Разработка эффективных технологий освоения валунистых россыпей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.22, кандидат наук Тарасенко, Евгений Андреевич

• Тарасенко, Евгений Андреевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Тарасенко, Евгений Андреевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ВАЛУНИСТЫХ РОССЫПЕЙ

1.1 Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей бульдозером

1.2 Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами

1.3 Технические и технологические решения при разработке россыпей с использованием средств гидромеханизации

1.4 Систематизация способов разработки валунистых россыпей в зависимости от применяемого оборудования

1.5 Выводы

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЕГРЕГАЦИИ ПЕСКОВ ВАЛУНИСТЫХ РОССЫПЕЙ НА ОТКОСЕ ДОБЫЧНОГО УСТУПА

2.1 Исследование сегрегации песков на откосе уступа при содержании валунов 0-П степеней окатанности

2.2 Технологические решения при неокатанных и слабоокатанных валунах

2.3 Исследование сегрегации песков на откосе уступа, при содержании валунов с Ш-1У степени окатанности

2.4 Комбинированная бульдозерно-скреперная технологическая схема с направленной сегрегацией песков на откосе

2.5 Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗМЫВА ВАЛУНИСТЫХ ПЕСКОВ СТРУЕЙ ВОДЫ

3.1 Исследования размыва валунисто-глинистых песков в забое

3.2 Технологическая схема разработки валунисто-глинистых россыпей гидромонитором

3.3 Исследования процесса размыва валунистых песков в ковше экскаватора

3.4 Технологическая схема отработки валунистых россыпей экскаватором с размывом песков в ковше

3.5 Выводы

4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРЕДЛАГАЕМОЙ ТЕХНОЛОГИИ В УСЛОВИЯХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ХИЖОТОЙ» (Читинская область)

4.1 Вскрышные работы

4.2 Добычные работы при бульдозерной технологической схеме с применением промывочного прибора (используемая на предприятии)

4.3 Добычные работы при технологической схеме с использованием экскаватора (предлагаемая)

4.4 Расчет капитальных затрат на строительство предприятия

4.5 Организация труда

4.6 Расчет себестоимости добычи полезного ископаемого

4.6.1 Вспомогательные материалы

4.6.2 Расходы по эксплуатации и содержанию оборудования

4.6.3 Цеховые расходы

4.6.4 Калькуляция себестоимости

4.7 Эффективность инвестиционного проекта

4.7.1 Общие положения

4.7.2 Коммерческая эффективность инвестиционного проекта

4.7.3 Показатели эффективности инвестиционного проекта

4.8 Оценка качества проекта

4.9 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка эффективных технологий освоения валунистых россыпей»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время, ввиду ограниченности и исчерпаемости природных ресурсов, вовлекаются в отработку россыпные месторождения с более сложными горнотехническими условиями. Это очень затрудняет эксплуатацию горного оборудования и приводит к повышению себестоимости добытого полезного ископаемого. Все чаще приходится работать в стесненных условиях, отрабатывать обводнённые россыпи, либо россыпи с высоким содержанием глины или валунов.

При разработке валунистых песков традиционными способами значительное повышение себестоимости полезного ископаемого происходит за счет необходимости разваловки валунов, использования дорогого грохотильного оборудования, а так же потерь полезного компонента, связанных с трудностью извлечения песков, расположенных в межвалунном пространстве.

Следует отметить, что разработка россыпей производится в большинстве случаев оборудованием с комплексной механизацией производственных процессов, поэтому простой любой из единиц этого оборудования допускать не выгодно, даже на небольшой период. Наличие валунов в россыпе сильно затрудняет работу выемочного оборудования, а в некоторых случаях даже приводит к выходу его из строя на неопределенный период.

На примере Красноярского края, в котором отрабатывается большое количество россыпных месторождений, в среднем 24 % — валунистые, причем 7,2 % высоко валунистые, а с одновременным содержанием валунов и глины около 4 %. Следует отметить, что содержание валунов в отдельных случаях достигает 40 % [1].

Таким образом, необходимость разработки эффективных технологий освоения валунистых россыпей и обоснование их параметров является актуальной научной задачей.

Исследования, положенные в основу диссертационной работы, выполнялись в рамках научно исследовательской работы «Современная концепция определения параметров горнотехнических сооружений», выполненной в рамках исполнения «Программы развития СФУ на 2007-2010 годы», (05.2008-11.2008 г.).

Степень разработанности темы. Значительный вклад в научное обоснование технологических решений в области разработки россыпных месторождений, в том числе и валунистых, отражен в работах таких отечественных ученых, как С.М. Шорохов, В.Г. Лешков, Г.А. Нурок, Б.М. Шкундин, И.М. Ялтанец, C.B. Потемкин, С.О. Славутский, В.И. Емельянов, Е.В. Кудряшов и др. В их трудах предложены различные технические и технологические решения в области разработки россыпных месторождений, при этом не выявлено использования процесса сегрегации песков на откосе добычного уступа, а также недостаточно изучено влияние валунистости на размыв песков. В связи с этим разработка принципиально 1 новых технологических решений при освоении валунистых россыпей является весьма актуальной.

Цель работы. Разработать технологические решения, обосновать возможность и эффективность открытого способа разработки валунистых россыпей.

Идея работы. Эффективная разработка валунистых россыпей достигается направленной сегрегацией песков с окатанными валунами на откосе добычного уступа или первичной классификацией их непосредственно в призабойном пространстве.

Основные задачи исследования.

1. Обзор и анализ известных технических и технологических решений при открытой разработке валунистых россыпных месторождений.

2. Исследование процесса сегрегации песков валунистых россыпей на откосе добычного уступа и разработка технологических решений при бульдозерно-скреперном способе разработки россыпей.

