Содержание материала

Оценка современного состояния карьерных путевых работ, исследование их взаимосвязи с погрузочно-транспортным процессом, анализ технологии горных работ с использованием железнодорожного транспорта позволяют установить три основных направления совершенствования путевых работ. Первое из них предусматривает изыскание, разработку и внедрение способов и средств, позволяющих сократить объемы путевых работ. Второе направлено на создание и внедрение технических средств, обеспечивающих повышение уровня механизации процесса. Третье предусматривает совершенствование организации работ и повышение использования во времени путевой техники.
На объемы путевых работ, помимо горно-геологических факторов карьеров и количества перерабатываемой горной массы, влияет ряд технических и технологических условий, в том числе рабочие параметры погрузочно-отвального оборудования, соответствие шага переукладки рельсовых путей ширине отработанной экскаваторной полосы, число массовых взрывов, производимых с разборкой путевой решетки, а также конструкция верхнего строения путей.
Внедрение в карьерах экскаваторов ЭКГ-8 и замена ими экскаваторов ЭКГ-4 позволяют увеличить съем горной массы с 1 км передвижных путей на 30—40% (с 70 до 140 тыс. м3). Последнее обусловлено увеличением ширины экскаваторной полосы с 14 м (ЭКГ-4) до 25 м(ЭКГ-8) в забоях и с 24 до 35 м на отвалах. С учетом этого объем путепереукладочных работ, приходящийся на единицу перерабатываемой горной массы, сокращается, Оснащение горных предприятий экскаваторами ЭКГ-12,6 а в дальнейшем машинами с еще большими рабочими параметрами позволит существенно увеличить показатели съема горной массы. Опыт применения экскаваторов-драглайнов ЭШ-6/60 и ЭШ-10/60 (10/75) на отвальных работах горнорудных и угольных предприятий свидетельствует, что ширина отсыпаемой ими полосы! достигает 100—140 м, а объемы перемещения железнодорожных путей сокращаются в 5—8 раз. Использование на отвалообразовании одного экскаватора ЭШ-10/70 в условиях Кумертауского и Коркинского разрезоуправлений позволяет заменить до трех экскаваторов СЭ-3 или ЭКГ-4, снизить кратность переукладки железнодорожных путей до 1—1,5 раза в год и получать экономический эффект более 50 тыс. руб. в год на одну машину.

Применение экскаваторов ЭШ-6/60 в условиях Соколовско-Сарбайского комбината и замена ими экскаваторов ЭКГ-4 позволили увеличить ширину отсыпаемой полосы на отвале за один проход экскаватора более чем в 4 раза и довести ее до 106—109 м. Зависимость эффективности использования экскаваторов в отношении сокращения простоев из-за выполнения путевых работ см. на рис. 16.
Анализ маркшейдерской документации и экспериментальные замеры показывают, что в условиях большинства карьеров, особенно при разработке скальных пород, шаг переукладки железнодорожных путей не всегда соответствует ширине полосы, отрабатываемой экскаваторами в забоях. Чаще всего эта величина составляет 70—80% ширины экскаваторной полосы. Результаты наблюдений свидетельствуют, что основными причинами такого несоответствия являются складирование вдоль нижней кромки уступа негабаритных кусков горной массы и несвоевременные их разрушение и уборка; наличие отдельных участков с не проработанной взрывами подошвой уступа и сложность производства вторичного рыхления их под бортами уступов; ограниченные размеры рабочих площадок, особенно в условиях угольных и рудных предприятий с большим сроком эксплуатации.

