Разработка гравийно-песчаных карьеров

Гравийно-песчаные карьеры в зависимости от условий залегания пород и наличного оборудования разрабатывают: в необводненных карьерах — экскаваторами, одноковшовыми погрузчиками, бульдозерами, скреперами (с погрузкой песчано-гравийной смеси в автомобили); в карьерах, где в подошве имеется приток грунтовых вод, верхние (необводненные) слои разрабатывают экскаваторами, а нижние (обводненные) — драглайнами.

Когда мощность обводненной нижней части гравийно-песчаной толщи превышает 3 м, применяют последовательную разработку: после выработки экскаваторами необводненной верхней части карьера и извлечения обводненной породы драглайном, в образовавшийся котлован, постепенно заполненный грунтовой водой, вводят землесосный снаряд, который разрабатывает и подает по трубам гравийно-песчаную смесь (гидросмесь) за границы котлована, на карту намыва.

Гравийно-песчаная масса, намытая в штабеля высотой 4—6 м, постепенно обезвоживается. Затем штабеля разрабатывают экскаваторами и грузят одноковшовыми погрузчиками в автомобили-самосвалы.

При наличии источников воды применяют разработку гравийно-песчаных отложений с помощью гидромониторов, размывающих породу напорной струей. Русла рек, дно озер и морских заливов обычно являются местами накопления песка и гравия. Их разработка более целесообразна, чем добыча песка и гравия из карьеров на суше, так как исключается необходимость в рекультивации и не нарушается пейзаж.

Эффективность подводной разработки, помимо сохранения земель, состоит также и в отсутствии необходимости рекультивации. Подводная разработка песка и гравия выполняется двумя способами:

путем разработки отложений при помощи самоходных или несамоходных землесосных снарядов на глубину до 50 м, с транспортированием гравийно-песчаной пульпы по плавучему трубопроводу или по плавучему обезвоживающему конвейеру на берег или в баржи;

путем применения самоходных землесосных снарядов с большой емкостью трюма. Существуют также конструкции эжекторно-землесосных снарядов для разработки гравийно-песчаных отложений на глубину 25 м и более, снабженных фрезерными и гидравлическими разрыхлителями.

Землесосные снаряды с пневматическими насосами — эрфлитные — позволяют разрабатывать отложения с глубины 40—50 м. Наибольшее распространение имеют одно- и многочерпаковые снаряды, из которых наиболее удобной и простой конструкцией служит грейферный снаряд с экономным расходом электроэнергии. Во всех конструкциях этого снаряда используется грейферный ковш разной емкости, подвешенный к тросу неподвижного или передвижного подъемного крана, установленного на барже. При емкости грейферного ковша 5 м³ разработка гравийно-песчаных отложений рациональна на глубину до 12—15 м. Извлеченную ковшом песчано-гравийную смесь загружают в баржи, которые транспортируют ее на склады или непосредственно на строительство.

Каждый уступ карьера разрабатывают последовательными заходами, которые создают вскрышной и добычной фронты работ карьера. Продвижение фронта горных работ определяется главным образом годовой производительностью карьера и бывает веерным или параллельным. При этом на уступах образуются рабочие площадки карьера. Размеры рабочей площадки зависят преимущественно от ширины производственных участков, предназначенных для размещения развала горной массы после взрыва и проезда автомобилей.

Транспортные пути в карьерах бывают постоянными (в капитальных траншеях и на поверхности) и временными (у забоев, на рабочих площадках или на отвалах). По профилю пути различают три участка: внутрикарьерный (практически горизонтальный) с малыми радиусами закругления; траншейный с различными уклонами и поверхностный (горизонтальный).