3. Исследование процесса размыва валунисто-глинистых песков . • напорной струей воды в забое и разработка технологических решений при гидравлическом способе разработки россыпей.

4. Исследование процесса размыва валунистых песков в ковше экскаватора и разработка технологических решений при экскаваторном способе разработки россыпей.

5. Технико-экономическая оценка предлагаемого технологического решения на примере месторождения «Хилкотой» (Читинская область).

Научная новизна.

1. Установлена зависимость угла откоса добычного уступа от окатанности валунов, при котором они перемещаются под откос скольжением или качением при бульдозерно-скреперном способе разработки россыпей.

2. Определено влияние размеров и окатанности валуна на объем призмы волочения, образующейся при его перемещении по откосу скольжением.

3. Выявлена зависимость выхода размытых валунисто-глинистых песков россыпи от содержания и размера валунов, на основании которой разработана математическая модель выхода размытых валунисто-глинистых песков, содержащих до 20 % мелких и средних валунов.

4. Разработана математическая модель на основе установленной зависимости продолжительности размыва песков в ковше экскаватора от содержания в них валунов и напора у струеформирующего насадка.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Предложена систематизация способов разработки валунистых россыпей в зависимости от применяемого оборудования.

Разработаны комбинированная технологическая схема при бульдозерно-скреперном способе разработки россыпей с направленной сегрегацией песков на откосе (Патент РФ № 2374446), технологическая схема разработки валунистых россыпей с неокатанными и слабоокатанными

валунами (Патент РФ № 2434136), технологическая схема разработки россыпей с применением устройства для извлечения валунов (Патент РФ № 98224), технологические схемы разработки россыпей при гидравлическом способе разработки и экскаваторном - с размывом песков в ковше. Технологические схемы бульдозерной разработки валунистых россыпей в комплексе с землесосным снарядом и в комплексе с гидромонитором приняты к внедрению для разработки проектной документации в ООО «Артель старателей Хакасия», реализация которых позволит снизить трудозатраты без модернизации работающего на предприятии оборудования.

Результаты исследований рекомендуется использовать при планировании горных работ на разрабатываемых и проектируемых валунистых россыпных месторождениях полезных ископаемых и в учебном процессе на кафедре «Открытые горные работы» ИГДГТ.

Методология и методы исследования. В работе осуществлено аналитическое обобщение сведений, содержащихся в научно-технической и специальной литературе. Проведены натурные наблюдения, экспериментальные лабораторные исследования, математическое и физическое моделирование, статистическая обработка экспериментальных данных с применением программных пакетов Microsoft Office Excel.

Положения, выносимые на защиту.

1. Бульдозерно-скрепеный способ разработки слабообводненных легкопромывистых валунистых россыпей со степенью окатанности валунов III-IV эффективен при направленной сегрегации песков на откосе с углами от 15 до 30 градусов с последующей их вторичной выемкой, а для россыпей со степенью окатанности валунов 0-II направленная сегрегация целесообразна при укрепленном откосе добычного уступа.

2. Эффективность процесса размыва валунисто-глинистых песков гидромонитором повышается на 5-15 % при увеличении содержания валунов в них от 5 до 20 %, при этом объем песков, размываемых с одного места

стояния гидромонитора, помимо параметров забоя будет зависеть от содержания валунов в песках россыпного месторождения.

3. Повышение эффективности освоения валунистых россыпей при экскаваторном способе разработки обеспечивается совмещением процессов выемки, размыва песков и транспортирования валунов в отвал в ковше экскаватора, при этом продолжительность размыва песков в ковше снижается по степенной функции в зависимости от увеличения напора воды у струеформирующего насадка.

Степень достоверности работы. Подтверждена сходимостью результатов теоретических исследований с натурными наблюдениями и экспериментальными данными, а также критериями подобия и доверительной вероятности; значительным объемом статистических данных; патентной защитой новых технических решений.

Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы -докладывались на следующих конференциях и семинарах: V международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о земле», сборник материалов конференции, Москва (2010 г.); VIII международная научно-техническая конференция «Современный технологии освоения минеральных ресурсов», Красноярск (2010 г.); IX международная научно-техническая конференция «Современный технологии освоения минеральных ресурсов», Красноярск (2011 г.); IX международный семинар в рамках III международного конгресса и выставки «Цветные Металлы 2011», Тель-Авив, Израиль.

Личный вклад автора. Заключается в выполнении основного объема теоретических и экспериментальных исследований изложенных в диссертационной работе, включая постановку целей и задач исследования, в анализе и обобщении экспериментальных результатов, в разработке новых технологических решений при отработке валунистых россыпей, формулировании обоснованных выводов при составлении материалов публикаций и докладов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе две статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одна монография, два патента РФ на изобретение и один патент РФ на полезную модель.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 122 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав, заключения. Содержит 73 библиографических источника, 33 таблицы, 40 рисунков и одного приложения.

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ОТРАБОТКИ ВАЛУНИСТЫХ РОССЫПЕЙ

Проблема отработки валунистых россыпных месторождений существует довольно долго, и рядом авторов представлены различные классификации гранулометрического состава пород. Классификация валунов по крупности представлена в таблице 1.1. [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]

Таблицу 1.1— Классификации валунов по крупности

Автор, организация Размер валунов (в мм):

Очень крупные Крупные Средние Мелкие

В.А. Приклонский - >800 800...400 400...200

Гидроэнергопро ект >200

В.Б. Охотин - >800 800...400 400...200

В.Н. Гончаров >500

П.Л. Безруков, А.П. Лисицин1 >1000 1000...500 500...250 250... 100

ГОСТ12536-79 >60

Справочник по разработке россыпей - >500 500...250 250...100

ЦНИГРИ - >400 400...200 200...100

В.Г. Глушков2 >1000 1000... 100

ИРГИРЕДМЕТ >200

ГОСТ 25100-95 >200

С.М. Шорохов >150

В.Г. Лешков >1000 1000...500 500...250 250...100

Г.А. Нурок, И.М. Ялтанец >100

В.П. Трифонов3 >1000 1000...500 500...250 250... 100

C.B. Потемкин >200

Примечание: 1,2, 3 - валуны размером более 1000 мм авторами названы глыбы

Так как в большинстве классификаций валунами считаются породы размером более 100 мм, то в настоящей диссертационной работе валунами будут считаться породы этого размера и более.

