СПОСОБ ОТСЫПКИ ОТВАЛА Российский патент 1997 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано при открытой разработке полезных ископаемых и при засыпке территорий на объектах промышленного и гражданского строительства.

Известен способ отвалообразования пород, включающий транспортирование породы, разгрузку ее под откос, отсыпку опережающих насыпей, формирование логов, тальвегов и их последующую засыпку [1]
Недостатком способа являются увеличенные расстояния транспортировки пород и невозможность спрямления транспортных трасс, что увеличивает затраты на отвалообразование.

Наиболее близким техническим решением является способ отсыпки отвала, включающий транспортирование породы съездам на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование на основании отвала опережающих смежных насыпей и съезда между ними и его последующую засыпку с вышележащих площадок [2]
Недостатками способа являются следующие:
1) значительная стоимость отвалообразования, предопределенная направлением работ от дальней к ближней /относительно рабочих уступов карьера/ границе отвального поля, обуславливающим большие расстояния транспортирования пород, поскольку сначала их транспортируют по съездам снизу-вверх от основания отвала на его рабочие площадки, а затем по рабочим площадкам в обратном направлении вдоль съезда к фронту отсыпки пород /к фронту горных работ в карьере/;
2) необеспечение систематического спрямления съездов с рабочей площадки существующей опережающей насыпи отвала на его основание по мере заполнения отвального поля, обуславливающее увеличенные расстояния транспортировки пород и затраты на транспорт;
3) отсутствие ограничений несогласного /встречного/ грузовому направлению движения транспорта гравитационного перемещения пород по откосам в сторону рабочих уступов карьера, в целом увеличивающего расстояние транспортировки пород в отвал, поскольку породы размещаются ближе к карьеру, чем пункты их выгрузки из транспорта;
4) существенные затраты на формирование съездов по тальвегам между опережающими насыпями, недостаточная производительность оборудования и сложность обеспечения безопасности работ, обусловленных:
существенными расстояниями перемещения пород по тальвегам,
стесненностью условий работы горно-транспортного оборудования;
5) сложность обеспечения безопасности эксплуатации съездов по тальвегам в условиях уположения с течением времени естественных откосов над ними, сужающего съезды и обуславливающего дополнительные затраты на их расширение.

В основу изобретения положена задача уменьшения затрат и повышения безопасности отвалообразования.

Задача решена тем, что в способе отсыпки отвала, включающем транспортирование породы по съездам на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование на основание отвала опережающих смежных насыпей и съезда между ними и его последующую засыпку с вышележащих площадок, новые опережающие насыпи формируют от существующего съезда в последовательности возрастания его высотных отметок от карьера к существующей опережающей насыпи с упором в торец предшествующей насыпи бокового откоса последующей насыпи и перемещением их пород формируют новый съезд по наклонным участка тальвегов и откосы над ними с углами меньше углов естественных откосов, затем логи засыпают с транспортировкой пород по двум съездам на равные расстояния, а существующий съезд засыпают участками с вышележащих площадок, в очередности формирования новых насыпей от карьера, после чего операции повторяют.

Предлагаемый способ отличается от известного /2/ вышеизложенной последовательностью операций и направлением горных работ. Изложенные в данной совокупности признаки отсутствуют в известных решениях /1/, /2/ и других и обеспечивают получение положительного эффекта решение поставленной задачи. Предлагаемый способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, она неочевидна, характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

На фиг.1 изображены опережающие насыпи и существующий съезд на их площадки; на фиг.2 формирование нового съезда; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1 и 2; на фиг. 4 расширение площадок опережающих насыпей; на фиг.5 - новый съезд и заполненная породами часть отвального поля.

Способ заключается в следующем.

После формирования по известным способам на основании 1 отвала, в его контуре 2, съезда 3 от рабочей площадки 4, существующей опережающей насыпи 5 до карьера /на фиг. не показано/, от существующего съезда 3, в направлении от карьера к существующей опережающей насыпи 5, начинают формировать новые опережающие насыпи 6. При этом породы транспортируют от основания 1 отвала поочередно по участкам съезда 3 "ab", "ac", "ad" и "ae" /по мере формирования соответствующих новых опережающих насыпей "bo", "cm", "df", "rp"/ в последовательности возрастания высотных отметок съезда 3: сначала формируют насыпь 6 с подъемом наклонной площадки 7 /или с горизонтальной площадкой 7/ от точки "b", высотная отметка которой превышает уровень основания 1 отвала, к точке "o" на участке "bo" затем от т."c", возвышающейся над т. "b", формируют насыпь 6 с наклонной или горизонтальной площадкой 7, от т. "c" к т. "m" на участке "cm" затем от т. "d", имеющей превышение высотной отметки над т. "c" на участке "df" с уклоном или без него от т. "f" к т. "d", затем аналогично описанному насыпь 6 от т. "e" к т. "p" и т.д. /фиг.1/.

