплексные бригады и комплексные нормы вы-
работки; устанавливать прогрессивные нормы выработки с уче-
том передовой технологии работ, которые содействовали бы по-
вышению производительности труда, используя материальное
и моральное стимулирование достижения высоких показателей.
Улучшать условия труда рабочих.
4. Поддерживать горные и транспортные машины, обогати-
тельное и другое оборудование в наиболее работоспособном со-
стоянии, для этого: а) качественно проводить в установленные
сроки крепежные и планово-предупредительные осмотры и ре-
монты, а также устанавливать экономическую заинтересован-
ность рабочих во внимательном и бережном отношении к ма-
шинам, в увеличении межремонтных сроков и в снижении рас-
ходов, на ремонт; б) поддерживать рабочие части машин в
соответствии с требованиями паспорта; в) иметь в должном
количестве запасные части.
Выдерживать наивыгоднейший режим работы машин при
переменных условиях работы; приспосабливать конструкции
отдельных агрегатов машин к местным условиям с целью уве-
личения производительности и сокращения расхода энергии;
проводить работы по совершенствованию и модернизации машин
и оборудования; внедрять дистанционное и автоматическое уп-
равление и обслуживание машин для повышения производи-»
тельности труда по предприятию и более точного соблюдения
наивыгоднейшего режима работ.
5. Совершенствовать технологию промывки песков и довод-
ки шлихов, обеспечивая более высокое экономически выгодное
извлечение металла с наименьшей трудоемкостью работ и с бо-
лее низкой себестоимостью; внедрять автоматический контроль
за промывкой песков и устанавливать экономическую заинтере-
сованность рабочих в соблюдении установленной полноты из-
влечения металла.
Организовывать комплексное извлечение ценных минералов,
добыча которых будет экономически оправдана; стремиться ис-
пользовать добытые горные породы и хвосты после промывки
в качестве строительных материалов и сырья для других отрас-
лей промышленности путем их обогащения.
Совершенствовать технологию отвальных работ, обеспечивая
снижение их трудоемкости и себестоимости при соблюдении ус-
тановленной надзором загрязненности отработанной воды, сбра-»
сываемой в водоемы.
Улучшать водоснабжение приисков путем снижения стоимо-
сти воды и равномерной подачи воды в нужных для производ-
ства количествах.
ОСНбЁНЫЕ ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ
745
6. Устранять узкие места во всех процессах разработки, обе-
спечивая наиболее совместное использование добычного, транс-
портного, обогатительного и отвального оборудования.
7. Проверять и анализировать себестоимость отдельных ви-
дов работ и металла, расход рабочей силы, электроэнергии и
других материалов и принимать меры к сокращению неоправ-
данных расходов.
На приисках за последнее десятилетие имеются значитель-
ные достижения в разработке россыпей, особенно охваченных
многолетней мерзлотой, в части комплексной механизации, внед-
рения нового оборудования и новой технологии, а также повы-
шения производительности труда и снижения себестоимости до-
бычи металла. Однако сегодняшнее состояние техники разра-
ботки россыпных месторождений не везде еще соответствует
задачам, поставленным планом развития народного хозяйства
в деле совершенствования промышленности. Кроме того, тех-
ника разработки на россыпях прогрессирует более медленно по
сравнению с другими отраслями горной промышленности. Неот-
ложной задачей всех работников приисков, институтов и. аппа-
рата управлений является повседневное и активное участие в
деле совершенствования техники и технологии разработки рос*
сыпных месторождений.
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ ДРАГ
Завод-изготовитель
Пермский
Иркут-
ский
Наименование размерен
Иркутский
Довоенной
конструк-
ции
проект
Емкость черпака, л . . . .
Скорость черпания черпа-
ков в минуту ............
Наибольшая подводная глу-
бина черпания, м . . . .
Наибольшая высота подъема
верхнего конца рамы от-
валообразователя над
уровнем воды, м . . . •
Длина черпаковой рамы, м .
Радиус черпания на нижнем
барабане, м ...........
Наибольший угол наклона
черпаковой рамы, град .
Высота установки оси верх-
него барабана над палу-
бой понтона, м ........
Длина понтона, м.........
Расстояние от носа понто-
на до вертикальной оси
верхнего барабана, м . .
Ширина понтона, м . . . .
Ширина понтона в носовой
части, м ..............
Длина носового скоса по
борту, м ................
Высота понтона по борту, м
Примерная осадка понтона,
м........................
Примерная высота надвод-
ного борта, м ...........
Длина скоса на корме пон-
тона, м..................
Полная длина сваи, м . . .
Наибольшая подводная дли-
на сваи, м......... •
Р
А
Ч
об
Б
д
г
Ш
Э
Я
Ф
б
щ
с
Cl
150 210 250 210 380 380 380 600
22 до 3G до 35 22 20 20 22 21
9,3 11 12 10,7 11,7 23 30 50
10,0 10,6 12,5 16,0 19 22,5
23,5 зол — 27,0 29,5 46,0 58,0 92,0
1,5 1,66 — 1,53 2,1 2,1 2,1 2,47
— — — — — — 45 45/48
8,0 10,8 10,8 9,25 10,55 10,55 12,08 16,0
32,5 40,4 42,8 36,03 45,49 56,41 62,0 108,0
16,0 19,2 192 17,85 22,86 31,39 34,75 62,4
15,4 18,2 18,2 18,42 22,59 22,59 24,0 32,5
9,6 9,12 9,0 9,42 12,67 12,67 16,0 17,0
6,46 9,48 9,35 6,5 8,46 8,46 7,5 17,0
2,4 3,0 3,0 2,89 3,31 3,31 3,31 4,0
1,75 2,0 2,0 2,3 2,7 2,7 2,4 2,7
0,65 1,0 1,0 0,59 0,61 0,61 0,91 1,3
2,25 2,1 4,47 4,47 4,0 4,8
)3,9 18,15 18,15 17,3 19,55 25,0 26,0 28,0
6,23 8,85 — 8,1 — 15,0 12,33
ПРИЛОЖЕНИЯ
747
Продолжение пр и лож. 1
Завод-изготовитель
Пермский
Иркут-
ский
Наименование размеров
Иркутский
£
о
CQ
Довоенной
конструк-
ции
проект
Расстояние между осями
сваи, м ..................
Расстояние от кормы понто-
на до оси сваи, м ... .
Длина отвалообразователя
от оси опоры до оси верх-
него барабана, м ... .
Толщина рамы отвалооб-
разователя у верхнего ба-
рабана, м.................
Высота установки оси опоры
отвалообразователя над
палубой, м ...............
Расстояние от кормы до оси
опоры отвалообразовате-
ля, м.....................
Длина кормовых колод
(верхних), м..............
Длина кормовых колод
(нижних), м...............
Ширина установки кормо-
вых колод, м .............
Конструктивный вес драги,
т.........................