По степени окатанности различают 5 типов обломков: • совершенно окатанный;

• хорошо окатанный. Состоящий преимущественно из обломков сферической или близкой к ней формы;

• среднеокатанный;

• слабоокатанный;

• плохо окатанный. Со слабо обтертыми углами и ребрами [11]. Окатанные валуны чаще всего встречаются в пойменных и русловых

россыпях. Неокатанные валуны характерны для верховых (нагорных), слабоокатанные - для ключевых, ручьевых, ложковых. Для террасовых россыпей характерно наличие большого количества валунов и глины [15]. Классификация россыпей представлена В.Г. Пешковым [11].

Следует отметить, что наиболее эффективными способами разработки валунистых россыпных месторождений являются бульдозерный и экскаваторный, в меньшей степени — гидравлический.

1.1 Технические и технологические решения при разработке

валунистых россыпей бульдозером Один из наиболее распространенных способов разработки россыпей является бульдозерный из-за мобильности и высокой производительности бульдозеров. В то же время, влияние валунистости россыпи на производительность бульдозера в литературе не обнаружено. В ряда ученых [10; 11] указывается на то, что большое влияние на производительность оказывает глубина залегания продуктивного пласта, от которой зависит расстояние перемещения торфов в отвалы.

В процессе выполнения добычных работ пески транспортируются чаще всего на полустационарный либо передвижной промывочный прибор, реже -в приемный бункер, для погрузки в транспорт [10]. Также в литературных источниках часто встречаются комбинированные технологические схемы, например, с применением экскаватора на вскрышных работах и бульдозера

на добычных работах или различные комбинации бульдозер-гидромонитор, бульдозер-драга (землесосный снаряд), бульдозер-скрепер [10; 11; 12; 18].

Известна технология классификации песков при бульдозером способе ведения добычных работ [19], при которой первым бульдозером, имеющим в качестве рабочего органа колосниковый отвал, производится рыхление и классификация песков с извлечением из них валунов. Валуны подаются в рабочее пространство второго бульдозера, который перемещает их в отвал. Технологическая схема представлена на рисунке 1.1.

V Бульдозер с колосниковым отвалом 3 1

—

—

—

ущ гтГЛТМ ГЬ,.

^тгтЧ 1 V

—&----- --КЗ.-------J

г 0

—

—

—

—

—

Рисунок 1.1 - Технология классификации песков при бульдозерном способе ведения

добычных работ

Известен способ добычных работ (предложенный ХГТУ) при открытой разработке россыпных месторождений [21], включающий размещение промывочного оборудования в выработанном пространстве при двухкрылом добычном блоке с верно-кольцевой схемой разработки породы. Причем каждое крыло добычного блока представляет собой параллелограмм с равными расстояниями угловых периферийных точек его от приемных бункеров, с выдвижением вперед вверх по уклону долины угловой точки по

смежной стороне крыльев и расположением промывочного оборудования со стороны угловой точки по смежной стороне снизу по уклону долины, при этом несколько гидровашгердов с приемными бункерами объединены и имеют горловину для пульповода и металлическую решетку сверху над объединенными приемными бункерами. Способ представлен на рисунках 1.2-1.4.

Выемка песков осуществляется послойно бульдозерно-скреперно-рыхлительным агрегатом. Двигаясь по добычному блоку, агрегат разрабатывает опережающие нижние участки за счет рыхления поверхностного слоя мерзлоты и выгружает из ковша породу равномерно по всем объединенным приемным бункерам. Агрегат перемещается поперек оси бункеров в обоих направлениях по металлической решетке, располагающейся на уровне, препятствующем движению струи гидромонитора.

Размыв породы в объединенных приемных бункерах и обмыв негабаритных валунов на решетке осуществляется гидромонитором, имеющим возможность перемещения в поперечном направлении.

Рисунок 1.2 - Общий вид добычного блока в плане: 1 — добычной блок; 2, 3 — крылья блока; 6 — выработанное пространство; 7 — угловая точка; 8 — гидромонитор; 11 — гидровашгерды; 14 - промывочный прибор; 15 - пульповод; 16 — зумпф; 17 - насосная станция; 18 — трубопровод; 19 — илонаправляющая дамба; 20 — плотина; 21 — отвал гали; 22 — эфельный отвал; 23 - бульдозерно-скреперно-рыхлительный агрегат.

Рисунок 1.3 - Общий вид промывки песков: 6 - выработанное пространство; 8 — гидромонитор; 9 - салазки; 10 - направляющие; 11 - гидровашгерды; 12 - приемный бункер; 13 - металлическая решетка; 15 — пульповод; 18 — трубопровод; 23 — бульдозерно-скреперно-рыхлительный агрегат

А

14 13 23 11

Рисунок 1.4 - Вертикальный разрез площадки промывки песков: 11 — гидровашгерды; 13 - металлическая решетка; 14 - промывочный прибор; 23 -бульдозерно-скреперно-рыхлительный агрегат

Известен ряд устройств, позволяющих, по мнению автора, производить разработку валунистых россыпей. Например, бульдозерное оборудование [22] и похожие устройства [23], [24], состоящие из бульдозера,

бульдозерного отвала с прикрепленным к нему навесным оборудованием в виде ковша специального захвата.

