Часть разрабатываемого месторождения, питающая своим сырьем формовочные агрегаты завода, представляет собой собственно карьер. Являясь источником основного сырья для производственных цехов, карьер в общем хозяйстве завода имеет серьезное значение, так как от него зависит нормальная работа всех остальных производственных участков. Поэтому организации работ на карьере необходимо уделять большое внимание.

Карьеры с экскаваторной добычей в большинстве случаев питают сырьем ряд формовочных агрегатов, что усложняет транспортировку сырья к местам потребления и подачу порожняка на карьер. Для этого необходимо организовать четкую и слаженную работу на участках, связанных с добычей сырья на механизированных карьерах.

Всякий карьер должен быть предварительно подготовлен к разработке. На действующих карьерах подготовительные-работы производятся преимущественно в весенне-летний период. В общий объем подготовительных работ на карьере входят все работы, не связанные с непосредственной разработкой карьера по добыче глины для производственных нужд.

К подготовительным работам относятся удаление кустарника или деревьев и корчевка пней, корней деревьев и кустов.

того> на участках карьера, подготовляемых к разра-е удаляется растительный слой почвы и подпочвы, яв-пяющ‘ихся вредными примесями.

Иногда сверху полезного пласта глин, подлежащих разработке находятся пласты пород, непригодных для составления ту_песок или глины, засоренные какими-либо органическими включениями или камнями. Эти так называемые пустые породы также должны быть удалены. Указанные выше работы носят название вскрыши карьера.

Выравнивание профиля участка при пересеченной поверхности карьера для удобства передвижения экскаватора по рельсовому пути, прокладка путей широкой и узкой колеи и перемещение их также относятся к подготовительным работам. Далее, сюда же входят такие работы, как водоотвод с поверхности карьера и механический водоотлив из забоев.

На заводах круглогодового действия к подготовительным’! работам на карьере относятся также работы по его утеплению на зимнее время (покрытие склонов забоев и поверхности карьера теплоизоляционными материалами: древесными опилками, фрезерным торфом и др.).

Вскрышные работы

Если поверхность карьера покрыта крупной растительностью—деревьями или кустарником, вскрышные работы необходимо проводить за 2—3 года до разработки карьера на этом участке.

Необходимость в этом вызывается тем, что> корни крупных растений проникают на сравнительно большую глубину и не целиком удаляются при раскорчевке. За 2—3 года омертвевшие корни, оставшиеся в грунте, разлагаются, гниют и уже перестают быть вредными примесями для шихты. Вообще же корни надо удалять самым тщательным образом, особенно в таких условиях производства, где формовка глин осуществляется шнековыми прессами, а глиняный брус режется проволочными резаками. В этом случае даже сравнительно мелкие корни являются серьезной помехой производству. Попадая под резак, они не режутся им, а тащатся, увлекаемые движением проволоки, через разрезаемую плоскость бруса. В результате портятся одновременно два кирпича. Иногда при этом не только становятся шероховатыми резаные плоскости кирпича, но и портятся его грани.

Вскрыша карьеров, имеющих на поверхности только травяной растительный слой, должна производиться за 6—8 месяцев до начала разработки этого участка. Никогда не следует экономить на уменьшении толщины снимаемого слоя потому что затраты, понесенные при вскрыше, всегда окупятся благодаря улучшению условий формовки и повышению качества продукции.

Пустую породу, снимаемую при вскрыше карьера, необходимо отвозить в отвалы сразу в такие места, где она не помешает при дальнейшей разработке карьера. Обычно, если съем не может быть использован для каких-либо побочных целей (например, для превращения его в чернозем), он отвозится в старые забои карьера, где полезное ископаемое выбрано полностью.

В практике работ некоторых кирпичных заводов не редки случаи, когда пустую породу отвозят вперед по направлению движения фронта разработки карьера, за границу принадлежащего заводу участка. Спустя же несколько лет, когда земельный участок завода расширится, вместе с вскрышей и удалением съема нормальной толщины приходится заниматься уборкой и этих отвалов, что сильно усложняет и удорожает работы по вскрыше.

На карьерах крупных заводов вскрышные работы производятся при помощи бульдозера. В этом случае машина захватывает всю толщу растительного слоя до подстилающего его полезного пласта и перемещает отделенную от общего массива часть породы до места отвала на краю выработки. Постепенно, по мере сбрасывания породы под откос, там образуется насыпь, по которой бульдозер проходит с новыми порциями породы, удаляясь от фронта карьера в выработанное пространство.

Бульдозер—весьма мощная и производительная машина. При нормальной его эксплуатации он может произвести вскрышные работы на большой площади. Поэтому целесообразно использовать бульдозер поочередно на карьерах двух, трех и более завЬдов, находящихся вблизи друг от друга.

Эта машина также весьма эффективно применяется на вскрышных работах в нетвердых грунтах. Погрузчик может работать самостоятельно, снимая растительный слой или слой пустой породы и загружая им транспорт. Работая в паре с бульдозером, тракторный погрузчик перегружает на транспорт породу, собранную бульдозером в кучи.