М
Ю
Т
Д
Ж
Л1
К1
к2
У
4,15 5,28
0,84 0,94
29,5 30,4
5,15 5,38 5,71 5,71
0,95 — 1,22 1,22
33,5 32,57 47,53 57,0
0,58 0,42 1,0
3,9
10,1
15,25
720
3,0
8,26
8,26
17,4
1170
5,55
10,0
17,4
1240
2,68
7,3
6,8
15,0
1051
5,71
1,23
0,65 0,65 0,65
6,23
6,2
23,0
1950
6,23
12,0
6,2
23,0
2250
0,78
4,85
10,0
3362
8,0
93,0
1,6
4,0
15,2
28,8
7500
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Русские буквы
А —длина черпаковой рамы между осями барабанов; длина стрелы экскава-
тора; годовые амортизационные отчисления по надшахтному оборудова-
нию и сооружениям.
Б — высота установки верхнего барабана над палубой; сумма удельных ме-
сячных затрат на поддержание откаточных и параллельных штреков за
время существования шахтного поля, приходящаяся на 1 м месячной ско-
рости проходки выработок.
б — надводный борт понтона.
в — высота лемеха бульдозера..
Г — расстояние от носа понтона до оси верхнего барабана; ширина гусенич-
ного хода экскаватора.
г — высота городков.
Д — длина понтона; длина гусеничного хода экскаватора.
д — длина лемеха бульдозера; шаг черпака; толщина рамы отвалообразо-
вателя у верхнего конца.
748
ПРИЛОЖЕНИЯ
Е — емкость черпака.
3 — промышленные запасы.
Зб — балансовые запасы.
З3 — часть забалансовых запасов, включенных в промышленные.
Зх — запасы песков в центральной части россыпи, для которых расходы на
подготовку постоянны.
,32 — запасы песков на бортовых площадях россыпи.
Ж — высота установки нижней опоры рамы отвалообразователя над палубой;
то же, для опоры стрелы экскаватора над площадкой.
К — длина кормовых колод; капитальные затраты, которые должны быть
погашены при разработке шахтного поля; капитальные затраты.
Кп — приведенные капитальные затраты с учетом экономического эффекта.
К — ширина ковша.
Л — расстояние от кормы до оси нижней опоры рамы отвалообразователя;
то же, от опоры стрелы экскаватора до оси вращения.
л—величина углубки сваи.
М — расстояние между осями свай.
Н — сумма накладных расходов.
П — наибольшая подводная jглубина черпания; накопления; постоянная
часть затрат на подготовку шахтного поля, которая непропорциональ-
на его длине.
Р — высота установки верхнего конца рамы отвалообразователя над уров-
нем воды; постоянные расходы по месторождению на подготовитель-
ных работах, не зависящие от запасов на бортовых площадях.
р — высота установки конца кормовой колоды над уровнем воды; затраты
на ремонт.
Pi — стоимость поддержания 1 м штрека за месяц во время подготовки.
р2стоимость поддержания 1 м штрека за месяц во время очистной выемки.
р8 — стоимость поддержания 1 м штрека за месяц в выработанном прост-
ранстве.
С—полная длина сваи.
с — содержание металла в песках по данным разведки.
св — содержание металла в добытых песках.
ср«— содержание металла в разубоживаемой породе.
сб — бортовое содержание.
ссп — наименьшее среднепромышленное содержание.
сх — содержание металла в торфах по данным разведки; полная подводная
длина сваи.
с2 — содержание металла в плотике по данным разведки; наименьшая над-
водная длина сваи.
Т — длина рамы отвалообразователя от оси нижней опоры до оси верхнего
барабана.
У — расстояние между осями кормовых колод.
Ф — осадка понтона.
Ц — оптовая цена на металл или плановая стоимость, по которой рассчи-
тываются с прииском за сданный металл; стоимость продукции по оп-
товым ценам.
цм — себестоимость металла на площадях с глубокой задиркой.
цп — себестоимость металла при отсутствии специальных работ по созданию
доступа.
Ч — радиус, описываемый козырьком черпака на нижнем барабане.
Ш—ширина понтона.
Щ' — длина кормового скоса по продольной оси понтона.
Щ"—длина кормового скоса по корме понтона.
Э — ширина понтона в носовой части; прямые эксплуатационные расходы
по добыче, подготовке и промывке на 1 м3 добытых песков, включая
цеховые расходы.
ПРИЛОЖЕНИЯ
749
Эд — прямые эксплуатационные расходы на добычу 1 м* песков.
Эп — прямые эксплуатационные расходы на промывку песков.
Эв — прямые эксплуатационные расходы на единицу объема подготовитель-
ных работ.
Ю — расстояние от кормы понтона до оси сваи.-
Я — длина носового скоса по продольной оси понтона.
Латинские буквы
А — годовая производительность предприятия; вспомогательный коэффи-
циент.
Лсут — суточная производительность.
Лм — годовой объем оттайки мерзлых пород.
а — удельный расход напорной воды на размыв.
G1 — удельный расход напорной воды на обрушение.
а2 — удельный расход напорной воды на выгонку.
В — ширина; высота разгрузки экскаватора.
Вд — отрезок пути скрепера поперек россыпи во время наиболее длинного
заезда.
Вр — ширина россыпи.
Вп — размер отрабатываемой площади (блока) по ширине россыпи.
Вс — среднее расстояние перемещения заполненного отвала в пределах раз-
реза поперек россыпи.
b — ширина: гребня плотины, стружки породы, основания канавы.
Ьв — ширина разреза (длина забоя) на уровне воды.
Ьх — ширина разреза (длина забоя) по дну разреза.
Ь2 — ширина разреза (длина забоя) по поверхности россыпи.
С — скрытая теплота плавления льда.
с — запасная площадка безопасности; коэффициент Шези.
Ci — удельная теплоемкость твердой части пород.
сл “ Удельная теплоемкость льда.
св — удельная теплоемкость воды.
d — диаметр насадки; толщина стружки; ширина основания отвала.
d2 — диаметр гальки.
— ширина площадки на дне разреза.
d2— ширина площадки на кровле пласта.
е — зазор; запасное расстояние; зазор между нижними отвалами и кормой
понтона; расход электроэнергии (удельный).
— зазор между дном разреза и понтоном.
е2 — зазор между гребнем верхнего отвала и рамой отвалообразователя.
е3 — зазор между нижним концом кормовой колоды и гребнем нижнего отвала.
F — площадь; сечение забоя, выработки.
f—коэффициент крепости пород; площадь сечения переваливаемых пород,
fi—площадь сечения нижнего отвала.
f2 — площадь сечения верхнего отвала.
g— ускорение силы тяжести.
Н — высота; высота уступа, высота подъема воды на плотине; напор воды
у насадки; превышение уровня воды подземных вод над водоупорным
горизонтом.