Эти и другие технические и технологические решения позволяют реализовать бульдозерный способ разработки валунистых россыпей. Он довольно широко распространен при разработке россыпей ввиду своей мобильности и относительно невысокой стоимости бульдозерного оборудования. В условиях валунистых россыпей бульдозерная разработка применяется совместно с промывочными приборами [25; 26; 27].

1.2 Технические и технологические решения при разработке валунистых россыпей экскаваторами

При разработке глубоких россыпных месторождений, для выемки и погрузки вскрышных пород в транспортные средства или перемещения их в отвалы применяю экскаваторы.

Распространение одноковшовых экскаваторов на россыпях объясняется высокой производительностью, наличием сменного черпающего оборудования, позволяющего использовать его в породах различной крепости и при расположении забоя как выше, так и ниже рабочей площадки, как по схеме с применением транспорта, так и по бестранспортной технологии с применением передвижных моек.

Экскаваторы типа прямая механическая лопата в настоящее время редко применяются при разработке россыпей из-за их привязки к высоковольтным ЛЭП. Ранее эти экскаваторы применялись на добычных работах при погрузке песков в транспортные средства, либо приемные бункеры промывочных установок [10; 11; 16; 28].

Экскаваторы-драглайны нашли применение при разработке россыпей с большой глубиной залегания продуктивного слоя (более 10 метров). Данные экскаваторы используют при отработке россыпей с породами до IV категории крепости без предварительного рыхления. Более крепкие породы

предварительно разрыхляют. Также широко применяются при разработке талых россыпей [11].

Экскаваторы типа обратная механическая лопата чаще всего используют для проходки дренажных траншей и зачистке плотика. Как самостоятельная добычная единица при разработке россыпей используется редко [10].

Многоковшовые экскаваторы при разработке россыпей применяются крайне редко по причине их большой стоимости и массы, а также требований к качеству подготовленных к выемке запасов (отсутствие в россыпе валунов, вечной мерзлоты и т.д.) [10].

В настоящее время в отрасли тяжелого машиностроения широкое распространение получили гидравлические экскаваторы. Огромный модельный ряд, наряду с их техническими особенностями, выводит данную технику на лидирующие позиции в горнодобывающей отрасли в мире.

Поэтому, по мнению автора, развитие выемочно-погрузочных работ на валунистых россыпных месторождениях будет осуществляться за счет внедрения на этих работах гидравлических экскаваторов. Применение их позволит снизить затраты и дает возможность для разработки и создания более эффективных технологических схем.

Наряду с широким модельным рядом гидравлических экскаваторов заводы-изготовители предлагают потребителям широкий выбор навесного оборудования, упрощающего производство отдельных видов работ. На рисунке 1.5 представлены сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов, чаще всего применяемые в горной промышленности и строительстве.

Рисунок 1.5 - Сменные рабочие органы гидравлических экскаваторов

В качестве сменных рабочих органов гидравлических экскаваторов при выполнении обычных земляных работ используют ковши обратных 1-3 и прямых 4 лопат различной вместимости. Ковши для дренажных работ 5 и рытья узких траншей 6, ковши с зубьями и со сплошной режущей кромкой — для планировочных 7 и зачистных 8 работ, двухчелюстные грейферы - для рытья траншей и котлованов 9 и погрузки крупнокусковых материалов и камней 10. Ковши большой вместимости - для погрузочных работ 11-13, бульдозерные отвалы, 14 — для засыпки ям, траншей и небольших котлованов, захваты - для погрузки труб и бревен 15, крановую подвеску 16 - для различных грузоподъемных и монтажных работ, многозубые 17 и однозубые 18 рыхлители - для рыхления мерзлых и плотных грунтов, пневматические, гидравлические 19 и гидропневматические 20 молоты многоцелевого назначения со сменными рабочими инструментами - для разрушения скальных и мерзлых грунтов, железобетонных конструкций, кирпичной кладки и фундаментов, дорожных покрытий, дробления

негабаритов горных пород, трамбования грунтов, погружения свай и шпунта. С бурами для бурения шпуров и скважин и т. д.

К основным видам сменного рабочего оборудования относятся прямая и обратная лопаты, грейфер, погрузчик. Для разработки мерзлых грунтов широко используется рыхлительное оборудование и гидромолоты.

Помимо уже представленного навесного и сменного рабочего оборудования гидравлических экскаваторов также известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора, предложенное ЯГТУ (рисунок 1.6) [29].

Рисунок 1.6 - Конструкция рабочего органа гидравлического экскаватора: 1 — рукоять; 2 — поворотные рычаги; 3 — тяга; 4 - гидравлический цилиндр управления; 5 — два клиновидных рыхлителя ударного действия; 6 — ковш; 7 — проушины; 8 — монтажная площадка; 9 — болтовые соединения; 10 — фланцы; 11 — наконечники рыхлителей; 12 —

Предварительное рыхление прочного грунта производится двумя рыхлителями ударного действия, а затем его экскавация ковшом. При этом установка рыхлителей симметрично под углом к оси ковша обеспечивает снижение динамической рабочей нагрузки на шарнирные соединения

_6

А

боковые стенки ковша

Л-

рукояти, поворотного рычага и тяги ковша, так как часть этой нагрузки будет восприниматься, и гаситься металлоконструкцией последнего в поперечном направлении. На рисунке 1.7 представлен вид задней части ковша.

Вид - А

Рисунок 1.7 — Вид задней стенки ковша с креплением в рукояти

Вместе с тем установка наконечников с перекрытием боковых стенок ковша позволяет производить рыхление и экскавацию грунта с меньшими энергозатратами. В этом случае боковые стенки будут взаимодействовать с уже разрыхленным грунтом (например, при проходке траншей).

Также известно рабочее оборудование гидравлического экскаватора (рисунок 1.8) [30].

