Карьеры по добыче речного песка. Схема производства, описание

Министерство науки, молодежи и спорта Украины

 

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине производственная база строительства

на тему: «Карьеры по добыче речного песка. Схема  производства, описание»  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Речной песок и способы его добычи.

1.1. Открытый способ добычи.

1.2. Подводная добыча песка.

1.3. Гидромеханическая добыча  песка.

2. Особенности механизации добычи речного песка

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Природный песок добывается в песчаных и песчано-гравийных  карьерах. Получение песка в последних связано с сортировкой песчано-гравийной смеси.

По условиям залегания  месторождений песка, как и других полезных ископаемых, карьеры подразделяются на косогорные, равнинные и водные. Косогорными называют карьеры, располагающиеся на склонах возвышенностей. В этом случае место добычи песка выше транспортных путей и окружающей местности. Такие карьеры всегда сухие. В равнинных карьерах песок залегает ниже поверхности земли и иногда ниже уровня грунтовых вод. Такие карьеры могут быть сухими или обводненными. В зависимости от способа разработки песка карьер либо осушают посредством водоотвода, дренажа, либо, наоборот, обводняют для последующей добычи песка. В водных карьерах песок добывают из-под слоя воды в руслах рек, в озерах и других водоемах.

Таким образом, песок в  карьерах добывают или открытым способом, или подводной разработкой. Открытый способ добычи песка наиболее распространен.

Залежи песка в месторождении, как правило, скрыты под слоем  почвы, а также глинистых и  других пород. Этот слой называют вскрышей, а отношение его объема к объему полезного ископаемого  ( в данном случае песка) — коэффициентом вскрыши.

Вскрышные работы, т. е. удаление вскрыши за пределы карьера и  обнажение залежей полезного  ископаемого, производят заблаговременно  во избежание загрязнения добываемого  песка нежелательными примесями.

В практике выполнения вскрышных  работ в карьерах применяют несколько  вариантов совместной работы драглайна  и бульдозера. Применяют схемы, в  которых разработка и перемещение  вскрышных грунтов осуществляются бульдозером, а укладка грунта в  отвал — экскаватором (рис, 21, а); разработка вскрыши осуществляется экскаватором (рис. 21, а); разработка вскрыши  осуществляется экскаватором, а перемещение  грунта в отвал — бульдозером (рис. 21, б). На рис. 21, в показана комбинированная схема работ.

Рис. 21. Схемы вскрышных работ экскаватором, оборудованным драглайном 
а—укладка грунта в отвал экскаватором; б — укладка грунта в отвал бульдозером; в—перекидка грунта экскаватором и разравнивание бульдозером; 1—3 — проходки экскаватора

По первой схеме вскрышные  работы выполняют в следующем  порядке. Бульдозер снимает верхний  слой вскрышных грунтов на всей площади  участка и перемещает его за пределы  разрабатываемого участка непосредственно  в отвал. С увеличением глубины  выемки и при невозможности транспортировать грунт за пределы участка бульдозер  перемещает вскрышные грунты до границ вскрываемого контура по всей длине  его. Далее грунт перемещается в  отвал экскаватором, который устанавливают  за пределами вскрываемого участка. Перемещаясь по оси параллельно  границе участка, экскаватор отсыпает перемещенный бульдозером грунт  в отвал. Затем экскаватор устанавливают  на этом отвале и он, двигаясь по оси, перемещает доставленный бульдозером  грунт в отвал. Далее экскаватор, двигаясь по оси, расположенной непосредственно у границы вскрываемого участка, перемещает оставшийся в выемке грунт в отвал.

При такой схеме организации  работ бульдозер вынужден транспортировать грунт к границе вскрываемого участка преодолевая длинные крутые подъемы, что снижает его производительность. Эта схема находит применение при разработке участков шириной 50…60м с глубиной залегания вскрышных пород 3…4 м.

При второй схеме с использованием экскаватора на разработке вскрышных  пород, а бульдозера — на отвалообразовании вскрываемый участок разбивают на проходки максимальной для данного экскаватора ширины. Разрабатывая грунт боковыми проходками, экскаватор перемещает его во временные отвалы. Бульдозер транспортирует грунт из временных отвалов в постоянные, расположенные за пределами вскрываемого участка. Из последней проходки экскаватор перемещает грунт в постоянный отвал. Существенным недостатком этой схемы является малоэффективный способ отвалообразования бульдозером, так как основной объем грунта в постоянном отвале размещается на большой площади. Бульдозер, как и в первом случае, вынужден преодолевать длинные и крутые подъемы, перемещаясь по разрыхленному грунту, что снижает его производительность.