Нг — геодезический напор.
Нп — высота подъема песков; высота дополнительного подпора на протяжении
расстояния доступа.
Яр — глубина россыпи.
Hi — подводная мощность (глубина россыпи).
909
750
ПРИЛОЖЕНИЯ
Н2— надводная мощность россыпи.
Н2 — высота вскрышного уступа.
h — высота отвала; глубина потока в канаве; высота вала пород, переме-
щаемого бульдозером; высота подъема уровня воды в реке; потери
напора.
hr — высота нижнего отвала; высота уровня воды в канаве относительно во-
доупорного горизонта.
h2— высота верхнего отвала; глубина водного потока в разрезе.
hB — надводная высота нижнего отвала.
— надводная высота галечного верхнего отвала.
h — высота расположения насадки над уровнем воды в реке.
/г' — высота засыпки пласта песков; необходимая высота подъема уровня
воды по условиям осадки понтона.
h” — необходимая высота подъема уровня воды по размерам отвального
оборудования.
/ — продольный уклон долины; уклон депрессионной кривой.
— поперечный уклон россыпи.
i— уклон канавы; подъем выезда.
Д'— расход тепла на нагрев 1 м3 мерзлых пород; работа, затрачиваемая
водной струей непосредственно для разрушения 1 м3 пород.
k— коэффициент фильтрации, расход крепежного леса; вспомогательный
коэффициент; коэффициент потерь напора.
kr — расход тепла для оттайки твердого остатка.
k2 — расход тепла для нагрева льда до нуля градусов.
k3 — расход тепла на скрытую теплоту плавления льда.
&4 — расход тепла на нагрев воды до двух градусов тепла.
£ — длина; длина шахтного поля; расстояние доступа.
£б— теоретическая длина наибольшего заезда скрепера.
LM — теоретическая длина наименьшего заезда скрепера.
£п — длина площади блока по продольной оси россыпи выше или ниже
бункера.
Lc — средняя протяженность скреперного заезда.
£ц — целесообразная длина.
I — длина; длина канавы; расстояние между иглами; длина верхней площадки
у вала породы, перемещаемого бульдозером.
/б — отрезок пути скрепера в пределах разреза по оси россыпи при наибо-
лее длинном заезде.
/м — отрезок пути скрепера в пределах разреза по оси россыпи при наибо-
лее коротком заезде.
1Г — длина грузового хода.
/п —длина порожнякового хода.
/и —длина пути наполнения.
/р — длина пути разгрузки.
/к — длина нижнего крыла шахтного поля.
/д— отрезок пути скрепера по продольной оси долины.
/Й—добыча металла.
т — протяженность выезда в пределах разреза; условное перекрытие отва-
лами основания разреза; глубина борозды; вспомогательный коэффи-
циент.
/V — число; действительная скорость черпания
Лт — теоретическая скорость черпания.
п — число; скорость черпания; вспомогательный коэффициент.
пс — число рабочих смен.
ПРИЛОЖЕНИЯ
751
Р — мощность пласта.
Pi — работа струи при вылете из насадки по разрушению 1 м3 породы.
71 — коэффициент отбойки.
р2 — коэффициент выгонки.
р — расстояние от основания борта разреза до основания отвала; удельное
давление струи.
R — длина радиуса; длина веерного отвала; радиус разгрузки; предел (ради-
ус) сферы влияния осушительной канавы.
гв — радиус черпания на уровне воды.
Г1 — радиус черпания по дну разреза.
г2 — радиус черпания по поверхности россыпи.
г—радиус черпания; затраты на ремонт.
Q — производительность; расход воды.
Q4 — производительность за час чистой работы.
ССут — суточная производительность.
QB — производительность вскрышного экскаватора за смену.
Qo— производительность отвального экскаватора за смену.
Qp — расход воды в реке.
Qn — приток подземных вод в разрез.
<2Д— дополнительный подвод воды к россыпи.
q — удельный приток подземных вод из канавы на 1 м борта разреза.
qT — вес твердого остатка.
qB — вес влаги.
qn — вес льда.
S — ширина рассеивания гальки; стоимость водослива и освоения строитель-
ной площадки; себестоимость продукции.
s—расстояние передвижки — ухода (драги, экскаватора, монитора); стои-
мость возведения м3 насыпи.
$1 — стоимость откатки м3 песков по штреку на ж.
s2 — стоимость доставки по штреку 1 м3 крепежного леса на м.
sT — стоимость вскрыши при отвозке торфов в откаточных сосудах.
sn — стоимость перевалки торфов.
$д — стоимость добычи пород драгой.
s3 — стоимость глубокой задирки плотика.
sM — стоимость добычи пород на площадях с глубокой задиркой.
$э — стоимость электроэнергии.
Т — время; мощность торфов.
Тк — число календарных дней работы.
Тр — число рабочих дней.
Тб — время осадки иглы и оттайки блока.
Т3 — высота расположения рабочей площадки экскаватора над кровлей пласта.
Тп — время простоев.
t — продолжительность заезда; время использования капитальных вложений.
— время заполнения ковша; время остановки на переключение направ-
ления движения бульдозера: время на зашагивание.
t2— время разгрузки ковша; время остановки драги в углу разреза.
t3 — время на разворот драги.
— время на перевод драги в смежный забой.
£р—температура воды в реке.
tM — температура мерзлоты.
ty — температура нагрева пород при оттайке.
752
ПРИЛОЖЕНИЯ
— температура воды у иглы.
U — ширина гребня вала, перемещаемого бульдозером; надводная ширина
отвала; ширина площадки для размещения отвала торфов;
U6 — наибольшая допускаемая ширина площадки для отвала исходя из се»
бестоимости вскрыши.
U3 — ширина площадки для отвала, создаваемая экскаватором.
и — мокрый периметр; утечка воды.
ип — утечка воды из разреза вследствие просачивания.
и0 — поверхностный сток из разреза для осветления воды.
V — скорость.
vr—скорость грузового хода.
vn — скорость порожнякового хода.
v0 — скорость осадки иглы.
уд — скорость бокового перемещения нижнего барабана.
— скорость движения черпаков.
— скорость проходки откаточного штрека.
V3 — скорость продвижения очистного забоя.
W — объем.
WB — объем воды в разрезе; объем воды в отстойном пруду.
Wn — объем песков на определенной площади (блоке).
Wj — объем попутной выемки торфов.
W2 — объем попутной выемки плотика.
W0T — объем отвала.
Wp — дополнительный объем от разноса бортов разреза.
w — боковой выступ дражного разреза; удельный объем отвального камня.
— боковой выступ разреза в стороне рабочей сваи.
ш2— боковой выступ разреза в стороне нерабочей сваи.
х — расстояние от центра тяжести площади сечения пласта до основания
борта разреза.
Xi — высота подъема плотика в месте отсыпки нижнего отвала.
