Заводы силикатного кирпича обычно размещают вблизи месторождений кварцевого песка, чтобы удешевить транспортирование сырья к месту его потребления. Песок добывают главным образом открытым способом в песчаных карьерах. Открытая разработка со всеми устройствами и приспособлениями для добычи и транспортирования полезных ископаемых называется карьером.
Разрабатываемые в карьерах пески называются полезными ископаемыми. Породы, которые не могут быть использованы в производстве силикатного кирпича, называются пустыми породами.
Понятия «полезные ископаемые» и «пустая порода» относительны. Например, при добыче песка для производства силикатного кирпича глина и суглинок являются пустой породой, а при добыче глины для производства глиняного кирпича пустой породой будет не глина а песок.
Слой пустых пород, покрывающих полезные ископаемые, носит название вскрыши, а работы по его удалению называются вскрышными работами.
Преимущества открытой разработки месторождений следующие:
— меньшие капитальные затраты на организацию разработки;
— возможность применения высокопроизводительных машин, а также транспортных средств большой грузоподъемности;
— меньшие потери полезной породы благодаря возможности раздельной выемки полезных и пустых пород.
К недостаткам открытой разработки относятся: необходимость удаления слоя пустых пород, покрывающего полезное ископаемое, т. е. производства вскрышных работ;
необходимость проведения мероприятий против оползней в забоях и устройствах защитных берм (площадок);
сложные условия эксплуатации карьера в зимнее время.
Рис. 2. Схема разработки карьера:
1 — первый уступ (пустая порода), 2 — второй уступ (полезное ископаемое).
Вскрыша и полезное ископаемое в зависимости от их мощности обычно подразделяются на горизонтальные слои, которые разрабатывают раздельно, уступами. На рис. 2 показана схема разработки песчаного карьера.
Часть уступа по его длине, которая находится в эксплуатации, служит фронтом работы уступа, а совокупность уступов 1 и 2 представляет собой фронт работы карьера. Часть выработки, где непосредственно разрабатывают породу, в данном случае песок, называется забоем.
Погрузочные работы на уступе производятся следующими способами:
нижней погрузкой, при которой транспортный путь и экскаватор, оборудованный прямой лопатой, располагают на уровне подошвы уступа;
верхней погрузкой, когда транспортный путь располагается на верхней берме или площадке уступа, а экскаватор, оборудованный драглайном, черпает породу с низа уступа и вытягивает ковш на верх уступа. Прежде чем приступить к добыче песка в забое, необходимо предварительно подготовить карьер к эксплуатации. Для этого прежде всего снимают и удаляют вскрышные породы, и транспортируют его в отвал.
Рис. 3. Одноковшовый экскаватор:
а — с прямой лопатой, б — с драглайном, в —с грейфером: 1 — лебедка, 2 — барабан лебедки, 3 — трос, 4—скоба, 5 — ковш, 6 — стрела, 7 — тяга, 8 — челюсти ковша
Если толщина вскрышных пород больше 1 м, а расстояние до отвала значительное, то вскрышные работы производят экскаваторами, а пустую породу отвозят в отвал рельсовым или автомобильным транспортом, т. е. верхний слой пустой породы, содержащий почвенный слой, органические вещества, глину, посторонние предметы и т. п. Если толщина слоя вскрыши не более 1 м, то верхний слой снимают бульдозером или скрепером
Песок добывают обычно одноковшовыми экскаваторами (рис. 3), которые служат для отрыва, подъема и перемещения грунта ковшом.
Технические характеристики одноковшовых экскаваторов приведены в табл. 5. Погрузка песка экскаватором в вагонетки показана на рис. 4.
Рис. 4. Погрузка песка экскаватором в вагонетки
Таблица 5
Технические характеристики одноковшовых экскаваторов
Показатели | Э-652Б | ЭКГ-4,6 4 | Э-1251Б | Э-1252Б | Э-2503 |
Емкость ковша, м3 | 0,65 | 4 | 1,25 | 1,25 | 2,5 |
Длина стрелы, м | 5,5 | 10,5 | 6,8 | 6,8 | 8.6 |
Длина рукояти, м | 4,5 | 7,5 | 4.9 | 4,9 | 6.1 |
Угол наклона стрелы, град | 45-60 | 45 | 45 | 45 | 45 |
Средняя производительность, м3/ч | 60-75 | — | 120-150 | 120-150 | 150-200 |
Максимальный радиус выгрузки, м | 7,1— 6,5 | 12,6 | 8,9 | 8,9 | 10,8 |
Максимальная высота выгрузки, м | 4.5— 5,6 | 6,3 | 5,1 | 5,1 | 6,4 |
Глубина черпания ниже уровня стоянки, м | 1,5 — 1,1 | 2 | 2,0 | 2,0 | 2,8 |
Род двигателя | Дизель (Д — 108) | Электрический | Электрический | Дизель АМОЗ | Электрический |
Мощность двигателя | 75-85 | 250 квт | 85 квт | 130 л. с. | 250 квт |
Скорость передвижения, км/ч | л. с. 1,65 | 0,45 | 1,49 | 1,49 | 1,35 |
Среднее удельное давление на грунт, кгс/см2 | 0,65 | 1,8 | 0,86 | 0,88 | 1,20 |
Вес с прямой лопатой, т | 21,25 | 180 | 39,5 | 40 | 94,9 |