Технология разработки битуминозных пород скреперными комплексами

Орынгожин Е.С¹., Шуханова Ж.К¹., Танашев С.Т²., Есиркепова М.М².

¹Казахский национальный технический университет им. К. Сатпаева.

²Южно Казахстанский Государственный университет им. М.Ауезова.

Основным механизмом комплекса является скрепер–землеройно–транспортно–отвальная машина цикличного действия, обеспечивающая выемку, транспортирование и укладку породы в отвал. Кроме скрепера в комплекс входят рыхлители для предварительного рыхления породы; бульдозеры-толкатели, обеспечивающие увеличение усилия резания породы и улучшение наполнения ковша; грейдеры, обеспечивающие планирование трасс движения скреперов. Рыхлитель и толкатель могут быть объединены в одной машине [1].

Использование скреперных комплексов позволяет производить по единой технологии как вскрышные, так и добычные работы. В этом случае отпадает необходимость в организации энергоснабжения карьера.

Скреперная технология отличается гибкостью, легкой адаптацией к изменению геологических условий. По сравнению с технологиями, основанными на использовании мощных экскаваторов, скреперная технология требует меньших капитальных вложений на приобретение оборудования и менее чувствительна к авариям и простою оборудования. Как вскрышные, так и добычные работы характеризуются типом и размером применяемого технологического оборудования и характером продвижений в пространстве и времени забоев и фронта работ.

Вторая особенность определяет систему разработки, т.е. порядок формирования рабочей зоны карьера в пространстве и времени, характеризующийся соразмерным развитием горных работ на уступах, конструкцию забоев и направление их продвижения.

В общем случае имеются две группы систем разработки для открытых работ – без углубки карьера и с углубкой.

Поскольку месторождения битуминозных пород часто имеют достаточно большую мощность и перекрыты достаточно мощной толщей вскрышных пород, для их добычи применяются системы разработки с углубкой карьера, когда работы развиваются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении [2].

Для скреперной технологии вскрышных и добычных работ в карьерах предложена система разработки с углубкой карьера продольными наклонными слоями. При этой системе скреперные забои (рабочие площадки) перемещаются отступающим ходом в направлении перпендикулярном к направлению общего подвигания фронта работ [3]. При этом возможны два способа взаимного перемещения забоев в плане – серпантинообразное и ступенчатое.

При серпантинообразном перемещении забойная полоса верхнего уступа отрабатывается при перемещении забоев в направлении от одного торца карьера к другому. При достижении противоположного торца карьера направление перемещения наклонного забоя изменяется на обратное и начинается отработка следующей полосы и т.д.

Наклонные скреперные работы на нижележащих уступах непрерывно перемешаются вслед за скреперными забоями верхнего уступа, создавая наклонную поверхность, серпантинообразно перемещающуюся в плане. Наклонная поверхность забоев может быть сплошной, объединяющей все уступы рабочей зоны, или же на каждом уступе оставляет «берму опережения», которая обеспечивает независимость работ и компенсирует возможную неравномерность отработки отдельных уступов.

Ширина берм опережения в плане соответствует ширине наклонных рабочих площадок, а длина должна обеспечивать, кроме погашения неравномерности работ, возможность безопасного маневрирования скреперного и другого оборудования на площадке.

, м, (1)

где - длина бермы опережения, м,

- длина скрепера, м,

R_c - радиус поворота скрепера, м.

При ступенчатом перемещении забои движутся только в направлении, перпендикулярном общему направлению движения фронта работ. После отработки забоя на величину, равную двойной длине рабочей площадки, на уступе создается новый забой, смещенный в плане по отношению к первому в направлении подвигания фронта работ на ступень, равную ширине рабочей площадки.

Вариант ступенчатых забоев позволяет принимать и другое направление подвигания забоев – от середины участка к его торцам, а также осуществлять при центральном вскрытии карьерного поля двухстороннее перемещение фронта работ (от центра к перефирии) [4]. Возможность создания при ступенчатом перемещении забоев нескольких скреперных забоев на одном уступе позволяет интенсифицировать развитие карьера.

Литература

1. Надиров Н.К. Нефти и газ Казахстана, 1 часть. 1995г., стр.7.

2. Парагульгов Х.Х. Эволяция и нефтегазоносность осадочных бассейнов Восточного Казахстана, Автореф. Дис., геол.-мин., наук. Алматы, 1995г., 46стр.

3. Куприн П.Н. Тектоника Прикарабогазской депрессии //Молодые платформы, их тектоника и перспективы нефтегазоносности. М., 1965г., 138-156 стр.

4. Жолтаев Г.Ж., Куандыков Б.М. Геодинамическая модель строения юга Евразия //Нефть и газ. 1999. №2. Стр.62-74.