х2 — высота подъема плотика в месте отсыпки верхнего отвала.
— расстояние выброса гальки за ось верхнего барабана.
уг — расстояние выброса эфелей за конец кормовой колоды.
Z — глубина задирки плотика; средний запас песков на 1 м длины россыпи.
z — величина углубки канавы в плотик.
гп — глубина задирки плотика, необходимая для тщательной выемки песков.
гд — дополнительная глубина задирки плотика, необходимая для обеспече-
ния доступа.
Греческие буквы
а — угол наклона; угол встречи струи с забоем.
ai — угол падения долины.
а2 — угол подъема плотика правого увала.
а3 — угол подъема плотика левого увала.
Р — угол поворота драги; угол поворота рельсового пути на отвале; угол
откоса.
₽i — угол поворота драги в сторону рабочей сваи.
р2— угол поворота драги в сторону нерабочей сваи.
Рв — коэффициент влажности; временный угол откоса борта разреза.
рр — угол откоса борта разреза.
Р' — угол естественного откоса песков при продолжительном стоянии.
р" — угол естественного откоса торфов при продолжительном стоянии.
ПРИЛОЖЕНИЯ
753
— угол естественного откоса песков при непродолжительном стоянии.
7 — объемный вес породы; угол откоса пород в отвалах; угол откоса вала
бульдозера в боковую сторону.
7П — удельный вес размытых песков.
7Г — удельный вес гальки.
7В — удельный вес гальки в воде.
71 — угол откоса нижнего отвала в средней части.
72 — надводный угол откоса нижнего отвала в сторону кормы.
73 — надводный угол откоса нижнего отвала в поперечном направлении.
74 — угол откоса верхнего (галечного) отвала.
7М — угол откоса мелкозернистых отвалов в направлении движения потока.
До — коэффициент среднего расстояния перемещения.
Д — отношение; коэффициент расположения рабочей площадки вскрышного
экскаватора; коэффициент потерь напора в трубах; коэффициент пере-
валки; коэффициент центра тяжести вскрыши; коэффициент объема
галечного отвала.
S — коэффициент; коэффициент вскрыши; коэффициент удельного объема
всех горноподготовительных работ; коэффициент производительности
Драги.
е — коэффициент добычи металла; угол конусности струи; угол развала
черпака; коэффициент использования комплекта шахтного поверхност-
ного оборудования и сооружений во время проходки ствола; норма-
тивный коэффициент эффективности.
С — угол наклона рамы отвалообразователя-, коэффициент забоя; коэффи-
циент доставки пород при бульдозерной добыче; коэффициент длины за-
боя; поправочный коэффициент сопротивления воздуха.
—коэффициент полезного действия.
— коэффициент
— коэффициент
^из — коэффициент
— коэффициент
т]п — коэффициент
т]0 — коэффициент обслуживания.
наполнения.
использования времени.
извлечения песков из россыпи,
извлечения песков из блока,
извлечения при промывке;
— коэффициент черпания.
$ — коэффициент трудоемкости выемки плотика.
т — поправочный коэффициент точности разведки по пескам.
тс — поправочный коэффициент точности разведки по содержанию.
X — коэффициент теплопроводности; коэффициент увеличения загрузки дви-
гателя при задирке плотика; коэффициент запаса; коэффициент потерь
воды от утечки; коэффициент бортовых запасов.
Р-— коэффициент содержания при разубоживании; коэффициент каменисто-
сти; коэффициент сжатия струи; коэффициент использования объема
отвала.
р<м — наименьший допускаемый коэффициент использования объема отвала.
Р-в— коэффициент выноса хвостов.
v — намывочный коэффициент; коэффициент сосредоточения отсыпки гальки.
vM — намывочный коэффициент на площадях с глубокой задиркой.
6 — коэффициент расположения руслоотводной канавы; коэффициент объема
разубоживания; коэффициент расхода воды; коэффициент установки
монитора; коэффициент осветления; коэффициент снижения высоты
отвала; коэффициент высоты забоя.
81 — коэффициент засоренности пород древесными остатками.
83 — коэффициент задирки для обеспечения доступа.
48 С. М. Шорохов
754
ПРИЛОЖЕНИЯ
тс — коэффициент потерь песков; потери; коэффициент накладных прииско-
вых расходов; процент накоплений.
р — коэффициент разрыхления; коэффициент разубоживания; коэффициент
рассеивания.
Pi — коэффициент разрыхления пород в нижних отвалах.
р2 — коэффициент разрыхления гальки.
рм — коэффициент разрыхления мелкозернистых хвостов.
S — коэффициент.
а — угол наклона черпаковой рамы; угол подъема выезда; угол подъема
рельсового пути на отвале; сумма коэффициентов заложения мокрого
и сухого откоса насыпи плотины.
аб — наибольший угол наклона черпаковой рамы.
Gi — коэффициент заложения мокрого откоса.
а2 — коэффициент заложения сухого откоса.
<р — коэффициент скорости; вспомогательный угол.
ф — угол смещения; коэффициент потерь пород при бульдозерной выемке,
угол сдвига стружки; сумма коэффициентов заложения откосов увала.
Ф1 — коэффициент заложения откоса правого увала.
ф2 — коэффициент заложения откоса левого увала.
2 — коэффициент засыпки пласта.
со — коэффициент удорожания ремонта драги.
ЛИТЕРАТУРА
1. Билибин Ю. А. Основы геологии россыпей. Изд-во АН СССР, 1955.
2. Инструкция по применению классификации запасов к россыпным место-
рождениям золота, платины, олова и вольфрама. Гюсгеолиздат, 1962.
3. Кренинг А. А., П о ж а р и ц к и й К. Л., Родин А. А. Руководство
по подсчету запасов месторождений золота. ОБТИ, Главзолото, 1940.
4. Шорохов С. М. Разработка россыпей открытыми работами. Метал-
лу ргиз дат, 1948.
5. Справочник по инженерно-гидро-геологическим расчетам при изыска-
ниях для гидроэнергетического строительства. Гидроэнергопроект. Госэнерго-
издат, 1955.
6. Каменский Г. Н., Климентов П. П., Овчинников А. И.
Гидрогеология месторождений полезных ископаемых. Госгеолиздат, 1953.
7. Поливанов К. М., Нетушил А. В., Бурдак Н. И., Кузьмен-
ко Л. В. Применение электроосмотического воздействия в гидротехнических
сооружениях. «Электричество», 1951, № 8.
8. Ш о р о х о в С. М. Внедрить тракторные скреперы на разработки рос-
сыпных месторождений. «Советская золотая промышленность», 1938, № 9,
1939, № 6.
9. Ю м а т о в Б. П. Определение размеров полигонов для тракторных стру-
гов. «Колыма», 1950, № 6.
10. Зеленин А. Н. Физические основы резания грунтов. АН СССР, 1950.