Ранее указывалось, что в условиях карьеров Качканарского ГОКа, погрузка горной массы в которых производится экскаваторами ЭКГ-8 и ЭКГ-8И, средняя величина шага переукладки равна 17,3 м при возможной 22,5 м, что составляет 75% ширины заходки. Фактический съем горной массы с 1 км переуложенных путей на этом предприятии снижается до 95—97 тыс. м3. При соответствии шага переукладки ширине отработанной полосы этот показатель может возрасти до 116—120 тыс. м3. Установлено, что из-за этого карьеры вынуждены ежегодно дополнительно переукладывать до 10 км железнодорожных путей, что составляет 11—12% общего объема их перемещения. Расчеты показывают, что денежные затраты на дополнительный объем переукладки достигают 40 тыс. руб., а простои экскаваторного парка снижают производительность карьеров на 100—120 тыс. м3 в год.
В условиях карьера Оленегорского ГОКа при использовании экскаваторов ЭКГ-4 расчетный съем горной массы с 1 км железнодорожных путей равен 72 тыс. м3, фактический — 60 тыс. м3. Шаг переукладки соответствует 80% ширины экскаваторной полосы. В связи с этим в карьере ежегодно дополнительно переукладывается около 10—11 км путевой решетки, или 9—10% общего объема.
Исследованиями установлено, что в условиях железорудных карьеров по причине несоответствия шага переукладки ширине экскаваторной полосы переукладывается дополнительно каждый год около 140 км рельсошпальной решетки, за счет чего теряется до 3000 экскаваторо-часов. 10—12 м (вместо 14—15 м), а шаг переукладки путей уменьшается до 8—10 м, т. е. почти на 50% возможного. Такие же условия создаются, если размеры рабочих площадок уступов ограничены недостаточным развитием вскрышных работ.
Существенное влияние на объемы, особенна по разборке и укладке железнодорожных путей в карьерах, оказывают взрывные работы. В условиях карьеров, перерабатывающих скальную горную массу, производство взрывов, как правило, связано с разборкой путевой решетки и ее последующей укладкой. При рыхлении пород средней крепости на большинстве угольных разрезов для сохранения путей от завала применяются специальные методы. К последним относятся взрывание на встряхивание, предварительная отсыпка вдоль участка пути предохранительного вала, засыпка рельсошпальной решетки тонким слоем мягкой породы и т. д.
Взрывные работы в карьерах за последние годы характеризуются увеличением длины взрываемых блоков, ростом объема взорванной массы, приходящейся на один взрыв, и, как следствие, сокращением количества массовых взрывов. В настоящее время большинство рудных карьеров перешло на режим один взрыв в неделю.

Таблица 35
Объемы переукладки железнодорожных путей для производства взрывных работ


Предприятие

Объем переукладки в карьере, км

В том числе для производства взрывов,

км

%

Ново-Криворожский ГОК ...

30,3

15,3

54

Соколовско-Сарбайский ГОК

300,0

92,0

36

Качканарский ГОК

60,0

20,0

33

Оленегорский ГОК .

100,0

35,0

35

Магнитогорское РУ

95,6

35,3

37

Студеновское РУ

23,9

10,0

41

Первоуральское РУ

102,0

32,0

31

Высокогорское РУ ..

8,0

3,0

37

Гороблагодатское РУ . . .

61,5

50,0

48

Принята следующая технология выполнения взрывов: разборка путевой решетки на длину взрываемого участка;
проходка путевой трассы экскаватором после взрыва; укладка разобранного участка пути.
В табл. 35 приведены фактические данные о количестве разбираемых и вновь укладываемых рельсовых путей для производства взрывов на некоторых карьерах. Из таблицы видно, что объемы путепереукладочных работ для производства массовых взрывов достигают 30— 50% общих.
Кроме этого, при общепринятой технологии и длине взрываемого типового блока 300 м затрачивается следующее количество восьмичасовых экскаваторо-смен (ЭКГ-4 и ЭКГ-8):
при разборке пути и ожидании взрыва . 2
для проходки трассы после взрыва ... 1,5
ожидание готовности путевой решетки ... 2
Расчеты показывают, что при 12—15 взрывах в году одним экскаватором затрачивается около месяца для выполнения указанных операций.
Приведенные данные свидетельствуют, что сокращение объемов путевых работ и времени простоев экскаваторов при производстве массовых взрывов является в настоящее время весьма актуальным.
Одним из направлений решения этой проблемы является внедрение взрывания на неподобранный забой.
В постановлении Всесоюзной межзаводской школы по изучению и обобщению опыта совершенствования буровзрывных работ на железорудных и флюсовых карьерах МЧМ (август — сентябрь 1965 г.) указывается, что взрывание в зажатой среде освоено в Криворожских карьерах Южного, Ингулецкого, Центрального ГОКов. В карьере ЮГОКа этим способом взрывается до 80—85% всех скальных пород. Здесь же указаны следующие преимущества внедрения нового способа: повышение производительного использования экскаваторов во времени; лучшее дробление и сокращение объема путевых работ. Недостатком этого способа является некоторое увеличение удельного расхода ВВ.
Для исследования зависимости ширины развала взорванной массы от ширины неподобранного слоя и условий сохранения забойных путей при производстве взрывных работ использовались материалы массовых взрывов на карьерах Качканарского ГОКа, которые характеризуют эти параметры для уступов высотой 15 м. при применении экскаваторов ЭКГ-8.


