Главная → Статьи

Разработка месторождений заполнителей

Экономический анализ

Первой стадией планирования разработки месторождения заполнителя после окончания разведки, отбора проб и их испытания является экономическое изучение и оценка возможности осуществления предполагаемой разработки. Если предполагается использовать месторождение для промышленных целей, то необходимо выяснить наличный и возможный спрос, радиус перевозок, транспортные возможности, степень насыщенности рынка и величину вероятных запасов месторождения. Если заполнители будут использованы только для отдельной стройки, то необходимо установить максимальные размеры спроса, время, в течение-которого будут производиться поставки, способ или способы транспортирования к месту назначения.

После того, как установлены спрос на рынке или потребности строительства, может быть сделана оценка стоимости разработки месторождения. Это требует тщательного анализа данных разведочных работ, опробования и испытания проб, чтобы установить объем работ по изготовлению заполнителей, способ разработки, потребность в подсобных сооружениях, тип дробильной установки и транспортных устройств. Размеры, плакировка и протяженность карьера и установки, а также требуемое оборудование будут зависеть от спроса и физических характеристик пород, за-легаемых в данных месторождениях. Эти исследования дадут возможность оценить стоимость работ по вскрыше, строительству и амортизации необходимой установки, а также работ по получению готовой продукции. Перечень поставляемых материалов будет зависеть от имеющихся рынков и минералогического, физического и химического состава исходных пород. Кроме обычного песка для бетона и крупных заполнителей разных размеров» в месторождении могут содержаться также и другие материалы.

например, песок для штукатурки, песок для кладочных растворов, балласт, дорожные материалы и известняк.

Конечный этап экономического исследования должен включать в себя программу работ по получению заполнителей высокого качества и однородности.

Вспомогательное хозяйство

Второй ступенью в разработке месторождения заполнителей является планирование и проведение необходимых подсобных работ. Они заключаются в строительстве подъездных шоссейных и железных дорог и линий электропередачи, в установке транспортного и камнеобрабатывающего оборудования, водоснабжаю-щих и водосточных систем, а также устройств для удаления отходов. Расположение шоссейных и железных дорог и линий электропередачи будет зависеть от топографии, географических условий и степени развития дорог в окружающем районе, от предполагаемого количества перевозок и потребности в энергии. Систему водоснабжения и необходимый напор воды следует рассчитать с большим запасом. При устройстве водостока и удалении отходов могут встретиться затруднения, особенно, когда это влечет за собой загрязнение рек. Такие подсобные работы должны быть запланированы в строгом соответствии с местными законами здравоохранения и санитарии и правилами удаления промышленных отходов.

Устройства для удаления отходов и водостоки, запроектированные для спуска в реки или озера, должны предусматривать отстойные бассейны. Размеры этих отстойников могут быть уменьшены при применении флокулирующих веществ, как, например, сульфата алюминия (квасцов) для удаления взвешенных частиц материала. Удаление отходов с дробильной установки редко бывает затруднительным, если только не производится искусственный песок. В этом, случае избыток мелких фракций удаляется с помощью отстойников. Если создаются постоянно действующие отстойники, то необходимо принять соответствующие меры предосторожности и обеспечить защиту от насекомых. Если обработка будет производиться сухим способом, могут потребоваться пылеуловительные установки не только для охраны здоровья работающих, но и для того, чтобы не запылять окрестности.

Для крупных строительств следует тщательно сопоставить стоимость организации разработки на новом месторождении со стоимостью добычи заполнителей из существующих промышленных месторождений, если таковые имеются.

Вскрышные работы

Первая операция при подготовке месторождения песка и гравия или карьера для добычи камня обычно состоит в. удалении растительного покрова, если он имеется, и вскрыши. В месторождениях пород это может коснуться также и естественного песчано-глинистого грунта или глубоких выветрелых слоев породы. В месторождениях природных заполнителей растительность может быть представлена дерном, кустарниками и большими деревьями. Наносный слой может состоять из естественного песчано-глини-стого грунта или из слоев плодородной почвы, а также слоев, содержащих другие примеси. Оборудование, необходимое для экскавации и удаления наносов, выбирается в соответствии с тем, какие механизмы будут применяться для последующей обработки и транспортирования заполнителей. Сюда относятся бульдозеры, драглайны, грейферы, одноковшовые экскаваторы, грузовики, многоковшовые экскаваторы, ленточные транспортеры, подвесные дороги и оборудование для гидромеханизированной разработки. Гидромониторы оказались очень полезными для удаления слоев глины в каменных карьерах.