11. Кошлаков К. В. Вскрыша торфов послойным способом. Даль-
строй, 1955.
12. Временные нормы. Монтаж, демонтаж и транспортировка металли-
ческих промывных приборов. Дальстрой, 1956.
13. Сборник норм выработки на открытые и подземные горные работы
для приисков. Магадан, 1959.
14. Шорохов С. М. Разработка россыпных месторождений золота одно-
ковшовыми экскаваторами. Главзолото, 1936.
15. Шорохов С. М. Разработка россыпей экскаваторами и скреперами.
Металлургиздат, 1940.
16. Ветров Ю. А. Экскаваторный забой. Госстройиздат,- 1955.
17. Се кис о в Г. В. Организация вскрышных работ при разработке мерз-
лых россыпей. Магадан, 1958.
18. Мануйлов П. И. и Г. С. Галкин. Вскрыша торфов землеройными
машинами на приисках Северо-Востока СССР. ВНИИ-1, 1958.
19. Мельников Н. В. Справочник инженера и техника по открытым
горным работам. Углетехиздат, 1956.
20. Е гур нов Г. П. Открытые горные работы. Углетехиздат, 1954.
21. Инженерно-геологические исследования для гидротехнических строи-
тельств, т. I. Госгеолиздат, 1950.
22. Г а вы р ин Н. П. а) Исследование гидромониторных струй. «Изв.
ОТН, АН СССР», № 7, 1939.
23. Р о е р Г. Н. Новые методы эффективного использования струи гидро-
монитора. Труды ВНИОМС, 1948. ОБТИ Главзолото, вып. 52, 1957.
24. Р о е р Г. Н. Теоретические основы повышения эффективности разра-
ботки грунта гидромониторами. Автореф. докт. дисс., 1956.
48*
756
ЛИТЕРАТУРА
25. Никонов Г. П. Исследования размыва вскрышных пород при гидро-
мониторной разработке. Автореф. канд. дисс., 1957.
26. Маршалов Н. Я. Теоретический анализ и подсчеты при процессах
промывки золота и других тяжелых минералов из песков текущей воды. «Со-
ветская золотая промышленность», 1937, № 1.
27. Гончаров В. Н. Основы динамики русловых потоков. Гидрометео-
издат, 1954.
28. Рое р Г. Н. Гидравлические расчеты гидротранспорта грунта. Гос-
стройиздат, 1952.
29. А н т о н е н к о А. а) Применение открытого элеватора на гидравли-
ческих работах. «Советская золотая промышленность», 1936, № 5.
30. Го р ел о в И. И. Опыт работы гидроэлеватора открытого типа. Сб. ма-
териалов по техн, инфор. ОБТИ Главспеццветмета, 1951, № 18.
31. Кореневский В. Д. и Тарасов А. Г. Применение гидровашгер-
дов при использовании землесосов для разработки валунистых россыпей.
Сб. материалов по техн, информ. ОБТИ Главспеццветмета, №' 5, 1949.
32. Алексеев А. Д. Опыт механизации камнеуборочных работ при
гидравлических разработках месторождений. Сб. материалов по техн, информ.
ОБТИ Главзолото, № 50, 1956.
33. Леонович К. М. а) Теория элеваторов и практика их применения.
«Советская золотая промышленность», 1937, № 8.
34. Камнев П. Н. Гидроэлеваторы и другие струйные машины. Маш-
стройиздат, 1950.
35. Киселев П. Г. Справочник по гидравлическим расчетам. Госэнерго-
издат, 1950.
36. Никонов Г. П. и Славуцкий С. О. Гидромеханизация в уголь-
ной промышленности. Углетехиздат, 1952.
37. Л е о н о в и ч К. М. Разработка россыпей гидравлическим способом.
ОБТИ Главзолото, 1955.
38. Саенко Г. И. Руководство и таблицы для ирригационных водомеров
Паршалла. Сельхозгиз, 1947.
39. Ш о р о х о в С. М. Расчет уклона водозаводных канав. Сб. материалов
по техн, информ. ОБТИ Главспеццветмета № 18, 1951.
40. Ш о р о х о в С. М. а) К вопросу расчета водозаводных канав. Сб. ма-
териалов по техн, информ. ОБТИ Главспеццветмета № 26, 1952.
41. Леонович К. М. О величине напора воды для гидромеханизации
разработок россыпных месторождений. Там же.
42. Фридман Б. Э. Определение расчетного напора воды для гидро-
механизации россыпных месторождений. Там же.
43. Шорохов С. М. и М а к с и м о в а В. М. Веерная система гидравли-
ческих разработок. «Колыма», 1957, № 12.
44. Шорохов С. М. и X н ы к и н В. Ф. Теоретические основы выбора
напора на гидравлических разработках с водозаводной канавой. «Колыма»,
1957, № 9.
45. Шорохов С. М. а) Коэффициент размыва на гидравлических раз-
работках. «Горный журнал», 1947, № 7.
46. Шорохов С. М. и X н ы к и н В. Ф. О нормах расхода напорной
воды на гидравлических разработках. «Колыма», 1958, № 4.
47. Б уды го М. И. Тепловой баланс земной поверхности. Гидрометео-
издат, 1956.
48. Б а к а ки н В. П. а) Опыт управления теплообменом деятельного слоя
мерзлых горных пород и повышения эффективности их разработки. Металлург-
издат, 1955.
49. Лукьянов В. С., Головко М. А. Расчет глубины промерзания
грунтов. Трансжелдориздат, 1957.
50. Гольдман В. Г. а) Дренажный способ оттайки пород при разра-
ботке россыпей. ВНИИ-1, 1956.
51. Гольдман В. Г. Совершенствование электрических методов мерз-
лотной разведки. ВНИИ-1, 1959.
ЛИТЕРАТУРА
757
52. Б л и н н и к о в Р. И., Кудряшев В. А. Исследование режима
вибропогружения гидроигл. «Колыма», 1960, № 12.
53. Чистопольский С. Д. Оттайка вечномерзлых грунтов россыпей
в Заполярье. ВНИИ-1, 1958.
54. а) Инструкция по применению электропрогрева на строительстве. Гос-
стройиздат, 1945.
55. С е м е н с к и й К. П. К расчету потребной мощности энергии и дли-
тельности оттаивания грунтов электрическим током. «Строительная промыш-
ленность», 1944, № 10—11 и 1946, № 9—10.
56. Аверин П. Д. и Анофриев С. А. Оттаивание мерзлого грунта.
«Строительная промышленность», 1946, № 11—12.
57. Слободкин Д. С. Невыгодность способа оттайки мерзлых грунтов
горящим термитом. «Горный журнал», 1955, № 10.
58. Шорохов С. М. Отвальное хозяйство драг. Со. материалов по техн,
информ. ОБТИ Главспеццветмета, № 12, 1950.