Рис. 19. Схема массового взрыва на неподобранный забой в Главном карьере Качканарского ГОКа:
1 — последний ряд взорванных скважин; 2 — граница развала при взрыве


Для уступов высотой 10 м и экскаваторов ЭКГ-4 использовались данные Оленегорского ГОКа, полученные при проведении опытно-промышленных взрывов на неподобранный забой. Положительные результаты дали возможность ввести технологию в производство.
Характерным примером массовых взрывов на неподобранный забой для уступов высотой 15 м может служить изрыв на гор. 265 м Главного карьера Качканарского ГОКа (рис. 19). Особенностью его явились изменение ширины неподобранного слоя от 9 до 21 м, изменение крепости пород от 8 до 16 категории по шкале проф. М. М. Протодьяконова и изменение расстояния оси рельсового пути от нижней бровки развала от 7,5 до 15 м.
Результаты взрыва показали, что при ширине неподобранного слоя 18—21 м развал горной массы фактически равнялся ширине осыпи 2—3 м, при ширине 9—12 м развал составил 8—11 м. Удельный расход ВВ при этом изменялся от 0,6 до 0,8 кг/м3.
При взрывании уступов высотой 10 мв условиях карьера Оленегорского ГОКа и удельном расходе 0,48—0,60 кг/м 3 ширина развала в зависимости от ширины неподобранного слоя изменялась в следующих пределах: при   изменении ширины оставляемой полосы от 4 до 9 м и заложении первого ряда скважин на расстоянии 10—12 м от последнего ряда предыдущего взрыва ширина развала изменялась от 11,5 до 19 м.

  В некоторых работах проектно-исследовательских институтов намечены два этапа совершенствования механизации путевых работ. На первом этапе предусматривается создание и внедрение легких мобильных средств, способных выполнять две-три операции.  В результате создаются тракторные путепереукладчики различной конструкции, разработанной с учетом горных условий; путеремонтные машины с комбинированным автомобильным или пневмоколесным и железнодорожным ходом; шпалоподбивочные машины на базе грузовых автомобилей, оснащенные приспособлениями для передвижения по рельсам; различные доставочные машины; тракторные опоропереносчики контактной сети и другие технические средства. Следующим этапом предусматривается создание крупной многооперационной техники. С этой целью предприятия и институты, работающие в этой области, приспосабливают тяжелые путевые машины применительно к карьерным условиям и выполняют проектноисследовательские работы по изысканию и разработке новых конструкций. Примерами этого является внедрение модернизированных укладочных кранов УК-12,5 и УК-25/9 в условиях карьеров, а также высокоэффективных выправочно-подбивочно-отделочных машин, способных комплексно механизировать процесс и ликвидировать ручной труд при выполнении многих операций.
Совершенствование организации путевых служб карьеров также направлено на повышение уровня механизации процесса. Для этого в карьерах внедряются рациональные методы производства ремонта рельсо-шпальной решетки на механизированных звеносборочных базах. Новые методы позволяют ликвидировать большинство операций, выполняемых вручную в условиях забоев или отвалов. На таких предприятиях, как Криворожские, Оленегорский, Коршуновский ГОКи, разрезы комбината Вахрушевуголь и других, непригодные к эксплуатации звенья пути при очередной переукладке выбраковываются и вывозятся для ремонта на звеносборочные базы. Производительность баз большинства карьеров обеспечивает ежегодный ремонт всей уложенной путевой решетки. Такая организация значительно сокращает трудоемкость и стоимость содержания и ремонта железнодорожных путей, а также повышает долю механизированного труда в общем объеме работ.