Новые опережающие насыпи 6 формируют изогнутые в плане с упором в торец 8 меньшей по высоте и длине предшествующей насыпи 6 бокового откоса 9 большей по высоте и длине предшествующей насыпи 6 и тем самым, формирует по оси /или в створе/ будущего нового съезда 10 наклонные /нисходящие/ участки "fk", "op", "mn" /фиг.1 и 3/ тальвегов 11 между смежными насыпями 6, с чередованием их с площадками 7 /см. фиг.3/ и создают систему насыпей 6 и тальвегов 11.

При этом от т. "t" до площади 4 формируют новый съезд 10 по наклонным участкам тальвегов 11 следующим образом: перемещением пород насыпей 4 и 6 в пределах призм 12, например, бульдозером засыпают участки "fk", "mn" и "op" тальвегов 11, объемами 13 до проектного профиля 14 нового съезда 10 /фиг. 2 и 3/, также формируют откосы 15 над съездом 10 с углами наклона меньше углов естественных откосов, с верхней бровкой 16 и планируют новый съезд 10 по профилю 14.

В процессе этих работ, на боковом откосе 9 каждой большей по высоте насыпи 6 меньшей высоты и примыкающую к ней в торце 8, а с площади 17 перемещают лежащие под ней породы откосов 9 в лог между смежными опережающими насыпями 6 и тем самым, формируют /например, бульдозером/ под углом, меньше угла естественного откоса пород, откос 15 на откосе 9 с верхней бровкой 16 над новым съездом 10 /фиг. 2, 4, 5/.

Новый съезд 10 увеличивают по длине на участке "rs" отсыпкой пород на рабочую площадку 4 насыпей 5 и с его использованием формируют новую рабочую площадку 18 отвала с полной или частичной засыпкой существующей площадки 4 /см. фиг. 3 и 4/ и отсыпкой пород с площади 18 наращивают насыпь 5 по ширине вкрест съезда 10. Наряду с этим в направлении от предшествующей /нижележащей/ площадки 7 новой опережающей насыпи 6 к боковому откосу 9 последующей большей по высоте насыпи 6, с транспортировкой пород по двум съездам 3 и 10 на равные расстояния засыпают лог между смежными опережающими насыпями 6 двумя встречными фронтами работ с разгрузочных площадок в пределах заштрихованной на фиг. 4 площадки 19, до соединения фронтов по плоскости естественного откоса, равноудаленной по транспортным трассам от точки "t" примыкания съездов 3 и 10. После засыпки породами площадей 19 между откосами 9 смежных насыпей 6 участками, в очередности по возрастанию высотных отметок съездов 3 и 10, от плоскости примыкания названных фронтов, с вышележащих разгрузочных площадок на нижележащие продолжают засыпку площадей 19 в направлении от съезда 10 к съезду 3 и засыпают съезд 3 участками в упомянутой последовательности: от предшествующих нижележащих до последующих вышележащих по съезду 3, т.е. в очередности формирования новых опережающих насыпей 6 от карьера. Наряду с этим, с нового съезда 10 с использованием оставшихся после его формирования рабочих площадок 7 насыпей 6 и аналогично описанному начинают формировать на их уровне насыпи 20 с рабочими площадками 21.

После этого с площади 19 (на участке "fkd" к второй по удаленности от т. "t" вышележащей в направлении к существующей опережающей насыпи 5 над площадкой 19 участка "mnc" засыпают пространство "fdcmf" между съездами 10 и 3 до верхней бровки откоса 15, сформированного под углом, меньшим угла естественного откоса /без засыпки откоса 15/. Затем с третьей от т. "t" вышележащей площадки "fd" и, в пределах участка "pfmcdrp", формируют площадку на уровне "pr" с оставлением бермы безопасности для уменьшения результирующего угла откоса над съездом 10, после чего операции по засыпке данного участка отвала повторяют в той же последовательности /т.е. участками в очередности формирования новых насыпей 6/ до засыпки с площадки 18 насыпи 5 съезда 3 и пространства между съездами 3 и 10 и завершают формирование насыпей 20 /фиг. 5/ и тем самым, подготавливают возможность формирования нового съезда. После этого операции повторяют аналогично изложенному, с нового съезда 10.