59. Шорохов С. М. а) Плотины на дражных разработках. Глав-
золото, 1956.
60. Шорохов С. М. Дражные добычные работы. ОТИ, ЦНИГРИ, 1958.
61. Шорохов С. М. и Л ешков В. Г. Наивыгоднейший угол маневриро-
вания свайных драг. «Колыма», 1958, № 1.
62. «Пешков В. Г. Определение наименьшей ширины дражного разреза.
«Колыма», 1958, № 12.
63. Кудряшев В. А. Борьба с подэфеливанием свайных драг. Автореф.
канд. дисс., 1953.
64. а) Свиридов А. П. Драги и драгирование. Металлургиздат, 1952.
65. Рогожин И. А. и Коняев А. А. Повышение эффективности работы
дражного флота за счет увеличения скорости движения черпаковой цепи.
Сб. материалов по техн, информ. ОБТИ Главзолото, № 53, 1957.
66. Афанасьев И. И. и Зуев В. И. Передовой опыт дражных бригад.
ОБТИ Главзолото, 1955.
67. Семендяев К. А. и Бронштейн Н. И. Справочник по матема-
тике. ОГИЗ, 1955.
68. Разработка россыпных месторождений золота подземным способом.
Главзолото, ГОНТИ, 1938.
69. Ш е в я к о в Л. Д. и Ч а р к в и.а н и К. М. Определение размеров шахт-
ного поля при разработке россыпей. «Золотая промышленность», 1940, № 5—6.
70. Марков А. И. Основные положения разработки россыпных место-
рождений подземным способом. Автореф. докг. дисс., 1953.
71. Тынянов Н. 3. и Че р н у х и н М. А. Подготовка шахтных полей на
россыпных месторождениях Дальстроя. ВНИИ-1, 1957.
72. Ж и в от о в с к и й А. А. Выбор способа вентиляции при подземной
разработке вечномерзлых россыпей. Дальстрой, 1957.
73. Ж и в о т о в с к и й А. А. Оптимальная длина лазы и режим работы
шахты при подземном способе разработки вечномерзлых россыпей. «Колыма»,
1958, № 8 и 10.
74. Потапенко В. В. Управление кровлей и крепление очистных вы-
работок при разработке вечномерзлых россыпей. ВНИИ-1, 1957.
75. Кубиков К. Ф. Вопросы вскрытия и выбора систем разработки рос-
сыпных месторождений подземным способом. Материалы технической конфе-
ренции по вопросам разработки россыпных месторождений Северо-Востока
СССР. Дальстрой, 1957.
76. Потемкин С. В. Выбор способа отвалообразования при подземной
разработке вечномерзлых россыпей. Магадан, ВНИИ-1, 1959.
77. Кубиков К. Ф. Технико-экономический анализ промывки подземных
песков. «Колыма», 1958, № 8.
78. Скуратов А. И. К вопросу о выборе системы разработки россып-
ных месторождений подземным способом ОБТИ Главспеццветмета, 1952.
79. 3 а^с я д ь к о А. Ф. Выступление на внеочередном XXI съезде Комму-
нистической партии Советского Союза. Госполитиздат, 1959.
758
ЛИТЕРАТУРА
80. Типовая методика определения экономической эффективности капи-
тальных вложений и новой техники в народном хозяйстве СССР. Госплан-
издат, 1960.
81. Городецкий П. И. Основы проектирования горно-рудных пред-
приятий. Металлургиздат, 1955.
82. Г р а у м а н Л. Ф. Об установлении промышленных запасов золота
и платины в россыпных и коренных месторождениях. «Золото и платина»,
1908, № 1 и 4.
83. П о д ь я к о н о в С. А. Промышленная площадь россыпи и методы
ее подсчета. «Горный журнал», 1927, № 6.
84. Прокопьев Е. П. Методика установления границы промышленной
части россыпи при ее разработке. «Горный журнал», 1929, № 11.
85. О г л о б л и н Д. Н. Определение границы промышленного участка рос-
сыпи по минимальному среднему содержанию. «Советская золотая промыш-
ленность», 1937, № 8.
86. Павленко Д. М. Методика определения бортового содержания зо-
лота в рудных и россыпных месторождениях. «Золотая промышленность»,
1940, № 4.
87. Мурысьев Н. И. К определению минимального экономически допу-
скаемого содержания металла в полезном ископаемом. «КДлыма», 1955, № 1.
88. К у л а к о а И. К. О бортовом лимите и среднепромышленном содержа-
нии полезного ископаемого. «Колыма», 1955, № 7.
89. 3 д о р о в В. М. Об установлении границы промышленной части место-
рождения. ОТИ НИГРИзолото, 1957.
90. Кубиков К. Ф., Мануйлов П. И., Потемкин С. В. Сезонность
разработки россыпей в условиях Крайнего Севера. «Колыма», 1957, № 7.
91. Инструкция по составлению проектов и смет по промышленному и жи-
лищно-гражданскому строительству. Государственный Комитет CotBera Мини-
стров СССР по делам строительства, 1952.
92. Правила технической эксплуатации при разработке месторождений
цветных, редких и благородных металлов. ОБТИ, СГУ, 1950.
93. Шевяков Л. Д. Разработка месторождений полезных ископаемых.
Углетехиздат, 1956.
94. Каплунов Р. П., Прокопьев Е. П., Стариков Н. А., Б р и ч-
кин А. В. Подземная разработка рудных и россыпных месторождений. Метал-
лургнздат, 1955.
95. Ш о р о х о в С. М. Классификация открытых разработок россыпей.
Металлургиздат, 1951.
96. Шорохов С. М. Некоторые вопросы разработки россыпей на пред-
приятиях Магаданской области. Дальстрой, 1955.
97. Зубрилов Л. Е. Основы дражного дела. Металлургиздат, 1948.
98. А л е к с а н д р о в Н. Н. Разработка россыпных месторождений под-
земным способом. ОБТИ, Главзолото, 1957.
99. Рожновский А. А. Разработка россыпных месторождений. Метал-
лургиздат, 1959.
100. Разработка россыпных месторождений. Сборник материалов по обме-
ну опытом. Магадан, 1959.
101. Ну рок Г. А. Гидромеханизация горных работ. Госгортехиздат, 1959.
102. Арсентьев А. И. Разработка месторождений тракторно-скрепер-
ными агрегатами. Металлургиздат, 1955.
103. Фридман Б. Э. Гидромеханизация горных работ. Металлург-
издат, 1949.
104. Фридман Б. Э. Разработка россыпных месторождений гидромеха-
низацией. Металлургиздат, 1957.