Рис. 1. Схема работы бульдозера на вскрыше карьера.
1 — карьер; 2 — выработанное пространство; 3 — насыпи пустой породы.

Пустую породу, лежащую сверху небольшим слоем, можно снять тем же бульдозером. Более мощные пласты пустой породы, если отношение их мощности к толщине продуктивного слоя не так велико, чтобы считать разработку невыгодной, снимают одноковшовым или многоковшовым экскаватором.

На сезонных заводах для этой цели может быть использован многоковшовый экскаватор, которым добывается глина. В осеннее время, когда из-за ночных заморозков прекращается производство кирпича-сырца, экскаватор с успехом может выполнить работы по съему пустой породы.

При съеме пустой породы многоковшовым экскаватором выгоднее всего перемещать его в направлении развития фронта карьера, установив экскаватор ковшовой рамой вперед, в сторону массива, и черпая породу сверху откоса.

Рис. 2. Бульдозер па тракторе С-80 на вскрышных работах.

Рис. 3. Погрузчик на тракторе С-80.

Рис. 4. Погрузчик на тракторе в момент сбрасывания породы в кузов автосамосвала

Рис. 5. Разработка пласта пустой породы многоковшовым экскаватором с черпанием сверху откоса: 1 — слой пустой породы; 2—продуктивный слой; -* —направление развития разработки.

Длина и ширина площадки должна быть несколько более диагонали между осями полускатов экскаватора. После этого экскаватор приподнимается домкратами на высоту, несколько большую высоты реборды колеи, и на поверхности брусьев под колесами экскаватора укладывается листовая сталь толщиной 10—12 мм. Затем экскаватор опускают на площадку и при помощи ваг начинают поворачивать вокруг вертикальной оси. Для лучшего скольжения колес по поверхности площадки последнюю смазывают тавотом или машинным маслом. Необходимо следить за тем, чтобы ходовой механизм был надежно застопорен во избежание скатывания экскаватора с площадки.

При плотном грунте на поверхности карьера транспортировка породы может быть осуществлена при помощи автосамосвалов.

Так как экскаватор установлен на поверхности продуктивной толщи глин, разработка забоя пустой породы продолжает, ся по всему фронту, пока ковшовая рама не примет горизонтального положения (при радиальном способе разработки). При параллельном перемещении ковшовой рамы разработка забоя производится на глубину полного перемещения рамы. После этого, в обоих случаях, ковшовая рама поднимается в исходное положение, путь экскаватора перемещается по всему фронту к забою на определенное расстояние, и процесс разработки продолжается вновь.

Удалять пустую породу таким способом можно в течение осени, вплоть до наступления устойчивых морозов и промерзания разрабатываемого пласта. Весной, при оттаивании склонов выработки, эта работа может быть возобновлена и продолжена до начала производственного сезона, т. е. до прекращения ночных заморозков. После этого экскаватор должен быть снова развернут и вместе с рельсовым путем перемещен к фронту основного забоя для добычи глины. Для удаления пустой породы на постоянно действующих заводах, в зависимости от мощности пласта, могут быть применены либо бульдозер, либо многоковшовый или одноковшовый экскаваторы, специально выделенные для этой цели. Это необходимо потому, что основной экскаватор используется для добычи глины не менее 11 месяцев в году. За один же месяц, обычно зимний, невозможно снять негодный пласт на площади, разрабатываемой в течение 11 месяцев, тем более, что во время месячного перерыва необходимо отремонтировать экскаватор.

Выравнивание профиля трассы для рельсового пути экскаватора.

Выравнивание профиля карьера для рельсового пути экскаватора является также весьма важной и необходимой работой.

Многоковшовый экскаватор на рельсовом ходу в процессе черпания глины из забоя карьера все время движется по рельсам. Это движение обусловлено принципом работы экскаватора: сочетание движения ковшей в поперечном (по отношению к направлению движения экскаватора) направлении с движением экскаватора вдоль забоя. Благодаря этому поверхность разрабатываемого забоя в процессе черпания представляет собой все время ровную плоскость с углом наклона, изменяющимся при радиальной разработке и остающимся неизменным — при параллельной.

В случае перекосов и просадок пути наибольшему износу подвергаются части ходового .механизма. При движении машины с сильными рывками быстрее срабатываются подшипники ходовых осей. При этом могут поломаться и сами оси. Вследствие перекосов пути нагрузка веса экскаватора неравномерно распределяется по цапфам ходовых осей, что вызывает в них ненормальные напряжения, часто приводящие к поломке осей. Во время движения экскаватора по перекошенным путям он накреняется либо в сторону забоя, либо, наоборот, в противоположную сторону. В этом случае весьма трудно бывает сохранить постоянную толщину стружки, срезаемой ковшами. При наклоне корпуса экскаватора в сторону от забоя—глубина стружки уменьшается, при наклоне же в противоположную сторону, т. е. в сторону забоя,—ковши зарываются глубже в грунт, повышая усилие черпания. Такие явления не только снижают производительность машины, но и приводят также к повышенному износу механизмов черпа ния.