Преимущества и технический эффект от предложенного способа заключаются:
1. В уменьшении затрат на отвалообразование в силу того, что:
1) формирование новых опережающих насыпей 6 в направлении "от карьера" /при внешнем отвалообразовании от верхней бровки карьера, при внутреннем от нижней его бровки/ исключает присущую прототипу транспортировку пород в обратном направлении по рабочей площадке 4 существующей насыпи 5 и тем самым, обеспечивает сокращение расстояния транспортировки пород;
2) формирование новых опережающих насыпей 6 в пределах между прикарьерной границей 2 отвального поля и существующей опережающей насыпью 5 от различных высотных отметок существующего съезда 3 в последовательности их возрастания в направлении от карьера к насыпи 5 обеспечивает превышение высоты дальних от карьера откосов 9 над высотой ближних к карьеру откосов новых опережающих насыпей 6 вследствие ограничения высоты последних предшествующими насыпями 6 /вследствие упора в них/. В результате этого заложение откосов, расстояния и объемы гравитационного перемещения наклонного слоя приоткосных пород от разгрузочной площадки в направлении "от карьера" больше, чем в сторону карьера, что в целом позволяет "не довозить" часть пород на величину разности заложений дальнего и ближнего к карьеру откосов и тем самым, уменьшить расстояние транспортировки пород;
3) формирование наклонных участков тальвегов 11 упором боковых откосов 9 последующих насыпей 6 в торцы 8, предшествующих насыпей 6 по линии будущего съезда 10 и последующее перемещение объемов 13 пород этих насыпей на тальвеги 11 обеспечивает:
a) уменьшение и удешевление бульдозерных работ по формированию проектного профиля 14 нового съезда 10 за счет:
сокращения расстояний перемещения пород;
перемещения пород в направлении действия гравитационной силы, что облегчает и уменьшает работу;
увеличения сопротивления контрфорса сдвигу пород в направлении карьера /сдвиг обусловливает размещение пород на меньшем расстоянии от карьера, чем пункты; разгрузки автосамосвалом/. Тем самым, уменьшается перепробег транспорта в контуре 2 отвала;
4) засыпка логов между смежными насыпями 6 с транспортировкой пород по двум съездам на равное расстояние уменьшает перепробег автосамосвалов;
5) засыпка существующего съезда 3 и пространства между съездами 3 и 10 участками с вышележащих площадок в очередности формирования насыпей 6 уменьшает;
величину перепробега автосамосвалов в обратном направлении /от насыпи 5 к карьеру/;
мощность слоев пород, отсыпаемых в ближней к карьеру части отвала. Тем самым, увеличивается количество слоев и достигается большая плотность и емкость ближней к карьеру части отвала по сравнению с ее частью, примыкающей к насыпи 5, в результате чего центр тяжести тела отвала перемещается к карьеру, что уменьшает расстояние транспортировки пород;
6) выполнение всего цикла работ по формуле изобретения обеспечивает систематическое спрямление съезда с основания 1 отвального поля до рабочей площадки 4/18/ существующей опережающей насыпи 5.

II. В уменьшении затрат и повышении безопасности работ за счет того, что:
1) упор откосов 9 отсыпаемой опережающей насыпи 6 в предшествующую насыпь 9 увеличивает устойчивость нагруженных оборудованием откосов и за счет этого обеспечивает:
высокие скорости движения автосамосвалов на разгрузочных площадках и за счет этого повышение производительности и удешевление работы автотранспорта;
возможность разгрузки автосамосвалов непосредственно под откос по всей длине насыпи 6 и за счет этого уменьшение объема бульдозерных работ по перемещению пород под откос и по планировке площадок 7;
деконцентрацию оборудования при формировании съезда 10 /например, бульдозером без автосамосвалов/ и тем самым, устранение помех и повышение производительности работ;
2) формирование откосов 15 над съездом 10 с углом меньше угла естественного откоса исключает:
их уположение в процессе эксплуатации съезда 10, что повышает безопасность транспортировки пород;
дополнительные затраты на расширение съезда 10 /на устранение последствий упложения откосов 15/.

Использование: изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано при формировании отвалов и строительных площадок. Сущность изобретения: в основу изобретения положена задача уменьшения затрат и повышения безопасности отвалообразования. Задача решена тем, что опережающие насыпи формируют в направлении от карьера по возрастанию высотных отметок существующего съезда и перемещением их пород формируют новый съезд по участкам тальвегов и откосы над ним с углами, меньше углов естественных откосов, затем поочередно логи, съезд и пространство между съездами засыпают участками в том же направлении. 5 ил.

Способ отсыпки отвала, включающий транспортирование породы по съездам на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование на основании отвала опережающих смежных насыпей и съезда между ними и его последующую засыпку с вышележащих площадок, отличающийся тем, что новые опережающие насыпи формируют от существующего съезда в последовательности возрастания его высотных отметок от карьера к существующей опережающей насыпи с упором в торец предшествующей насыпи бокового откоса последующей насыпи и перемещением их пород формируют новый съезд по наклонным участкам тальвегов и откосы над ним с углами, меньшими углов естественных откосов, затем логи засыпают с транспортировкой пород по двум съездам на равные расстояния, а существующий съезд и пространство между съездами засыпают участками с вышележащих площадок в очередности формирования новых насыпей от карьера, после чего операции повторяют.