105. Шорохов С. М. Материалы по теории разработки россыпей. Мага-
дан, 1963 г.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие...................................................... 3
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Глава I. Общие сведения о россыпных месторождениях............... 7
1. Типы россыпей........................................... —
2. Строение............................................... 11
3. Промышленное значение россыпей......................... 20
Глава //. Общие сведения по разработке россыпных месторождений . . 21
1. Краткий исторический обзор.............................. —
2. Классификация способов разработки...................... 26
3. Основные положения по разработке россыпей.............. 28
4. Задачи эксплуатационной разведки....................... 41
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ
Раздел первый. Скреперно-бульдозерный способ разработки
Глава /. Описание способа....................................... 45
1. Оборудование............................................ 46
2„ Особенности работы скреперов и бульдозеров.............. 49
3. Производительность...................................... 51
Глава II. Работы по осушению.................................... 55
1. Определение притока воды................................ 57
2. Способы осушения........................................ 59
Глава III. Вскрытие............................................. 65
1. Основные способы вскрытия............................... —
2. Смешанные способы вскрытия............................. 74
3. Построение борта разреза и выбор способа вскрытия...... 77
Глава IV. Подготовительные работы............................... 78
1. Очистка поверхности от леса и кустарника................ —
2. Вскрыша торфов......................................... 80
3. Предохранение россыпей от промерзания.............. . 105
Глава V. Добычные работы......................................• —
1. Очистные работы........................................ —
2. Вспомогательные работы................................. ПО
3. Промывка песков......................................... —
4. Отвалы................................................ 117
760
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Глава VI. Технико-экономические показатели и условия применения спо-
соба ...........................................................120
1. Режим работы и общие показатели....................... —
2. Условия применения...............................122
Раздел второй. Экскаваторные способы разработки
Глава I. Описание способов..............................124
1. Оборудование..................................126
2. Производительность экскаваторов........................130
Глава II. Экскаваторно-транспортный способ разработки...........135
1. Осушение и вскрытие......................................136
2. Подготовительные и очистные работы...................... 140
3. Технико-экономические показатели и условия применения спо-
соба . ......................................’. . . . 144
Глава III. Экскаваторный способ разработки с бестранспортной вскры-
шей и транспортной добычей на талых россыпях.....................145
1. Осушение и вскрытие .....................................146
2. Подготовительные работы........................• ... . 148
3. Добычные работы..........................................169
4. Технико-экономические показатели и условия применения спо-
соба ..................................................... 171
Г лава IV. Экскаваторный способ разработки с бестранспортной вскры-
шей и транспортной добычей на мерзлых россыпях............... 172
1. Осушение и вскрытие......................................173
2. Подготовительные работы................................. 174
3. Добычные работы..........................................190
4. Технико-экономические показатели и условия применения спо-
соба ...................................................... 191
Глава V. Экскаваторный способ разработки россыпей с передвижными
мойками......................................................... 192
1. Экскаваторная разработка с плавучей мойкой............ —
2. Экскаваторная разработка с сухопутными мойками...........198
Глава VI. Разработка россыпей роторными экскаваторами.............200
1. Вскрытие.................................................202
2. Выемка пород.............................................204
3. Подготовительные работы..................................214
4. Очистные работы..........................................216
5. Технико-экономические показатели и условия применения . . . 218
Глава VII. Разработка россыпей башенными и многоковшовыми экска-
ваторами ........................................................219
Раздел третий. Гидравлический способ разработки
Глава I. Описание способа...........222
1. Смывные работы...........223
2. Основные разновидности гидравлического способа...........224
Глава II. Оборудование для размыва пород.....225
1. Конструктивные особенности............ —
2. Диаметр насадки и расход воды............................230
Глава III. Размыв пород напорной струей...........................231
1. Строение и основные размеры струи......................... —
2. Основы, теории размыва пород.............................236
ОГЛАВЛЕНИЕ
761
Стр.
Глава IV. Перемещение размытых пород самотеком...................244
1. Канавы для перемещения пород............................. —
2. Щитовые заборы и желоба................................ 247
3. Расчет канав............................................249
Глава V. Подъем песков........................................ 251
1. Подъем водоструйным насосом.............................252
2. Подъем землесосами......................................255
3. Приямок для сбора песков................................262
4. Подъемный трубопровод...................................264
5. Особые способы подъема..................................268
Глава VI. Промывка и отвальные работы............................273
1. Промывные установки...................................... —
2. Отвалы..................................................281
3. Водоотстойники..........................................285
Глава VII. Водоснабжение.........................................292
1. Водоснабжение по водозаводной канаве................... —
2. Плотины.................................................293
3. Земляная канава.........................................294
4. Искусственные сооружения на водозаводной канаве.........299
5. Выбор расположения напорного ларя и места водозабора . . . 307
6. Расчет канав............................................316
7. Водоснабжение насосными установками.....................320
8. Комбинированное водоснабжение...........................323
9. Водоснабжение с оборотной водой.........................325
10. Водопровод.............................................326
Глава VIII. Осушение и вскрытие россыпи..........................330
1. Особенности работ по осушению............................ —
2. Способы вскрытия........................................332
3. Выработки вскрытия и последовательность их проведения . . 347
4. Выбор способа вскрытия..................................350
Глава IX. Подготовительные работы................................351
1. Вскрышные работы......................................... —
2. Прочие подготовительные работы..........................354
3. Подготовительные работы на гидравлических разрезах в зимнее
время.......................................................35Б
Глава X. Добычные работы ......................................... —
1. Способы размыва пород...................................357
2. Системы разработки......................................367
3. Выбор систем разработки.................................378
4. Вспомогательные работы..................................379
Глава XI. Технико-экономические показатели и условия применения
гидравлического способа разработки................................384
1. Режим работы и общие показатели...........................—
2. Условия применения......................................387
Раздел четвертый. Дражный способ разработки
Глава I. Описание способа и оборудование.........................391
Глава II. Производительность драги...............................393
Глава III. Водоснабжение.........................................397
762
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
1. Приток воды в разрез....................................397
2. Способы водоснабжения...................................400
Глава IV. Основные положения по вскрытию и способ вскрытия котло-
ваном ...........................................................402
1. Основные положения..................................... —
2. Способы вскрытия котлованОхМ............................406
Глава V. Способы вскрытия плотинами и перемычками...............416
1. Вскрытие плотинами....................................... —
2. Вскрытие перемычками....................................426
Глава VI. Смешанные способы вскрытия и выбор способа вскрытия . . 431
1. Независимое вскрытие горизонтов.......................... —
2. Смешанные и прочие способы вскрытия................. . . . 434
3. Выбор способа вскрытия..................................435
4. Место заложения котлована или первой плотины............440
Глава VII. Основные положения по подготовительным работам и предо-
хранение поверхности от промерзания..............................442
1. Теплообмен на поверхности земли и распространение много-
летнемерзлых пород..................................... «—
2. Предохранение поверхности россыпи от промерзания........448
Глава VIII. Оттайка мерзлых пород речной водой...................451
1. Водооттайка с постепенной осадкой игл...................452
2. Водооттайка с забуриванием игл буровььм станком.........458
3. Водоснабжение при игловой оттайке.......................463
4. Наблюдения за оттайкой..................................466
5. Основные положения по расчету игловой оттайки...........468
6. Водооттайка канавами ..............................«... 471
7. Водооттайка дождеванием.................................474
Г лава IX. Естественный и вспомогательные способы оттайки........476
1. Естественная (солнечная) оттайка..........................—
2. Вспомогательные способы оттайки.........................479
Глава X. Вскрышные и прочие подготовительные работы..............481
1. Вскрышные работы . —
2. Прочие подготовительные работы..........................489
Глава XI. Основные положения по добычным работам, выемка пород
и отвалообразованию..............................................491
1. Выемка пород........................................... 492
2. Отвалообразование.......................................499
Глава XII. Размеры забоя и передвижка драг.......................510
1. Длина забоя и ширина разреза свайных драг................ —
2. Расположение и крепление берегового ролика..............515
3. Зашагивание и развороты драги...........................521
4. Длина забоя канатных драг...............................527
Глава XIII. Способы выемки...................................... 528
1. Выемка прямым и косым забоями............................ —
2. Выемка полузабоями и ступенчатым забоем.................533
3. Выемка поддором.........................................536
4. Прочие способы выемки...................................538
5. Скоростная обработка забоя..............................540
Глава XIV. Проверка рабочих размеров драги.......................542
1. Черпаковая рама.........................................543
2. Кормовые колоды.........................................544
ОГЛАВЛЕНИЕ
763
Стр.
