ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ОТКРЫТЫМ СПОСОБОМ
Густов Д. Ю. (МГСУ, г.Москва, РФ)
Одной из основных задач, решаемых в настоящее время при добыче строительных материалов, является возможность уменьшения потерь добываемых полезных ископаемых при отработке сложноструктурных месторождений. Имеющие место в настоящее время потери при отработке сложных пластов с помощью существующих технологий, основанных на использовании обычных роторных и одноковшовых экскаваторов, буровзрывного и рыхлительно-бульдозерного оборудования и характеризующихся нерациональным применением машин большой единичной мощности, цикличностью и многооперационностью, наносят народному хозяйству большой экономический ущерб и негативно влияют на окружающую среду.
В режимах селективной работы сильно падает производительность карьерных роторных и одноковшовых гидравлических экскаваторов, существенно увеличиваются динамические нагрузки в узлах машин, и надежность их уменьшается. Кроме того, для обеспечения требуемых удельных усилий копания роторными и одноковшовыми экскаваторами обычно необходимо привлечение взрывных методов разработки пород. Экологический вред последних очевиден. Помимо этого, строительные материалы, удаляемые в отвалы в результате разубоживания пород, при контакте с водой формируют различные кислоты.
Карьерные комбайны послойного фрезерования зарубежных фирм, имеющие нижнее расположение рабочего органа, могут использоваться для горизонтальных и пологих пластов, но требуют значительного опережения работ по подготовке рабочей зоны, и, следовательно, значительных дополнительных капитальных затрат и эксплуатационных расходов. С учётом разнообразия сложноструктурности и углов падения пластов комбайны послойного фрезерования получат ограниченное применение.
Из отмеченного видно, что решение рассматриваемой проблемы на основе выпускаемого в настоящее время отечественного и импортного экскавационного оборудования маловероятно. С учетом этих обстоятельств очевидна необходимость проведения мероприятий, направленных не только на повышение уровня добычи полезных ископаемых открытым способом, но и на уменьшение экологического вреда при проведении работ, связанных с переработкой пород или с их утилизацией. Помимо этого, наблюдаемые потери ухудшают экологию в результате вымывания химически активных компонентов осадками с последующим загрязнением проточных вод и т.п.
Большая роль в решении указанных задач отводится обновлению технико-технологической базы открытого способа добычи с учетом мирового опыта. Это позволит добиться полноты и селективности выемки строительных материалов и попутных полезных ископаемых, разработки обводненных месторождений и локальных участков вблизи потребителей с развитой промышленной инфраструктурой. Отсюда вытекают высокие экологические требования к используемому оборудованию и технологическому процессу.
Решение данной проблемы наиболее целесообразно за счёт создания и постановки на производство в России фрезерно-роторных экскаваторов производительностью 500-1000 м3/ч со специальными рабочими органами, максимально приближенных по технологическим возможностям к используемым карьерным и роторным экскаваторам
Московским государственным строительным университетом были предложены машины, наиболее полно отвечающие предъявляемым требованиям: ЭФР-1000, оснащённая горизонтальной фрезой роторного типа, и МРФ-1000 с перпендикулярно расположенным к стреле выносным фрезерным рабочим органом. Совместное их использование позволит проводить разработку сложноструктурных месторождений строительных материалов при пологом залегании и при крутом угле падения породы соответственно. Общий вид машин представлен на рис.
а б
Рис. Роторно-фрезерные экскаваторы МРФ-1000 (а) и ЭФР-1000 (б)
Для обоснованного внедрения машин в отрасль были проведены технологические, экологические и динамические расчёты, которые показали, что внедрение машин снизит себестоимость работ на 5-20 % и сократит потери пород на 35-40 %. В результате проведённых динамических исследований выявлены незначительные воздействия колебаний внешних нагрузок на рабочем органе на величину динамических нагрузок в металлоконструкции и приводе машины. Это обосновывает возможность внедрения рекомендованных машин, отвечающих современным экологическим и эксплуатационным требованиям.