Понятно, что все эти факторы действуют на машину не сразу,^ а постепенно, вследствие чего экскаватор приходит в аварийное состояние незаметно, с течением времени. Следовательно, на подготовку подошвы для полотна пути необходимо обращать самое серьезное внимание. Трудно найти такой карьер, на поверхности которого не было бы ни ям, ни бугров, ни уклонов. Поэтому все неровности в местах, где должна проити трасса пути экскаватора, необходимо тщательно спланировать, используя в качестве заполнителя впадин добываемую экскаватором полезную породу.

Дренаж и водоотлив

Под словом дренаж здесь подразумевается проведение осушительных работ на поверхности карьера путем заложения неглубоких водосборных и водоотводных канав для отвода, главным образом, поверхностных вод.

Производительность карьера в значительной мере определяется работой карьерного транспорта. Организация нормальной работы транспорта на карьере находится в большой зависимости от атмосферных условий. Если поверхностный грунт карьера твердый, — пути, по которым происходит транспортировка породы, устойчивы, вагонетки при движении по путям не сходят с рельсов. Наоборот, при размякшем от дождей грунте, узкоколейки теряют свой нормальный профиль и имеют перекосы и просадки, в связи с чем движение транспорта по таким путям становится весьма затруднительным и сопровождается частыми сходами вагонеток с рельсов. При механической тяге это особенно сильно влияет на производительность карьера, так как при сходе с рельсов тяжелых электровозов или мотовозов подача глины с карьера прекращается иногда на довольно длительное время. При транспортировке глины автосамосвалами также необходима плотная поверхность грунта во избежание буксования и даже увязания машин.

В целях создания лучших условий для движения транспорта на карьере следует заблаговременно, до наступления дождливого периода, выкопать на поверхности карьера сеть мелких водосборных и отводных канав для осушения ответственных участков карьера: у стрелок, вдоль откаточных путей, у ширококолейного экскаваторного пути и т. п.

Дренирующая сеть канав соединяется с одной или несколькими водоотводными канавами, направляющими собранные’ осадки в водоем или в старую выработку карьера, не сообщающуюся с разрабатываемым забоем. Вся система канав должна быть предварительно намечена на участке колышками с отметками глубин канав относительно поверхности, принятой за нулевую.

Канавы, вырытые без нивелировки, не дают никакого эффекта. ВоДа в них стоит без движения, и канавы не являются средством для осушки участка, а, наоборот, способствуют еще большему увлажнению и заболачиванию его.

На постоянно действующих заводах и заводах, работающих на влажных неплотных глинах, дренаж карьера особенно необходим.

Главный экскаваторный рельсовый путь тоже сильно страдает от отсутствия дренажа.

Механический водоотлив в карьерах имеет целью откачку грунтовых и атмосферных вод, скопляющихся на дне выработ-I Вода на дне котлована и в разрабатываемом забое может чрезмерно увлажнить добываемую глину. В карьерах с влажными глинами это особенно отрицательно отражается на формовании, вплоть до того, что сырец, выходящий из пресса, тут же теряет свою форму и расплывается. ‘ Количество воды на дне выработки бывает иногда настолько велико, что при отсутствии водоотливных средств и невозможности отвести воду канавой приходится отказаться от разработки забоя и начинать новый, оставив целик из глины, чтобы вода из старого забоя не проникала в новый. Такая мера приводит к большим потерям сырья, и применение ее не может быть рекомендовано.

На крупных карьерах, где скапливается большое количество грунтовой и атмосферной воды, нужно иметь передвижную насосную установку с центробежными или поршневыми насосами. Производительность ее рассчитывают, исходя из местных условий. Обычно для карьеров средних по мощности заводов достаточно бывает одного-двух центробежных насосов с диаметром выкидной трубы от 50 до 75 мм.

Насосная установка с электромотором монтируется на легкой и прочной деревянной или металлической площадке, на которой она и перемещается к фронту забоя по мере продвижения в разрабатываемый массив.

Основанием для площадки может служить клетка из старых шпал экскаваторного пути. Насос устанавливается в непосредственной близости к забою, по середине разрабатываемого участка. Для удобства отсасывания воды перед площадкой насоса выкапывается вручную небольшая яма глубиной 0,75—1,0 м, служащая для стока воды к приемной трубе насоса. В эту яму-водосборник будет стекать вода со дна выра-ботки даже в том случае, если уровень ее невысок. Для лучшего стока воды в водосборник со дна выработки на всем ее протяжении разработку забоя ведут с некоторым, очень небольшим, уклоном дна в сторону водосборника. Так, например, при заданном предельном угле наклона выработки в 50° этот угол при движении экскаватора” от середины забоя, т. е. от водосборника, постепенно уменьшается до 47—48°. Это достигается путем уменьшения угла наклона ковшовой рамы по мере удаления экскаватора от середины к концам забоя. Вода откачивается насосом в ближайшую водоотводную канаву.