ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Подвижной состав технологического тран­спорта АК "Алмазы России-Саха" представлен автосамосвалами грузоподъемностью от 40 до 136 т, которые большую часть времени тран­спортного цикла (до 90%) находятся в движении. Эффективная их эксплуатация в значительной степени зависит от состояния технологических автодорог

Для повышения производительности авто­транспорта. а следовательно, и снижения себесто­имости транспортирования необходимо строи­тельство карьерных автодорог с прочным и долговечным покрытием, отвечающим весовым, габаритным и скоростным характеристикам автосамосвалов. Как известно, прочность и долго­вечность технологических автодорог оценивается их работоспособностью, которая рассчитана на определенный объем перевозки горной массы или заданный срок службы при имеющихся показа­телях состава и интенсивности движения.

Эффективность использования и повышения производительности технологического авто­транспорта в значительной степени сдерживается небольшим количеством дорог с твердым покры­тием и неудовлетворительным состоянием всей дорожной сети. Так, на кимберлитовых карьерах Якутии всего 10% технологических автодорог имеют твердые покрытия.

Специалисты Якутнипроалмаза разработали методическое руководство, предусматри­вающее использование дорожных одежд трех типов с цементобетонным, чернощебеночным и щебеночным покрытием на карьерных дорогах АК "Алмазы России-Саха" с указанием области их применения, технологии строительства и содержа­ния.

При выборе типа покрытия дорожной одежды кроме технико-экономических показателей и гидрогеологических условий необходимо учи­тывать и положительный эффект низкой темпе­ратуры воздуха зимой. Так, с наступлением холодного периода верхняя часть дороги, а потом вся дорожная конструкция из-за замерзания содержащейся в ней влаги превращается в моно­лит. Поэтому зимой покрытие любого типа практически обеспечивает ровность и прочность дороги.

Следовательно, эффект от усовершенствования покрытия карьерных дорог в основном проявляется только при положительной температуре воздуха, т. е. в течение 5-6 мес. (с мая по сентябрь-октябрь).

Особенностью внутрикарьерных дорог является то, что срок их существования определяется временем отработки горизонта, на котором они устроены. Поэтому для карьерных автодорог он почти всегда меньше общепринятого.

При выборе типа покрытия необходимо про­водить технико-экономическое сравнение, чтобы избежать ошибок. Можно сравнивать срок существования дороги и минимальный ежегодный объем транспортируемой горной массы. Н-р: применение цементобетонного покрытия на карьере "Удачный" целесообразно, если в течение 5 лет ежегодно перевозить по данному участку автодороги не менее 17, 3 млн м ³ горной массы, а чернощебеночное покрытие можно строить при том же сроке существования дороги, если по ней ежегодно перевозить 5, 9 млн м ³ горной массы (табл. 1, 2).

Как видно из таблиц, чернощебеночное по­крытие окупается практически в 3 раза быстрее, чем цементобетонное.

Грунты подстилающих слоев должны быть сложены из наиболее прочных пород. Это обусловлено природно-климатическими усло­виями кимберлитовых карьеров и высокими осевыми нагрузками, полученными от техноло­гического автотранспорта. Если подстилающие грунты представлены слабыми породами, т. е. имеют низкий модуль упругости (80 МПа и менее), то целесообразно их заменять на более прочный материал, например на щебеночный грунт, представленный доломитами, долеритами, отгрохоченными известняками или диабазами с модулем упругости 260 МПа и более. Эта замена позволяет обеспечить достаточную прочность до­рожной одежды в период эксплуатации без увели­чения толщины конструктивных слоев основания и покрытия. Минимальная толщина замены слабых грунтов - 30 см при их минимальном модуле упругости 80 МПа [7].

Многолетними наблюдениями установлено, что на кимберлитовых карьерах Якутии формирование деятельного слоя в грунтовом основании спирального съезда происходит в течение 1, 5-2 лет.