Вид с боку Вид сзади

Рисунок 1.8 - Конструкция рабочего органа гидравлического экскаватора: 1 - рукоять; 2 -поворотные рычаги; 3 - гидроцилиндры управления; 4 - ковш; 5, 6 - оси; 7 -рыхлительный зуб; 8 - дисковые ножи

Оборудование работает следующим образом. Первоначально производится насечка покрытия дисковыми ножами при движении экскаватора своим ходом или при работе рукоятью. Затем производится рыхление поверхности между насечками при помощи рыхлительного зуба как при движении рукоятью, так и при движении поворотных рычагов под действием гидроцилиндра управления, что позволяет полностью реализовать мощность гидросистемы экскаватора и обеспечить создание значительных усилий на режущей кромке рыхлительного зуба. В дальнейшем производится экскавация разрушенного покрытия и проходка траншеи или котлована традиционным способом, т.е. ковшом экскаватора.

Рабочее оборудование экскаватора, предложенное ТвГТУ, показано на рисунке 1.9 [31].

При профилировании траншеи или копании грунта способом поворота ковша шток гидроцилиндра поворота ковша в горизонтальной плоскости изменяет свое положение (в зависимости от необходимого наклона ковша втягивается или выдвигается). При этом шток гидроцилиндра, закрепленного на ковше, воздействует на кронштейн, тем самым поворачивая его вокруг оси пальца. Копание грунта при повернутом ковше производится так же, как и при копании стандартным ковшом типа обратная лопата.

Рисунок 1.9 — Конструкция рабочего органа гидравлического экскаватора: 1 - рукоять; 2 - гидроцилиндр поворота ковша в вертикальной плоскости; 3 — тяги; 4 — рычаги; 5 — кронштейн; 6 — цилиндрические шарниры; 7 - ковш; 8 — соединяющий

палец; 9 - гидроцилиндр поворота ковша в горизонтальной плоскости; 10 - сферические шарниры.

Предлагаемое рабочее оборудование одноковшового гидравлического экскаватора позволяет осуществлять копание и профилирование траншей без смены рабочего оборудования. Кроме того, в таком рабочем оборудовании рукоять и тяги поворота ковша остаются неизменными, что не требует изменения технологии их изготовления и позволяет присоединять к ним другое рабочее оборудование. Одноковшовый гидравлический экскаватор с предложенным рабочим оборудованием может эффективно использоваться как на свободных открытых площадках, так и там, где, по условиям установки базовой машины на рабочем месте, имеются существенные ограничения.

Помимо обозначенной автором патента области применения, данное устройство будет полезно для окапывания валунов большого размера при разработке валунистых россыпей.

Известен ковш экскаватора-драглайна, предложенный научно-производственной фирмой «Содействие» (рисунки 1.10, 1.11) [32].

Рисунок 1.10 — Конструкция ковша экскаватора-драглайн: 1 - ковш; 2 — боковые стенки ковша; 3 - задняя стенка ковша; 4 — зубья; 5,6 — подъемные, тяговые цепи и канаты; 7 — коромысло; 8 — днище ковша; 9 — захваты; 10 — шарниры; 11 - кронштейны; 12 — засовы;

13 - пружины; 14 - трос; 15 - наклонная решетка; 16,17 - крупная и мелкая фракции

Путем ослабления подъемных и тяговых цепей и канатов ковш с закрытым днищем устанавливается на поверхность забоя в положение загрузки. После этого включаются тяговые лебедки и ковш посредством натяжения тяговых цепей и канатов перемещается по направлению к экскаватору-драглайну одновременно заглубляясь и загружаясь. Горная масса, проходя в процессе загрузки вглубь ковша и поднимаясь по наклонной решетке, разделяется на мелкую и крупную фракции путем грохочения на наклонной решетке. В процессе грохочения мелкая фракция проваливается сквозь наклонную решетку и скапливается под ней на днище ковша, а крупная - концентрируется на поверхности наклонной решетки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Тарасенко, Евгений Андреевич, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник полезных ископаемых районов Красноярского края [Текст] : в 38 т. / Под общей ред. A.M. Глушкова, B.C. Миронова, В.П. Бордоносова. - Красноярск : Комитет природных ресурсов по Красноярскому краю, 2001. - 157 с.

2. Справочник гидрогеолога [Текст] / Под общей ред. Е.М. Альтовского. — М. : Госгеолтехиздат, 1962. — 616 с.

3. Справочник по осушению горных пород [Текст] / Под ред. И.П. Станченко. - М. : Недра, 1984. - 572 с.

4. ГОСТ 12536-79. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава [Текст]. — Взамен ГОСТ 12536-67 ; введ. 1980-07-01. - М. : Государственный комитет СССР по делам строительства. — 26 с.

5. Справочник по разработке россыпей [Текст] / Под общей ред. В.П. Березина, В.Г. Лешкова, Л.П. Мацуева, C.B. Потемкина. - М. : Недра, 1973.-592 с.

6. Божинский, А.П. Методы разведки и подсчета запасов россыпных месторождений полезных ископаемых [Текст] / А.П. Божинский, М.А. Гневушев, П.Л. Коллистов и др. ; ЦНИГРИ. - М. : Недра, 1965. - Вып. 65 .-312 с.

7. Поляков Б. В. Исследование стока взвешенных и донных наносов [Текст] / Б.В. Поляков. - Л. : Изд-во Государственного гидрологического института, 1934. - 129 с.

8. Замятин О.В. Обогащение золотосодержащих песков и конгломератов [Текст] / О.В. Замятин, А.Г. Лопатин, Н.П. Санникова и др. -М. : Недра, 1975.-264 с.

9. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация [Текст]. — Взамен ГОСТ 25100-82 ; введ. 1996-07-01. - М. : Международная научно-

техническая комиссия по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС). - 32 с.

