УДК 622.3.002.68;622.3.002.8;622.3.004.18 Савин Константин Сергеевич студент группы ТПУ-1-07

УДК 622.3.002.68;622.3.002.8;622.3.004.18
Савин Константин Сергеевич
студент группы ТПУ-1-07
Научный руководитель: Пуневский Сергей Александрович
доц., к.т.н.
Московский государственный горный университет
ПРИМЕНЕНИЕ ЗЕМЛЕСОСНЫХ СНАРЯДОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ
ГИДРОВСКРЫШНЫХ РАБОТ НА УЧАСТКЕ АРШАНОВСКИЙ-1
БЕЙСКОГО УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
APPLICATION FOR DREDGE GIDROVSKRYSHNYH WORK ON THE
SITE ARSHANOVSKY-1 COAL MINE BEISK
Участок детальной разведки Аршановский-1 расположен на северном
крыле Абаканской мульды в 1,5 км от р. Абакан. В северо-западной части
участка протекает речка Аршановка, по которой сбрасываются излишки воды
из оросительной системы. Расход речек 400 – 500 м3/час. Площадь участка
Аршановский -1 составляет 17 км2.
Аллювиальные отложения перекрывают всю площадь участка
Аршановский-1. Представлены они галечниками с песчаным и супесчаным
заполнителем. Аллювиальные отложения в пределах всего участка залегают
непосредственно на выходах пород угленосной толщи, что обеспечивает
хорошую гидравлическую связь аллювиальных вод с водами водоносного
комплекса угленосной толщи. Средняя мощность аллювия на участке
составляет 13,6 м. Мощность аллювиального горизонта в среднем составляет
10,8 м. По условиям циркуляции аллювиальные воды относятся к поровопластовым, безнапорным и имеют тесную гидравлическую связь с водами р.
Абакан и речки Аршановки. Объем аллювия по участку составляет 231200
тыс. м3.
На основании исходных материалов определен средневзвешенный
гранулометрический состав карьерного грунта. График гранулометрического
состава грунта представлен на рис.1.
100
Ãë èí à
100
ì å ëêàÿ
Ï û ëü
ê ðóïí àÿ
Ï åñî ê
òîí êè é ì åë êè é ñðåä í.
Ãðàâè é
Ãàë üêà
ì åëê èé ñðåä í. ê ðóïí . ì åëê èé ñð. êðóï .
êðóïí ûé
Ñî ä åðæàí èå ÷ àñòè ö pi ,%
90
80
3
70
60
50
2
4
40
1
2
30
20
10 0,0
60 ,0
40 ,0
3 0,0
20 ,0
1 0, 0
5 ,0
2 ,0
1 ,0
0 ,50
0, 25
0, 10
0 ,05
0, 01
0 ,05
0
0,0 01
10
Äè àì åòð ÷àñòèö d i, ì ì
1 - î ñðåä í åí í û é ãðàí ñî ñòàâ (ñêâ. 22 5, 260 , 400 )
2 - ãð óí ò î òì û âà 0 - 0,14 ì ì , 12,5%;
3 - ï åñêè 0,14 - 5,0 ì ì , 30,5%;
4 - ãð àâè é 5 - 70 ì ì , 47 ,5% ; ãðàâèé >70 ì ì , 9,5 %.
Рис. 1. График гранулометрического состава грунтов.
По грансоставу определяется средневзвешенная крупность карьерного
грунта по формуле:
d0 
 d i Pi
 25.48 мм .
 Pi
Коэффициент транспортабельности, влияющий
способность потока воды, определен по формуле:
 ср 
на
транспортную
 i Pi
 0.026 .
 Pi
Коэффициент разнозернистости равен:
j
3d10
 0.00478 .
d 90
По трудности разработки землесосными снарядами грунт относится к 8
группе. Расход воды на разработку и транспортировку 1 м3 грунта составляет
30 м3.
Разработку и транспортировку данных аллювиальных отложений могут
осуществлять землесосные снаряды: 200-50БК; 350-50Л; 8000-70.