С учетом местных криогенных условий строительство дороги с улучшенным типом покрытия рекомендуется осу­ществлять в 2 стадии: в первую применяют щебено­чное покрытие, во вторую - чернощебеночное после окончания срока формирования деятельного слоя.

Следовательно, карьерные дороги с покрытием из фракционированного щебня нужно строить на двух нижних рабочих горизонтах и подъездах к экскаваторным забоям (рис. 1).

Опыт эксплуатации цементобетонного покрытия на спиральном съезде карьера "Удачный" показал. что такой вид покрытия в стесненных условиях кимберлитовых карьеров Якутии не всегда оправдан. Из-за трудности организации водоотвода земляное полотно и основание дорожной одежды оказались переувлажненными. Дорожная конструкция потеряла свою прочность, на поверхности дороги появились трещины и провалы, и уже через 2 года эксплуатации во многих местах наблюдалось полное разрушение цементобетонного покрытия, оголилась арматура. В результате срок капитального ремонта для данного участка дороги наступил намного раньше обычного, Это обстоятельство доказывает экономическую неце­лесообразность применения на спиральных съездах кимберлитовых карьеров Якутии цементобетонных покрытий. Их следует использовать на выездных траншеях, дорогах на отвалы и фабрики, так как дороги с таким покрытием отличаются большим сроком службы, для них характерна высокая ин­тенсивность движения и есть возможность органи­зации качественного водоотвода (см. рис. 1).

Анализ работы цементобетонных покрытий на транспортных бермах показывает экономическую целесообразность применения на внутрикарьерных дорогах чернощебеночного покрытия постоянного действия. Достоинствами его являются простота технологии строительства, ремонта и содержания, быстрый ввод в эксплуатацию, способность покрытия деформироваться без нарушения сплошности, доста­точно высокая прочность и относительно невысокая стоимость. Важно, что для приготовления черно-щебеночной смеси требуется в 3-4 раза меньше вяжущего, чем для цементобетонной смеси. Тем более можно использовать местное сырье. Поэтому основную часть внутрикарьерных дорог, а именно все спиральные съезды в карьерах, кроме нижних двух горизонтов, рекомендуется устраивать с покрытием из черного щебня .

Анализируя типы применяемых дорожных одежд, влияние различных факторов на рацио­нальную область их применения, можно класси­фицировать технологические автодороги кимберлитовых карьеров Якутии по ряду отличительных признаков.

ВЫВОДЫ

1. Действующие нормативные документы не в полной мере учитывают горно-технические и климатические особенности кимберлитовых карьеров Якутии, что затрудняет выбор рацио­нального типа дорожного полотна.

2. Слабые многолетнемерзлые грунты обусло­вливают применение материалов в подстилающем слое, модуль упругости которых не менее 260 МПа.

3. Для формирования деятельного слоя необхо­димо автодороги на спиральных съездах карьеров АК "Алмазы России-Саха" строить в две стадии.

4. При экономическом обосновании выбора дорожного полотна на кимберлитовых карьерах Якутии срок службы покрытия из цементобетона следует принимать 10 лет, черного щебня 6 лет, фракционированного щебня 3 года.

Рациональный тип покрытия технологических автодорог

на карьерах АК "АЛРОСА" в зависимости от объема перевозок и сроков

существования дорог

Срок окупаемости дороги с покрытием различного

типа на карьере "Удачный"

Рис.1. Рациональные типы конструкций дорожных одежд кемберлитовых карьеров Якутии:

а - в - с покрытием соответственно из фракционного щебня, с цементобетонным и из черного щебня:

1- щебень фракции 40-70 мм с расклинцовкой 20-40, 10-20 мм;

2-щебень фракции 70-120мм;

3-подстилающий грунт или слой замены с более высокими прочностными показателями;

4-цементобетонное покрытие;

5-выравнивающий слой песка;

6-черный щебень

Рис.2. Классификация технологических автодорог кимберлитовых карьеров Якутии