Запасы сырья и их исчисление. Наша страна обладает боль­шими запасами карбонатного сырья. Месторождение карбонат­ного сырья имеет промышленное значение в том случае, если его запасы достаточны для длительной эксплуатации (свыше 25 лет). Запасы сырья в месторождении определяют бурением скважин на всю глубину месторождения. Скважины распреде­ляют в шахматном порядке на всем участке, где предполагается наличие сырья, на расстоянии 100 м одна от другой. Одновремен­но с бурением отбирают пробы породы для определения ее хи­мического состава.

После промера толщины пустой породы и полезного слоя в каждой скважине определяют их среднюю величину по место­рождению. Запасы сырья подсчитывают умножением площади разведанной части месторождения в квадратных метрах на тол­щину полезного слоя (мощность пласта) в метрах.

Эксплуатация карьера. Большинство разрабатываемых ме­сторождений карбонатного сырья относятся к залежам, выхо­дящим на поверхность земли или находящимся под небольшим слоем пустых пород. Разработка таких месторождений ведется открытым способом, т. е. полезную породу разрабатывают в карьере после сноса вышележащих пустых пород (вскрыши).

Системой разработки называется определенный порядок раз­работки полезного ископаемого из месторождения. Открытые ра­боты обычно ведутся горизонтальными слоями, уступами. После подготовительных работ по устройству карьера, называемых вскрытием карьера, проводятся вскрышные работы, обнажаю­щие залежи сырья на расчетный период работы. Вскрышные ра­боты ведутся в один уступ. Выемка полезного ископаемого ве­дется экскаватором в один или несколько уступов в зависимости от мощности пласта.

Пластом называется масса полезного ископаемого, ограни­ченная двумя более или менее параллельными плоскостями, име­ющая значительные размеры по длине и ширине. Пласты редко бывают горизонтальными и чаще всего имеют наклон (угол па­дения) в пределах 45° С. Толщина пород называется мощностью вскрыши или глубиной залегания пласта.

К вскрышным работам относятся снятие вскрыши с пласта и транспортирование пустой породы за пределы карьера или засып­ка ею уже выработанного пространства карьера. Для производ­ства вскрышных работ широко используют скреперы, экскава­торы, бульдозеры и гидромеханические установки.

Скреперный способ вскрыши является одним из наиболее вы­сокопроизводительных и рекомендуется в тех случаях, когда мощность вскрыши составляет 2—5 м, а вскрыша состоит из мяг­ких пород без скальных включений.

В последние годы выпущены новые модели скреперов. Скре­пер Д511 с ковшом емкостью 15 м3 базируется на быстроходном гусеничном тракторе ДЭТ-250. Скрепер Д-567 с ковшом емкостью 10 м3 представляет собой самоходную машину.

Основным способом вскрышных работ на месторождениях яв­ляется экскаваторный с автомобильным транспортом. Для этого целесообразно применять экскаваторы с ковшом емкостью 2,5— 4 ж3 и автосамосвалы грузоподъемностью 12, 27 и 40 т.

Наиболее широко применяются одноковшовые дизельные или электрические экскаваторы (рис. 23).

Одноковшовые экскаваторы работают с прямой лопатой и Драглайном. При разработке вскрыши экскаватор оборудуют прямой лопатой.

Одноковшовые экскаваторы применяют при разработке по­род различной твердости, включая и скальные. Если толщина слоя велика, то экскаватор работает несколькими уступами.

Высокая эффективность разработки вскрыши достигается при гидромеханическом способе. Способ состоит в том, что вода из во­доема подается насосом под большим давлением в гидромонитор. Выходящая из него с большой скоростью струя воды размывает вскрышные рыхлые породы, обнажая твердые известняковые. Размытые породы самотеком или но трубам удаляются в отвал.

Отвальные работы в карьере в основном выполняются бульдо­зером. Применяются бульдозеры Д-494 на гусеничном тракторе С-100ГП мощностью 100 л. е., Д-522 на гусеничном тракторе Т-140ГП мощностью 140 л. с.

Первой операцией при разработке известняка является буре­ние шпуров, представляющих собой цилиндрические скважины для закладки зарядов взрывчатого вещества. Заряды при взры­ве отделяют куски породы от массива, подготавливая горную массу для дробильно-сортировочных фабрик.

Высота уступа при механизированном бурении с массовым взрывом и экскаваторной погрузкой составляет 20 л и более. Ширина уступа при экскаваторной погрузке бывает 25—30 м. Угол откоса уступов известняка непосредственно после взрыва породы достигает 70—80°.

Буровзрывные работы занимают важное место в добыче сырьевых материалов. Эффективность буровзрывных работ за­висит от типа применяемых для бурения шпуров механизмов, системы закладки шпуров и качества применяемых взрывчатых веществ.