Третья схема выполнения вскрышных работ (комбинированная) заключается в следующем. Бульдозер  снимает верхний слой вскрышных  грунтов и транспортирует их за пределы  вскрываемого участка в постоянный отвал. Затем вводят в работу экскаватор, который, передвигаясь вдоль откоса выработки, перемещает грунт, доставленный бульдозером к этому откосу, в  отвал. Последующее перемещение  грунта в отвал экскаватор производит, перемещаясь по отвалу. Высокий уровень  стоянки экскаватора способствует увеличению объема отвала. Если в отвал  нельзя уложить весь грунт, дальнейшее перемещение грунта в отвал осуществляет бульдозер.

Комбинированную схему выполнения земляных работ применяют при  разработке участков шириной 30…40 м  мощностью вскрышных грунтов 4…5   При этой схеме достигается высокая производительность обеих машин, входящих в комплект, так как бульдозер перемещает грунт на сравнительно небольшое расстояние без больших подъемов, а экскаватор разрабатывает разрыхленный грунт.

Рис. 22. Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске 
а — засыпка пазух; 6 —разработка котлована под опускной колодец; 1— грунт для засыпки пазух (отвал); 2 — слон грунта, уплотняемые трамбовками; 3 — шпальная клетка; 4 — насыпь

Пример применения комбинированных  схем вскрышных работ — строительство  канала Северный Донец—Донбасс, где  почти вся разработка грунта на участках канала с песчаными грунтами выполнялась  драглайнами.

После удаления вскрыши в  карьере прокладывают траншеи для  образования рабочих уступов  и транспортных путей.

Высота уступа составляет 6 ... 10 м и более. Она связана  с высотой черпания применяемого экскаватора. Если песок залегает в  карьере более мощным слоем, то его  добычу производят послойно. Ширина забоя  также зависит от типа экскаватора  и составляет 1,2 ... 1,3 его радиуса  черпания.

Для разработки песка в  открытых карьерах используют разнообразные   экскаваторы, а   также   скреперы и другие машины.

Наиболее распространены одноковшовые экскаваторы с прямой лопатой (вместимость ковша 0,25 ... 15 м3). Высота черпания таких экскаваторов — 6...30 м, радиус черпания — 6 ... 40 м. Экскаваторы  с прямой лопатой располагают  на нижней площадке уступа, как и  транспортные средства.

Экскаваторы-драглайны отличаются тем, что их ковш совкового типа подвешен к стреле на канатах. Драглайн черпает ниже уровня своей стоянки, поэтому может работать на верхней площадке карьера.

Все большее применение находят многоковшовые (многочерпаковые) экскаваторы. Цепные многоковшовые экскаваторы представляют собой конвейер с непрерывно движущимися вдоль откоса черпаками. Выгрузка черпаков производится при их опрокидывании на ленточный транспортер. Вместимость черпаков невелика, но их в цепи до 40 шт., поэтому при непрерывной работе обеспечивается высокая производительность. Ковшовая (черпаковая) рама цепного экскаватора может располагаться под различным углом как выше, так и ниже уровня стоянки экскаватора с обслуживанием транспорта на нижней или верхней площадке    уступа.

Если песок в месторождении  неоднороден и залегает слоями, отличающимися  по крупности зерен, то при добыче многоковшовым экскаватором зерновой состав песка усредняется перемешиванием в пределах высоты разрабатываемого уступа, что является положительным фактором.

Кроме цепных используются роторные многоковшовые экскаваторы, рабочим органом которых является вращающееся на конце стрелы роторное колесо с черпаками. Из черпаков добытый  песок выгружается на ленточный  транспортер, расположенный внутри стрелы и подающий песок в бункер, транспортные средства или отвал. Роторные экскаваторы удобны для послойной  разработки песка.

Преимуществами многоковшовых  экскаваторов перед одноковшовыми являются: непрерывность рабочего процесса экскавации, ровная загрузка транспортных средств, большая производительность на 1 т массы, меньший удельный расход энергии.

Разработка месторождений  песка ведется строго по карте, составленной на основании детальной геологической  разведки. Качество и однородность песка систематически контролируются. Участки некачественного песка  обходятся или разрабатываются  с вывозкой в отвал.