10. Шорохов С.М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений [Текст] / С.М. Шорохов. — 2-е изд., перераб. и доп. -М. : Недра, 1973. - 768 с.

11. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений: учебник для техникумов [Текст] / В.Г. Лешков. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Недра, 1985.-568 с.

12. Нурок Г.А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ [Текст] / Г.А. Нурок. — 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Недра, 1985.-470 с.

13. Ялтанец И.М. Гидромеханизация открытых горных работ [Текст] / И.М. Ялтанец, В.И. Кулигин. — М. : Изд-во Московского Государственного Горного университета, 1996. — 739 с.

14. Хныкин В.Ф. Разрушение горных пород гидромониторными струями на открытых разработках [Текст] / В.Ф. Хныкин. - М. : Наука, 1969. -150 с.

15. Потемкин C.B. Разработка россыпных месторождений: учебник для студентов вузов [Текст] / C.B. Потемкин. - М. : Недра, 1995. - 476 с.

16. Шорохов С.М. Классификация открытых разработок россыпей [Текст] / С.М. Шорохов. - М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1951. — 113 с.

17. Нурок Г.А. Гидромеханизация горных работ [Текст] / Г.А. Нурок. — М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1959. - 392 с.

18. Славутский С.О. Открытые горные работы гидравлическим способом [Текст] / С.О. Славутский, В.А. Антонов, П.П. Цвирко. - М. : Недра, 1965.-227 с.

19. Кисляков В.Е. Разработка технологии оборотного водоснабжения в сложных горнотехнических условиях освоения золотосодержащих

россыпей [Текст] : дис. ...д-ра тех. наук: 05.15.03 / Кисляков Виктор Екгеньевич. - М., 1999. - 402 с.

20. Емельянов В.И. Открытая разработка россыпных месторождений [Текст] / В.И. Емельянов. - М. : Недра, 1985. - 175 с.

21. Пат. 2194860 Российская Федерация, МПК7 Е 21 С 41/30. Способ добычных работ на открытых россыпных месторождениях [Текст] / С. А. Шемякин, В. Н. Мамаев. ; заявитель и патентообладатель Хабаровский государственный технический университет. — № 2001103230/03 ; заявл. 05.02.2001 ; опубл. 20.12.2002. - 6 с.

22. Пат. 1573100 Российская Федерация, МПК5 Е 02 F 3/76. Бульдозерное оборудование [Текст] / В.Г. Волобоев, В.В. Иванов, И.Д. Мустафин. ; заявитель и патентообладатель Сибирский автомобильно-дорожный институт им В.В. Куйбышева. — № 4411605 ; заявл. 14.03.1988 ; опубл. 23.06.1990.-6 с.

23. Пат. 823507 Российская Федерация, МПК5 Е 02 F 3/76. Бульдозерное оборудование [Текст] / В.И. Баловнев, В.В. Мелашич, JI.A. Храма, Ф.И. Зайнетдинов. ; заявитель и патентообладатель Московский автомобильно-дорожный институт. - № 2731146 ; заявл. 02.03.1979 ; опубл. 23.04.1981.-4 с.

24. Пат. 2359086 Российская Федерация, МПК7 Е 02 F 3/76.

Отвально-ковшовый рабочий орган [Текст] / Е.В. Курилов, А.А. Алексеев. ; заявитель и патентообладатель Ярославский государственный технический университет. - № 2007144951/03 ; заявл. 03.12.2007 ; опубл. 20.06.2009. -4 с.

25. Кавчик Б.К. Промывочные приборы ГГМ-3 и ППМ-5 [Электронный ресурс] / Б.К. Кавчик // Золотодобыча. - 2009. № 124. - Режим доступа: http://zolotodb.rU/articles/technical/l 0018.

26. Пат. 2392055 Российская Федерация, МПК7 В 03 В 9/00 (2006.01). Промывочный прибор для извлечения золота [Текст] / В.И. Гурман, И.Ю. Рассказов, B.C. Литвинцев. ; заявитель и

патентообладатель ГУ Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН. - № 2009111753/03 ; заявл. 30.03.2009 ; опубл. 20.06.2010. - 4 с.

27. Пат. 2149696 Российская Федерация, МПК7 В 03 В 9/00. Промывочный прибор для извлечения золота [Текст] / B.C. Подшивалов, Г.П. Понамарчук, Ю.А. Мамаев, B.C. Литвинцев. ; заявитель и патентообладатель ГУ Институт горного дела Дальневосточного отделения РАН. - № 99107329/03 ; заявл. 05.04.1999 ; опубл. 27.05.2000. - 4 с.

28. Новый экскаватор ЭКГ-3 для небольших месторождений [Электронный ресурс]. - Иркутск : ИРГИРЕДМЕТ : Золотодобыча. - 2012. № 164. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/other/10672.

29. Пат. 2454510 Российская Федерация, МПК7 Е 02 F 3/28 (2006.01). Рабочее оборудование экскаватора [Текст] / Е.В. Курилов, Я.В. Гааг, М.А. Бородулина. ; заявитель и патенотообладатель ФГБУО ВПО Ярославский государственный технический университе. — № 2011105487/03 ; заявл. 14.02.2011 ; опубл. 27.06.2012. - 3 с.

30. Пат. 2558067 Российская Федерация, МПК7 Е 02 F 3/29. Оборудование гидравлического экскаватора [Текст] / Е.В. Курилов,

A.А. Алексеев, Д.В. Фурманов. - опубл. 10.06.2009. - 4 с.

31. Пат. 2368734 Российская Федерация, МПК7 Е 02 F 3/28 (2006.01). Рабочее оборудование одноковшового гидравлического экскаватора [Текст] / Д.Г. Масленников, Д.А. Чураков. ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Тверской государственный технический университет. - № 2008118447/03 ; заявл. 13.05.2008 ; опубл. 27.09.2009. - 5 с.