Для известняковых карьеров необходимо применять вра­щательные и ударные способы бурения. Наиболее широко ис­пользуют для этих целей пневматические перфораторы. Эффек­тивны в работе бурильно-отбойные молотки с встроенным бен­зиновым двигателем типа «Кобра» и «Пионер», которые не тре­буют подводки сжатого воздуха или электроэнергии. Эти молотки универсальны по применению и предназначены для бу­рения шпуров, скола, трамбовки и разделки негабаритов. Мак­симальная глубина бурения молотками достигает 6 м. Общий вес молотка 30 кГ, расход топлива 0,11 л на 1 л шпура.

Для карьеров большой мощности применяется буровая ма­шина БТС-60, представляющая собой навесное оборудование, смонтированное на тракторе ДТ-54А и предназначенное для бу­рения шпуров глубиной до 2 л и диаметром 60 мм в мерзлых грунтах. Суммарная производительность машины — 270 м/сме - ну. Управление машиной — дистанционное.

Большое значение имеет правильное расположение шпуров. Наибольшая эффективность достигается при закладке глубоких шпуров диаметром 70—115 мм под углом 67—75° к горизонту с перебуром на 0,5—1 м ниже подошвы забоя. При этом рабочая площадка после уборки взорванной породы оказывается почти ровной, выход негабаритного камня — минимальным (5—10%), а расход взрывчатых материалов на тонну камня — низкий (50— 70 г).

В карьерах рекомендуется применять эффективные бризант­ные (дробящие) взрывчатые вещества в сочетании с электро - детанаторами паспартизованного замедления.

Буровзрывные работы на карьерах проводятся специализи­рованными подрядными организациями.

Основным видом транспорта на карьерах карбонатного сырья является автомобильный, рельсовый и реже конвейерный. При использовании автосамосвалов для доставки сырья из карьера на дробильно-сортировочную фабрику или известковый завод наиболее эффективно применение большегрузных автосамосва­лов КрАЗ-222, Бел АЗ-540 грузоподъемностью 11,27 т и более.

Рельсовый транспорт—мотовозы со сцепным весом 16 т и электровозы со сцепным весом 25—30 т — обеспечивают доста­точно низкую себестоимость доставки сырья. При доставке по­роды рельсовым транспортом в карьере укладывают узкоколей­ный путь, который может быть постоянным и переменным. Со­став комплектуется из вагонеток емкостью 1,5—5 мъ с опроки­дывающимся кузовом. Разгрузка породы в приемные бункера ДСФ или завода механизирована и производится путем опроки­дывания кузова пневмоподъемником.

Наиболее дешевым является конвейерный транспорт. Для этих целей применяют стационарные транспортеры, снабженные стальной или прорезиненной морозостойкой лентой шириной 600—1400 мм. Стальная лента обладает повышенной износостой­костью, не вытягивается, стоимость ее эксплуатации почти в семь раз ниже прорезиненной.

Техника безопасности при производстве работ в карьерах. Ра­боты в карьере связаны с применением взрывных работ и боль­шого количества техники, поэтому необходимо, чтобы в карьере не было посторонних людей. На дорогах, ведущих к карьеру, должны быть выставлены предупреждающие знаки с расписанием времени проведения взрывных работ.

При добыче карбонатного сырья и вскрышных работах не­обходимо следить, чтобы соблюдался необходимый угол и высота разрабатываемого уступа. Необходимо, чтобы при разработке уступа люди не подходили к нему близко, а также не находились в радиусе действия стрелы экскаватора.

Находящиеся в эксплуатации экскаваторы должны быть ис­правны и снабжены действующими звуковыми сигналами, тор­мозами, ограждениями и освещением.

Перед пуском экскаватора машинист подает звуковой сигнал согласно таблице, вывешенной на экскаваторе. При разработке уступа машинист прежде всего обеспечивает свободный проход Для вывода экскаватора из забоя.

Погрузка породы в вагонетки и кузова самосвалов произво­дится сбоку или сзади; перенос экскаваторного ковша над каби­ной самосвала или электровоза не допускается. Работа органи­зуется таким образом, чтобы под погрузкой находился один са­мосвал, остальные должны стоять в стороне от погрузки и подъ­езжать под погрузку только по сигналу экскаваторщика.

При эксплуатации рельсового транспорта необходимо соблю­дать следующие правила.

Приступая к работе, машинист электровоза проверяет ис­правность тормозов, освещения и вагонеток; наличие огражде­ний, диэлектрических перчаток и резинового коврика. Осмотр вагонеток, смазка и устранение неисправностей выполняется ма­шинистом при остановке электровоза на тормоз при отключен­ном рубильнике и выведенном из-под троллея токоприемнике.

Электровоз следует сцеплять с составом так, чтобы при на­груженных вагонетках он находился впереди состава. Перед началом движения, у переездов, при подъезде к бункерному помещению машинист должен подавать сигнал. Скорость движе­ния электровоза на открытом месте не должна превышать 20 км/ч, у переездов и в бункерном помещении — 5 км/ч. При движении в тумане скорость электровоза снижается до 3 км/ч и непрерывно подаются сигналы.

При эксплуатации автотранспорта на территории карьера обгон машин запрещен; движение порожних самосвалов произ­водится с опущенным кузовом; стажеры не допускаются к уп­равлению автомобилем; перевозка посторонних лиц в кабине (или кузове) не разрешается.