3. Сваи.....................................................547
4. Рама отвалообразователя..................................548
Глава XV. Системы разработки......................................550
1. Системы разработки с одинарным забоем...................551
2. Системы разработки со смежными забоями..................554
3. Выбор системы разработки.................................557
Глава XVI. Вспомогательные работы.................................559
1. Взрывные работы........................................... —
2. Уборка льда..............................................560
3. Вспомогательные работы...................................564
Глава XVII. Промывка песков, контроль за работой драги и подготовка
к зимнему отстою..................................................565
1. Промывка песков......................................... —
2. Работа драги во время морозов и подготовка к зимнему от-
стою ........................................................566
3. Контроль за работой драги и обслуживающий штат...........570
Глава XVIII. Режим работы, технико-экономические показатели и усло-
вия применения....................................................572
1. Режим работы и показатели................................. —
2. Условия применения.......................................575
Глава XIX. Разработка россыпей земснарядами......................578
1. Горные работы.............................................. —
2. Технико-экономические показатели и условия применения . . . 581
Раздел пятый. Подземный способ разработки
Глава I. Описание способа.........................................583
Глава II. Осушение................................................585
1. Отвод поверхностных вод.................................586
2. Отвод подземных вод..............................• ... 589
Глава III. Вскрытие.......................................• ... 594
1. Способы вскрытия........................................
2. Выбор размеров шахтного поля и места заложения ствола . . 600
3. Выработки вскрытия ..................................... 604
4. Выбор способа вскрытия и порядка проведения выработок . . 611
Глава IV. Подготовительные работы.................................612
1. Способы подготовки.......................................613
2. Подготовительные и нарезные выработки....................620
Глава V. Основные положения и производственные процессы на очист-
ных работах.......................................................624
1. Отбойка песков........................................... «—
2. Доставка (уборка) песков.................................628
3. Крепление очистного пространства.........................631
Г лава VI. Системы разработки..............................638
1. Системы разработки лавами............................640
2. Столбовые системы разработки...........................653
Глава VII. Отвальные работы и промывка песков.....................667
1. Песковые отвалы......................................... —
2. Подача песков к промывной установке......................€73
3. Промывка.................................................675
764
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Глава VIII. Технико-экономические показатели и условия применения
способа.........................................................677
1. Режим работы и общие показатели.......................... —
2. Условия применения......................................678
Глава IX. Подземный гидравлический способ разработки.............680
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Раздел первый. Общие вопросы по разработке россыпных месторождений
Глава I. Способы обоснования решений технических вопросов разработ-
ки россыпей.....................................................683
Глава II. Разубоживание и потери................................693
Глава III. Бортовое содержание..................................703
Раздел второй. Проектирование и усовершенствование предприятий
Глава I. Выбор способа разработки и годовой производительности пред-
приятия ........................................................717
1. Выбор способа разработки............................... —
2. Выбор производительности горного предприятия............722
Глава II. Порядок проектирования.................................726
1. Стадии проектирования.................................... —
2. Содержание проекта.....................................729
Глава III. Исходные данные для проектирования...................732
Глава IV. Основные пути усовершенствования предприятий...........736
Приложения.......................................................746
Литература....................................................... 755
ШОРОХОВ СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ
РАЗРАБОТКА РОССЫПНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
Отв. редакторы Д. 3. Дидковский, В. Э. Ланге. Редактор издательства И. К. Кит
Техн, редактор В. В. Максимова Корректоры В. П. Крымова. П. А. Денисова
в набор 22/Ш 1963 г. Подписано в печать 23/V 1963 г. Формат бумаги 60x90‘/ie-
Печ. л. 47,75 + 1 вклейка. Уч.-изд. л. 47,68. Тираж 2500 экз. Т-06790. Изд. № 152.
Инд. 2/1-а. Цена 1 р. 67 к. -4- 20 к. переплет. Заказ № 909
Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу
ГОСГОРТЕХИЗДАТ
Москва, Грузинский вал, д. 35
Харьковская типография Госгортехиздата. Харьков, ул. Энгельса, 11.
ЗАМЕЧЕННЫЕ ОПЕЧАТКИ
Стр. Строка Напечатано Должно быть
51 15—14 снизу объем впереди отвала объем отвала впереди
151 5 снизу <П I II <1
152 7 сверху 4 1^ 11 03
159 5 снизу с Е
159 4 снизу Е
229 18 снизу вес вес двух мониторов
240 9 снизу и Pi •-ун
240 8 снизу тм VH. 1 9* тм •
311 10 сверху Р • •• = # + ••' II +
320 3 сверху о М II а 1-е II
405 10 снизу я2. Н26-
426 20 снизу яп = .. • н=...
524 8 снизу 2п 2г ?и =
547 23 снизу . .. + 0,556% — ,.. ... 4-0,55t/ftB — ( 1 — и — -Нв)?1&сЯ1- - ••
607 9 снизу 2,5 —3,5 руб. 25 — 35 руб.
С. М. Шорохов. Разработка россыпных месторождений и основы проектиро-
вания.
Сканирование - Беспалов
DjVu-кодирование - Беспалов
РОХОВ
РАЗРАБОТКА
РОССЫПНЫХ
тсМОЖАЕНМЙ
И
основы
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РАЗРАБОТКА
РОССЫПНЫХ
месторождеТниИ
основы
ПРОЕКТИРОВАНИЯ