32. Пат. 2029031 Российская Федерация, МПК6 Е 02 F 3/60, Е 02 F 3/48. Ковш экскаватора-драглайна [Текст] / Ю.В. Бокунов,

B.C. Кочетков, Ф.В. Дудинский. ; заявитель и патентообладатель Научно-производственная фирма «Содействие». - № 5056868/03 ; заявл. 28.07.1992 ; опубл. 20.02.1995.-6 с.

33. Опыт применения промывочного прибора с инерционным грохотом [Электронный ресурс]. — Иркутск : ИРГИРЕДМЕТ : Золотодобыча.

- 2007. № 106. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/technical/10502.

34. Первые советские передвижные золотомойки для экскаваторной разработки россыпей [Электронный ресурс]. - Иркутск : ИРГИРЕДМЕТ : Золотодобыча. - 2009. № 122. - Режим доступа: http://zolotodb.ni/articles/technical/l 0109.

35. Передвижные сухопутные золотомойки [Электронный ресурс]. -Иркутск : ИРГИРЕДМЕТ : Золотодобыча. - 2011. № 148. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/other/history/10458.

36. Технология отработки валунистой россыпи [Электронный ресурс].

- Иркутск : ИРГИРЕДМЕТ : Золотодобыча. - 2006. № 93. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/technical/10468.

37. Казанцев М. Применение высокопроизводительных промприборов [Электронный ресурс] / М. Казанцев // Золотодобыча. - 2013. № 122. - Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/other/10937.

38. Галоев М.Г. Самый покупаемый промывочный прибор [Электронный ресурс] / М.Г. Галоев // Золотодобыча. - 2009. - № 124. -Режим доступа: http://zolotodb.ru/articles/mining/open-cut/10059.

39. А. с. 1668671 СССР, МПК5 Е 21 С4 5/02. Способ разрушения грунта струей воды и устройство для его осуществления [Текст] / Ю.В.Писарев, Ю.Л. Пейч (СССР). - № 4699072 ; заявл. 14.04.1989 ; опубл. 07.08.1991.-2 с.

40. А. с. 1553685 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Импульсный гидромонитор [Текст] / Г.А. Колесник (СССР). - № 4388827 ; заявл. 04.03.1988 ; опубл. 30.03.1990. - 3 с.

41. А. с. 1798504 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Способ разрушения твердых материалов струей жидкости и устройство для его осуществления [Текст] / Б.Э. Касымов, A.C. Корешков, В.В. Харин. (СССР) - № 4809597 ; заявл. 06.04.1990 ; опубл. 28.02.1993. -3 с.

42. А. с. 1757267 AI СССР, МПК Е 21 С 45/00. Ствол гидромонитора [Текст] / Н. В. Юрков (СССР). - опубл. 30.10.1993. - 8 с.

43. А. с. 1057689 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Насадка гидромонитора [Текст] / А.Е. Чуркин, B.C. Комашко, Н.П. Лавров, М.С. Зусманович (СССР). -№3453173 ; заявл. 10.06.1982 ; опубл. 30.11.1983.-4 с.

44. А. с. 1652571 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Устройство для формирования струи жидкости [Текст] / О.Н. Плетнев, Б.М. Стефанюк, A.B. Барышев (СССР). - № 4403682 ; заявл. 04.04.1988 ; опубл. 30.05.1991.-2 с.

45. А. с. 696157 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Струеформирующая насадка [Текст] / Е.К. Едыгенов, Г.А. Колесник, С.Г. Пархоменко (СССР). — №2605577 ; заявл. 18.04.1978 ; опубл. 05.11.1979. -2 с.

46. А. с. 953212 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Струеформирующая насадка [Текст] / Г.А. Колесник, С.Г. Пархоменко, С.И. Шевцов (СССР). — № 2874040 ; заявл. 23.01.1980 ; опубл. 23.08.1982. -2 с.

47. А. с. 1698441 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Гидромонитор [Текст] / Б.А. Теодорович, С.М. Чебышев (СССР). - № 4746904 ; заявл. 06.10.1989 ; опубл. 15.12.1991.-3 с.

48. А. с. 1580011 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Устройство для формирования струи жидкости [Текст] / A.B. Бартышев, О.Н. Плетнев, Б.М. Стефанюк, А.Н. Стрельников, В.М. Хазов (СССР). - № 3991212 ; заявл. 09.12.1985 ; опубл. 23.07.1990. -2 с.

49. А. с. 1750300 А 1 СССР, МПК Е 21 С 45/00. Способ гидроотбойки горных пород и устройство для его осуществления [Текст] / К.Н. Трубецкой, С.Д. Викторов, А.П. Кузнецов, Б.Н. Поставкин (СССР). — № 4690647/03; опубл. 20.03.1989. - 3 с.

50. А. с. 631658 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Насадка гидромонитора [Текст] / В.Б. Потоцкий (СССР). - № 2491602 ; заявл. 01.04.1977 ; опубл. 05.11.1978.-2 с.

51. Пат. 1771512 Российская Федерация, МПК5 Е 21 С 45/00.

Насадка гидромонитора [Текст] / Х.Х. Хасанов, С.В. Петухов. ; заявители и патентообладатели Х.Х. Хасанов и С.В. Петухов. - № 4816554 ; заявл. 20.04.1990 ; опубл. 23.10.1992. -4 с.

52. А. с. 297776 СССР, МПК6 Е 21 С 45/04. Струефотмирующая насадка [Текст] / B.C. Бондаревский (СССР). - № 1291890 ; опубл. 01.01.1971.-2с.

53. А. с. 1282614 СССР, МПК Е 21 С 45/04. Насадка гидромонитора [Текст] / A.M. Абдулзаде, Ю.А. Степанов, Б.М. Мурадов, Ш.Х. Джанмамедов, Э.С. Исзатдуст (СССР). - № 3906287/22-03Опубл.