Разработка месторождений песка и гравия

Обычно точка, в которой начинают выемку грунта (экскавацию) в месторождении природных заполнителей, определяется данными, полученными во время разведочных работ, и должна быть расположена там, где условия вскрыши, мощность месторождения и зерновой состав материала по разрезу обеспечивают более выгодное производство стандартных материалов. Важным фактором является также легкость, с которой может быть обнажен горизонт забоя или уступ для экономичной разработки драглайном или экскаваторами. Глубина уступа или забоя будет определяться в практических пределах распределением породы в подлежащих слоях месторождения и соответствовать глубине, на которой зерновой состав будет наиболее подходящим. В тех случаях, когда породы по разрезу весьма непостоянны, иногда предпринимают разработку месторождения одновременно в различных местах для получения пород наиболее рационального зернового состава. При разработке ниже уровня воды можно применять грейферы, драглайны, канатно-скребковые экскаваторы или землечерпалки. При подводной добыче необходимо принять меры к тому, чтобы потери мелких фракций не были слишком высоки. Наиболее часто при разработке выше уровня воды применяются экскаваторы и драглайны, хотя пользуются и каНатно-скребковыми экскаваторами, грейферами и различными типами землечерпалок. Выбор типа оборудования в большой степени зависит от экономических соображений и должен быть произведен в соответствии с условиями месторождения и методами транспортирования породы, добытой в карьере.

Методы и оборудование для транспортирования сырьевых материалов тоже в значительной мере зависят от экономических соображений, которые определяются специфическими условиями данного месторождения. Старый надежный метод — это транспортирование грузовиками до камнеобрабатывающей установки. Современные методы состоят в применении хорошо смонтированной системы ленточных транспортеров, как, например, установленной в гравийном карьере Кэтрас, который поставляет заполнители для изготовления 4,5 млн. м3 бетона, укладываемого на строительстве плотины Шаста Дам в Калифорнии. В данном случае материал, вынутый драглайнами, перемещается транспортерами «качающегося» типа (вибрационными) до загрузочного конца главной линии транспортеров, ведущих на камнеобраба-тывающую установку. В какой-нибудь точке системы сырьевой материал проходит через грохоты (гризли) для отделения крупного материала. Этот материал направляется на дробилки или в кавальеры. Если для транспортирования сырьевых материалов применяются вездеходы или другие аналогичные машины, их следует грузить из штабелей или длинных наклонных спусков, чтобы обеспечить перемешивание материала.

Тщательное планирование последовательности разработки каждого данного месторождения природных заполнителей окупается тем, что оно дает возможность избегнуть попадания слишком крупных и слишком мелких кусков материала. Для получения кусков недостающих размеров должны быть разработаны соответствующие способы. Часто материалы, являющиеся отходами на одном предприятии, могут найти специальные рынки сбыта и применение в другой области.

Разработка каменных карьеров

Методы и последовательность операций, а также выбор оборудования для разработки месторождения природных заполнителей должны быть определены на основании данных разведки. Первая задача заключается в правильном выборе подошвы карьера и в организации забоя или забоев карьера. Часто подошва выработки определяется плоскостью напластования или напластованием на границе с непригодным для заполнителя слоем. Забой карьера может представлять собой один уступ, идущий от подошвы на высоту в 45 ж и больше, или же он может состоять из ряда уступов, соединенных между собой склонами. Процесс получения заполнителей для бетона из месторождения коренных пород состоит, по существу, из ряда операций по измельчению породы до получения материала требуемого размера. Они могут рассматриваться как ускоренный искусственный механический процесс выветривания. Первая операция осуществляется взрыванием в забоях. Наиболее экономичными методами разработки карьеров, включая взрывные работы, являются те, при которых учитываются направление расположения пластов, их простирание и падение, протяженность трещин и слоистости и другие физические характеристики, как, например, твердость и прочность обрабатываемой породы.

Прежде бурение шпуров для закладки зарядов в породе производили с помощью перфоратора, а затем — станков канатного бурения на колесном ходу. В настоящее время чаще всего применяется ударное бурение. Шпуры диаметром в 150 мм, с расстоянием между центрами в среднем 6 м (колебания составляют от 4,5 до 7,5 м), бурят на глубину от 3 до 6 м. Обычно их бурят до подошвы карьера или несколько ниже. Шпуры заряжают чередующимися слоями различных сортов динамита, снабжают детонаторами или детонирующим шнуром и производят паление с помощью обычных подрывных устройств. Для измельчения крупных глыб и удаления нижней кромки залежи иногда может потребоваться вторичное взрывание шпуров, пробуренных перфоратором. При первичном взрывании динамит закладывают на глубину 4,5—6,0 м в шпур/ пробуренный с помощью ударного станка. Затем укладывают забойку из буровой муки или материала крупностью 9,5 мм. Отношение заряда составляет номинально около 0,450 кг динамита на каждые 3,75 т твердых пород из песчаников, известняков и доломитов и несколько больше для более твердых изверженных пород. Обычно средний выход породы на 0,450 кг динамита равен 4—5 г.

За немногими исключениями карьерный камень обычно погружают экскаваторами в самосвалы с прицепными саморазгружающимися платформами, иногда на ленточные транспортеры или в ковши воздушно-канатной дороги. Часто близ забоя устанавливают дробилку для первичного дробления, измельчающую карьерное сырье до размера минус 150 мм. Этот продукт или нераздробленный материал с помощью грузовиков, воздушно-канатной дороги, ленточных транспортеров, железной дороги или породоспусков транспортируют на камнеобрабатывающую установку.

Ваш отзыв