101
Диаметр магистральных трубопроводов для транспортировки материала,
в зависимости от типа земснаряда, составит 500 – 800 мм.
Объемная консистенция гидросмеси:
C0 
1 n
 0.026 .
q  (1  n)
44 ì
32 ì
1:1,5
Расчет гидротранспорта выше указанных земснарядов определяет
удельные потери 2,75 – 2,85 м/100 пог.м. При геодезическом подъеме 12 м,
потерь в земснаряде (3,5 – 4,5 м), потерь напора в плавучей плавбухте и
учетом местных потерь гидросмесь может транспортироваться земснарядом с
напором 70 м на 1200 м.
Годовая производительность земснарядов при сезоне работы 7 месяцев
составляют соответственно: 323 тыс.м3; 490 тыс.м3; 977 тыс.м3.
В
состав
аллювиальных
отложений
согласно
графику
гранулометрического состава входят:
суглинки (0 – 14 мм) – 12,5%; песок (0,14 – 5 мм) – 30,5%; гравий (5 – 7
мм) – 47,5%; гравий (>70мм) – 9,5%.
Разработку возможно производить двумя способами:
а) разработка всего забоя земснарядами;
б) комбинированным способом. Верхняя сухая часть и частично
обводненная часть забоя разрабатываются экскаваторами с погрузкой в
автомобили. Нижняя обводненная часть забоя разрабатывается земснарядами.
Параметры комбинированной схемы разработки для земснаряда 8000-70
показаны на рис. 2.
4ì
ç/ñ
200-50
1:1,5
ýêñêàâàòî ð
óðî âåí ü ãðóí òî âû õ âî ä
11 ì
ç/ñ
200-50
4ì
áóí êåð
Ç/Ñ 200-50 ÁÊ
ÃÂ
ï åðâî í à÷àëüí û é
î òêî ñ
,5
1 :1
ãðóí ò ðàçðàáàòû âàåòñÿ
ýêñêàâàòî ðî ì
ãðóí ò ðàçðàáàòû âàåòñÿ çåì ñí àðÿäî ì
44 ì
32 ì
Рис. 2. Комбинированная схема разработки забоя земснарядом 200-50БК.
102
На рис.3 показана схема комбинированной разработки земснарядом 20050БК и экскаватором с подачей грунта в бункер – смеситель с эжектором и
транспортировкой грунта гидромеханизированным способом.
6ì
56ì
7ì
38ì
1
3
17 ì
Ã. .50 ì
2
Ì 1:500
1 - ãðóí ò ðàçðàáàòû âàåòñÿ ýê ñêàâàòî ðî ì ;
2 - ãðóí ò ðàçðàá àòûâàåòñÿ çåì ñí àðÿäî ì ;
3 - óðî âå í ü ãðóí òî âûõ âî ä .
Рис. 3. Разработка пионерной траншеи экскаватором и земснарядом 8000-70.
Укладку грунта возможно производить по нескольким схемам:
а) упрощенный, с учетом фракционирования грунта по пляжу намыва.
(намыв со свободным откосом).
Пляж намыва разделяется на 4 зоны: первая зона – гравий >70мм и 40%
от объема гравия >70мм, гравий 5 70 мм; вторая зона – гравий 5 – 70 мм;
третья зона – песчано-гравийная смесь; четвертая зона – песок. Мелкие
глинистые грунты сбрасываются через водосборный колодец. Границы зон
уточняются по факту. На рис. 4 показана схема фракционирования грунта при
намыве со свободным откосом.
1:1
1:
30
Ì
ãðàâè é
> 70 ì ì
âåðò. 1:20
ãî ð. 1:100
1: 25
ãðàâèé
50 - 70 ì ì
Ï ÃÑ
ï åñî ê
30ì
50ì
70 ì
50 ì
Рис. 4. Фракционирование грунта при намыве со свободным откосом.