15.04.1985.-2 с.

54. А. с. 1218117 СССР, МПК4 Е 21 С 45/00. Насадка гидродинамическая [Текст] / П.С. Веселков, P.P. Лукманов, В Н. Поляков, P.M. Клявин (СССР). - № 3807998 ; заявл. 31.10.1984 ; опубл.

15.03.1986.-2 с.

55. А. с. 1080546 А СССР, МПК Е 21 С 45/00. Насадка гидромонитора [Текст] / А.И. Шульгин (СССР). - № 3436360/22-03 ; опубл. 04.05.1982.-3 с.

56. А. с. 1615368 СССР, МПК5 Е 21 С 45/00. Гидромонитор [Текст] / А.И. Бернштейн (СССР). - № 4497265 ; заявл. 24.10.1988 ; опубл. 23.12.1990. -2 с.

57. Пат. 2287642 Российская Федерация, МПК Е 02 F 7/00 (2006.01), В 03 В 7/00 (2006.01). Передвижной пульпонасосный агрегат [Текст] / Ю.Д. Тарасов, А.К. Николаев, В.А. Мануэль. ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова (технический университет).— № 2005122808/03 ; заявл. 18.07.2005 ; опубл. 20.11. 2006. - 5 с.

58. Кудряшов Е.В. Изыскание эффективной технологии дражной разработки валунистых россыпей [Текст] : автореф. дис. ... канд. тех. наук: 05.15.03 / Кудряшов Евгений Викторович. - Иркутск, 1996. - 20 с.

59. Пат. 2374446 Российская Федерация, МПК Е 21 С 41/30 (2006.01). Способ разработки валунистых россыпных месторождений полезных ископаемых [Текст] / В.Е. Кисляков, Е.А. Тарасенко, А.Д. Браузман, A.A. Конник. ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. - № 2008140352/03 ; заявл. 10.10.2008 ; опубл. 27.11.2009, Бюл. № 33. - 5 с.

60. Тарасенко Е.А. Проблемы разработки валунистых россыпных месторождений [Текст] / Е.А. Тарасенко, В.Е. Кисляков // ГИАБ (научно-технический журнал), Том 2. — № 12. - 2010. — С. 119 — 122.

61. Тарасенко Е.А. Разработка валунистых россыпных месторождений бульдозерным оборудованием [Текст] / Е.А. Тарасенко // Молодежь и наука: начало XXI века: Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. -2009. С. 115-117.

62. Лаптев Ю.В. Геометризация процесса сегрегации скальных пород по крупности при формировании отвалов [Текст] : автореф. дис. ... д-ра. тех. наук. : 25.00.16 : защищена 08.11.2007 / Лаптев Юрий Викторович. — Екатеринбург, 2007. - 44 с.

63. Значение термина Окатанность в Энциклопедии Научной Библиотеки [Электронный ресурс] / Энциклопедия Научной Библиотеки. -Режим доступа: http://enc.sci-lib.com/article0008088.html.

64. ГОСТ 29295-92 (ИСО 9246-88). Бульдозерные отвалы к гусеничным и колесным тракторам. Расчет объема призмы волочения [Текст]. — Введ. 1993-01-01. - М.: ИПК Издательство стандартов, 1992. - 8 с.

65. Архангельский М.М. Курс физики. Механика. [Текст] / М.М. Архангельский. - М. : Просвещение, 1965. - 448 с.

66. Тарасенко Е.А. Эффективные технологии разработки валунистых россыпных месторождений [Текст] / Е.А. Тарасенко, В.Е. Кисляков, A.A. Конник // Современные технологии освоения минеральных ресурсов :

сб. материалов 8-й Международной науч. - техн. конф. - Красноярск, 2010. — С. 130-132.

67. Пат. 2434136 Российская Федерация, МПК Е 21 С 41/30 (2006.01). Способ разработки валунистых россыпных месторождений полезных ископаемых [Текст] / В.Е. Кисляков, Е.А. Тарасенко,

A.A. Конник. ; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет. — № 2010116441/03 ; заявл. 26.04.2010 ; опубл. 20.11.2011.-6 с.

68. Пат. 98224 Российская Федерация, МПК Е 21 С 41/00 (2006.01).

Устройство для извлечения валунов на россыпных месторождениях [Текст] /

B.Е. Кисляков, Е.А. Тарасенко, А.А Конник. ; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. - № 2010116433/03 ; заявл. 26.04.2010 ; опубл. 10.10.2010. - 6 с.

69. Тарасенко Е.А. Технологические решения при разработке валунистых россыпных месторождений [Текст] / Е.А. Тарасенко, В.Е. Кисляков, A.A. Конник // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. - №3. - 2011. -С. 43-45.

70. Лешков В.Г. Разработка россыпных месторождений: Учебник для вузов [Текст] / В.Г. Лешков. — М. : Горная книга, Издательство Московского государственного горного университета, 2007. - 906 с.

71. Тарасенко Е.А. Исследование возможности размыва валунисто-глинистых пород гидромонитором [Текст] / Е.А. Тарасенко, В.Е. Кисляков, И.К. Гавришевский // Современный технологии освоения минеральных ресурсов : сб. материалов 9-й Международной науч.-техн. конф. -Красноярск, 2011. - С. 205 - 208.

72. Верхотуров М.В. Гравитационные методы обогащения: учебник для вузов [Текст] / М.В. Верхотуров. - М. :МАКС Пресс, 2006. - 352 с.

73. Тарасенко Е.А. Разработка и обоснование эффективных технологий освоения валунистых россыпей [Текст] : монография / Е.А. Тарасенко, В.Е. Кисляков. — Красноярск : Сиб. федер.ун-т, 2014. — 102 с.