Выбор оборудования для освоения месторождений ПГС

ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕСЧАНО-ГРАВИЙНОЙ СМЕСИ

 

Гущенко В.В. (НИ ИрГТУ)

Международный опыт строительства и эксплуатации карьеров по добыче строительных материалов подтверждает высокую экономическую эффективность разработки месторождений песчано-гравийной смеси (ПГС) для производства щебня и гравия.

 

В настоящее время месторождения ПГС имеют хорошую инвестиционную привлекательность в сравнении с другими видами стройматериалов. Даже отработка большинства существующих месторождений россыпного золота не так эффективна. Это связано как с себестоимостью получаемой продукции, географическим расположением месторождения так и с его горнотехническими характеристиками [1]. Удельные капитальные вложения при строительстве песчано-гравийных карьеров приблизительно на 15-20 % ниже, чем при строительстве карьеров со скальными породами, а себестоимость добываемого сырья примерно на 20 % ниже за счет уменьшения трудовых затрат и расходов на электроэнергию [2].

 

 

Стоит отметить тот факт, что при освоении крупных месторождений ПГС наблюдается тенденция применения большегрузных автосамосвалов и мощной землеройной техники [3]. Но это применимо далеко не ко всем горнодобывающим предприятиям. Месторождения строительных материалов относятся к общераспространенным, а ПГС, в большинстве своем, имеют благоприятные горнотехнические характеристики и близость к объектам инфраструктуры поселений (ЛЭП, авто и ж/д дороги и т.п.). При этом развитый рынок сбыта находит место быть, как правило, в крупных населенных пунктах. По ряду причин, часть из которых приведена выше, к месторождениям ПГС горнодобывающие предприятия проявляют наибольший интерес, в сравнении с другими видами нерудных строительных материалов. Во многом, благодаря этому, отработка месторождений ПГС ведется небольшими участками с применением мобильного и негабаритного оборудования.

 

 

На примере отрабатываемых карьеров по добыче песчано-гравийной смеси в Иркутском районе установлено распределение оборудования по видам работ по уменьшению распространения.

 

Выемочно-погрузочное оборудование:

 

 

-           экскаваторы типа обратная лопата с удлиненной стрелой (до 11 м) и вместимостью ковша около 0,5-0,7 м³;

 

 

-           экскаваторы типа драглайн с вместимостью ковша до 3 м³;

 

 

-           колесные фронтальные погрузчики с вместимостью ковша до 3 м³;

 

 

-           грейферы с вместимостью ковша до 3 м³.

 

 

В качестве транспортирующего оборудования безоговорочное лидерство принадлежит автотранспорту. Наибольшее распространение получили автосамосвалы с грузоподъемностью 10-20 тонн.

 

 

Выбор оборудования для ведения горных работ при отработке любых месторождений должен быть обоснован. При этом необходимо учитывать конкретные геологические и горнотехнические условия месторождения, проектную производительность добычного объекта, а также направление возможного использования рекультивированных земель.

 

 

Как бы странно это не звучало, но направление рекультивации во многом предопределяет технологию ведения горных работ при освоении месторождений песчано-гравийной смеси, которая, в свою очередь влияет на выбор горного оборудования. Взаимосвязь основных процессов горных работ с рекультивацией подтверждается возможностью сокращения сроков сдачи восстановленных земель при правильной организации производственных процессов.

 

 

Учитывая то, что большинство месторождений ПГС расположены в поймах долин водотоков и за счет этого значительно обводнены, наиболее рациональным и подходящим направлением рекультивации является – водохозяйственное. Принимая во внимание социально-географический показатель отрабатываемых участков, необходимо выбирать рекреационное использование рекультивированной территории, в случае водохозяйственного направления рекультивации – техногенных водоемов.

 

 

На примере месторождения ПГС, расположенного в долине р. Ангара (район о. Зуй), автором настоящей работы разработана технологическая схема ведения горных работ, при которой обеспечивается совмещение вышеуказанных процессов. В качестве выемочного оборудования был принят экскаватор типа драглайн ЭДГ-3,2/30. Выбор типа оборудования обусловлен высокой экономической эффективностью бестранспортной системы, которая характеризуется производительностью труда в 2-3 раза выше, а себестоимостью в 1,5-4 раза ниже [4].

 

 

При разработке технологического процесса отработки месторождения автором было учтено направление рекультивации. Благодаря связи выбранного водохозяйственного направления с технологией горных работ, удалось выделить основные технологические показатели схемы, к которым отнесены ширина первой заходки (А) (см. рис. 1) и последующей (А_i) (см. рис. 2).

 

 

 

 

 

Рис. 1 – Отработка пионерной траншеи первой заходкой с совмещением рекультивационных работ

 

 

Ширина первой заходки драглайна по поверхности для отработки траншеи при условии раздельной отсыпки пород вскрыши и ПГС определяется как

 

 

,

 

 

где       Но- высота штабеля ПГС (ограничивается высотой разгрузки экскаватора), м; К – берма между штабелем ПГС и верхней бровкой рабочего борта карьера, м, R_ч – радиус черпания драглайна, м.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 – Отработка пионерной траншеи второй заходкой с совмещением рекультивационных работ

 

 

Ширина i-ой заходки определяется как

 

 

 

 

 

Проведя сравнительно небольшой анализ парка основного горного оборудования, используемого при отработке месторождений песчано-гравийной смеси, на примере Иркутского района, установлено распределение типов машин по видам работ. Выявлено доминирующее оборудование, а также определены факторы, влияющие на его выбор.

 

 

Можно сделать вывод о том, что применяемое в настоящее время горное оборудование на карьерах по добыче ПГС, не соответствует необходимому для этих видов работ оборудованию. Из-за этого себестоимость добываемого сырья значительно возрастает.

 

 

Технология ведения горных работ, зависящая от используемого оборудования, также негативно сказывается на себестоимости конечной продукции, что приводит к росту цен на рынке сырья.

 

 

Направление рекультивации, которое не учитывают при разработке технологии освоения месторождения, влияет как на технологию, так и на используемый парк оборудования, в конечном счете, на себестоимость продукции.

 

 

В результате исследований, проведенных автором, установлено наиболее подходящий тип оборудования для ведения выемочных работ – драглайн (либо грейфер). В ходе проведения графо-аналитического анализа определен такой параметр технологической схемы горных работ при поперечной отработке траншеи, как ширина заходки.

 

 

В заключении можно сказать, что решив ряд перечисленных причин увеличения цены на продукцию, получаемую из песчано-гравийной смеси, удастся снизить ее стоимость на рынке строительных материалов. Благодаря решению существующих проблем в области добычи ПГС, связанных с направлением использования отработанных карьерных выемок, удастся создать благоприятные места отдыха для местного населения. Создание облагороженных водоемов улучшит эстетичный вид территории и экологическую обстановку района.

 

 

Библиографический список

1          Добыча песчано-гравийной смеси и рекультивация нарушенных территорий при этом в Иркутском районе [Электронный ресурс]: Гущенко В.В. Режим доступа , свободный. – Загл. с экрана.

2          Горкунов В.И., Завалишин В.С., Валиев К.З. Добыча и рекультивация на карьерах строительных горных пород. – Алма-Ата: Наука, 1986. – 204 с.

3          Чирков А.С. Добыча и переработка строительных горных пород: Учебник для вузов.- 3-е изд., доп.- М.: «Мир горной книги», изд-во «Горная книга», Изд-во Московского государственного горного университета, 2009. – 622 с.

4          Островский Г.К., Федорко В.П. Проектирование технологических схем бестранспортной системы разработки: Учеб. пособие. – Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1993. -224 с.