Основным видом карьерного транспорта являются автосамосвалы  и автотягачи с прицепами и  полуприцепами (полуприцеп в отличие  от прицепа имеет только одну ось, а передней частью опирается на сцепное  устройство тягача). Используются также  самосвалы-троллейвозы с электродвигателями, питаемыми электроэнергией по троллейным проводам на переносных опорах; тракторы с саморазгружающимися прицепами; железнодорожный транспорт (мотовозы, электровозы, саморазгружающиеся вагоны и платформы); подвесные канатные дороги и т. д.

В ряде случаев очень эффективен конвейерный транспорт в виде непрерывной поточной линии ленточных  транспортеров, особенно в сочетании  с роторными или цепными многоковшовыми экскаваторами. Применение конвейерного транспорта обеспечивает непрерывность  работы экскаваторов, повышая их производительность на 35 ... 50%, упрощает автоматизацию управления и производства, снижает капитальные  затраты и себестоимость добычи песка. Имеется опыт эксплуатации как  внутрикарьерного, так и дальнего, многокилометрового конвейерного транспорта от карьера к потребителю продукции.

1.2.  Подводная добыча песка

Подводная добыча песка со дна водоемов в обводненных карьерах может производиться с помощью  экскаваторов-драглайнов, канатных скреперов, землечерпалок, но наиболее эффективен гидромеханизированный способ добычи.

Для разработки подводных  месторождений используют плавучие установки, называемые землесосными снарядами  или земснарядами. Они представляют собой понтон, перемещаемый и фиксируемый в определенной позиции с помощью тросов, якорей и свайных устройств. На понтоне располагается землесос — мощный насос центробежного типа. На дно опускается всасывающее устройство землесоса и при необходимости механический рыхлитель. Землесос и рыхлитель работают совместно, причем разрыхленный песок вместе с водой засасывается в трубу и в виде пульпы (гидросмеси) транспортируется по плавучему пульпопроводу, собираемому из звеньев труб на поплавках.

Кроме центробежных землесосов для добычи и перекачки пульпы используют гидроэлеваторы, работающие по принципу эжектора.

Пульпа транспортируется в гидроотвалы — специальные складские площадки на берегу, откуда вода стекает в водоем. При этом одновременно производится отмывка песка от пылевидных и глинистых примесей, его обогащение и фракционирование.

1.3. Гидромеханизированная добыча песка

Гидромеханизированная добыча песка применяется не только для добычи песка со дна рек или других водоемов, но и в обводняемых равнинных карьерах.

Месторождения песка, расположенные  выше уровня воды, можно разрабатывать  с помощью гидромониторов. Гидромонитор представляет собой управляемый  трубчатый ствол конического  профиля с узкой насадкой на конце. Вода, подаваемая насосной станцией из ближайшего водоема, выбрасывается  через гидромонитор плотной струей с большой скоростью. Гидромониторы, используемые в горнорудной промышленности, способны разрушать высоконапорной струей воды даже прочные скальные породы. Для добычи же песка достаточно давления воды 0,3 ... 0,5 МПа.

Гидромониторы в забое  размывают залежь песка, и образующаяся пульпа стекает в гидроотвалы самотеком, если обеспечен требуемый уклон, или транспортируется по трубам землесосом.

• 2. Особенности механизации добычи речного песка.

Пластообразованные залежи рыхлых пород, состоящие из смеси песка (более 50%), гравия и валунов, называются песчано-гравийными месторождениями. При содержании песка в смеси менее 50% месторождения называют гравийно-песчаными.

Гравийный материал получают сортировкой природных гравийно-песчаных смесей. Для дорожного строительства используют гравий размерами 5-10, 10-20, 20-40 и 40-70 мм.

Содержание слабопрочных пород (предел прочности при одноосном сжатии менее 20 МПа) не должно превышать 10% по массе. Количество глинистых, илистых и пылеватых частиц не должно превышать 1% по массе. Гравий не должен содержать более 15% зерен пластинчатой или игольчатой формы.

Технология, механизация  и организация добычи должна обеспечивать выпуск продукции достаточного ассортимента при минимальных затратах на производство.

Разработка рыхлых пород  включает в себя следующие технологические  процессы: – удаление вскрышных  пород; – добычу материала и его  транспортирование на дорогу или  КДЗ для обогащения.

Песчаные и гравийно-песчаные толщи разрабатывают одно- и многоковшовыми экскаваторами, одноковшовыми погрузчиками, одним или несколькими уступами в зависимости от мощности полезного  слоя. Максимально допустимая высота уступа равна 1,5 высоты его резания. Добытый материал погружают непосредственно  в транспортное средство или через  бункер-накопитель доставляют к месту  потребления (рис. 3.3).