Для более точного разделения грунта на фракции возможна схема
переработки грунта с применением дугового грохота и гидроклассификатора.
Гидросмесь от земснаряда подается на дуговой грохот, где происходит
отделение фракций более 70 мм, которые по конвейеру подаются и
укладываются в штабель. Гидросмесь из грохота попадает в
гидроклассификатор вертикального действия, где происходит разделение
103
ÄÓÃÎ ÂÎ É ÃÐÎ ÕÎ Ò
ÃÐÀÂÈ É
5 - 70 ì ì
 ÂÎ ÄÎ ÅÌ
ÃÈ ÄÐÎ Ê Ë ÀÑÑÈ Ô È ÊÀ ÒÎ Ð
Î ÒÇÅÌ ÑÍ ÀÐß ÄÀ
Â Ï ÐÎ ÐÅÇÜ
материала на фракции 0 – 5 мм и 5 – 70 мм и производится подача на
соответствующие карты намыва.
Мелкие грунты с карт намыва сбрасываются через регулируемые
водосбросные колодцы.
Схема выше указанной переработки грунта показана на рис.5.
ÒÐÓÁÎ Ï ÐÎ ÂÎ ÄÛ
ÊÎ Í ÂÅÉ ÅÐ
Ï ÅÑÎ Ê 0 ,14 -5 ì ì
ÂÎ ÄÎ ÑÁÐÎ ÑÍ Î É
Ê Î Ë Î ÄÅÖ
ÂÎ ÄÎ ÑÁÐÎ ÑÍ Î É
Ê Î Ë Î ÄÅÖ
ÃÐÀÂÈ É
>70 ì ì
Рис. 5. Схема переработки грунта с применением дугового грохота и
гидроклассификатора.
Выбор
технологической
схемы
и
оборудования
разработки,
транспортировки и переработки аллювиальных отложений необходимо
осуществлять на основании технико-экономического анализа с учетом затрат
и рыночной стоимости нерудных строительных материалов. По
предварительным расчетам экономический эффект при применении
гидромеханизированной разработки вскрышных аллювиальных отложений
может достигать 500 млн. руб. в год.
Литература
1. Кац Д.М. Основы геологии и гидрогеологии. – М.: Колос, 1981.
2. Толстой М.П., Малыгин В.А. Геология и гидрогеология. – М.: Недра,
1988.
3. Золотарев Г.С. Инженерная геодинамика. – М.: Изд-во Моск. Ун-та,
1983.
4. Пешковский Л.М., Перескокова Т.М. Инженерная геология. – М.:
Высшая школа, 1982.
5. Кирюхин В.А., Коротков А.И., Павлов А.Н. Общая гидрогеология. –
СПб.: Недра, 1988.
104
Аннотация
Применение землесосных снарядов для проведения гидровскрышных
работ на участке Аршановский-1 Бейского угольного месторождения.
Предлагается производить разработку двумя способами: разработка всего
забоя земснарядами, и комбинированным способом (верхняя сухая часть и
частично обводнённая часть забоя разрабатываются экскаваторами с
погрузкой в автомобили, нижняя обводнённая часть забоя разрабатывается
земснарядами). Для разделения грунта на фракции возможна схема
переработки грунта с применением дугового грохота и гидроклассификатора.
The use of dredge for a hydravskryshny work at the site of Arshanovsky
Beisk-1 coal deposit. It is proposed to make the development of two ways: the
development of bottom dredgers, and the combined method (upper part of the dry
and partially developed watery part of the face shovels loading into a car, the lower
part of the watery bottom is developed of dredgers). For the separation into
fractions of soil processing scheme can be ground with the use of arc noise and the
hydroqualifier is possible.
Ключевые слова
землесосный снаряд, аллювиальные отложения, гранулометрический
состав,
трубопровод,
эжектор,
гидромеханизированный
способ,
гидроклассификатор
dredger, alluvial deposits, granulometric composition, line, ejector, dredging
method, hydroqualifier
105