СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОТВАЛА Российский патент 2003 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при формировании отвала с применением автомобильного транспорта.

Известен способ формирования отвала, включающий возведение ярусных съездов, отсыпку отвала ярусами, по периметру яруса от центра к периферии (Н.В. Мельников. Краткий справочник по открытым горным работам. - М.: Недра. -1982. -С.315).

Недостатком известного способа является непрерывный рост, по мере отсыпки отвала, горизонтального расстояния перемещения породы по отвалу и, следовательно, энергоемкости складирования пород.

Известен способ формирования многоярусного отвала, включающего совместную отсыпку ярусов отвала по условию равенства приведенных расстояний транспортирования от точки заезда на отвал до фронта разгрузки автосамосвала, образование первого яруса в виде полузвезды, второго и последующего - в виде отдельных лучей, расположенных между въездными траншеями (А.С. СССР 1180502, кл. Е 21 С 41/26, 1987).

Недостатком способа является то, что перемещение породы по ярусу производят не по кратчайшему расстоянию, формирование отвала сопровождается непрерывным ростом энергоемкости складирования породы в отвал.

Более близким к предлагаемому по технической сущности является способ формирования отвала, включающий совместную отсыпку ярусов отвала сплошным и с разрывом в центре вогнутым фронтом, радиальное, относительно точки заезда на отвал, от флангов к центру, перемещение съездов и площадок примыкания, образующих воронкообразное пространство, которое заполняют породой с радиально вытянутых площадок примыкания (Патент РФ 2122117, МКИ⁶ Е 21 С 41/26).

Для этого способа свойственна стесненность условий формирования отвала в начальной стадии и, как следствие, недостаточная интенсивность наращивания фронта работ и приемной способности отвала.

В предлагаемом способе формирования отвала, включающем доставку породы к месту ее размещения автомобильным транспортом, возведение постоянных и временных съездов, с опережением отсыпки нижележащих ярусов относительно вышележащих, первый ярус отсыпают сплошным выпуклым фронтом таким образом, что расстояние перемещения породы от точки заезда на отвал до каждой точки фронта выдерживают одинаковым, второй и последующие ярусы отсыпают вогнуто-выпуклым фронтом с разрывом в центре вогнутой части, выполненным для размещения заездов на нижележащие смежные ярусы, смежные выпуклая и вогнутая части фронта отвалообразования ориентируют друг к другу под углом, близким прямому, вогнутую часть фронта перемещают в направлении к продольной оси отвала, выпуклую часть фронта перемещают в направлении к периферии отвала.

На фиг. 1 изображен отвал в стадии эксплуатационной отсыпки яруса 3 и завершения подготовительных работ для эксплуатационной отсыпки яруса 4; на фиг. 2 - то же, в стадии эксплуатационной отсыпки ярусов 3 и 4 и завершения подготовительных работ для эксплуатационной отсыпки яруса 5; на фиг.3 - то же, в стадии эксплуатационной отсыпки ярусов 3, 4, 5, 6; на фиг.4 изображен фрагмент отвала и графические построения для определения положения фронта отвалообразования яруса 3, позволяющего возвести съезды 9 и приступить к отсыпке яруса 4 при условии беспрепятственной доставки породы по прямой линии к каждой точке фронта яруса 3; на фиг. 5 - то же, для определения положения фронта отвалообразования яруса 4, позволяющего произвести аналогичные подготовительные работы для отсыпки яруса 5;
где 1 - контур отвала; 2 - стационарный съезд; 3, 4, 5, 6 - ярусы отвала; 7 - площадка примыкания съездов ярусов 3 и 4; 8 - контур площадки примыкания 7, радиус которого r_о; 9 - временный съезд яруса 4; 11 - радиально вытянутый съезд - площадка; 12 - радиально вытянутая площадка примыкания; 13 - контур радиального перемещения съездов ярусов; 14 - вскрышные породы, отсыпанные в созданном радиальным перемещением съездов воронкообразном пространстве; 15 - продольная ось отвала; 16 - вспомогательная линия, параллельная линии пересечения откоса съезда 9 и верхнего основания яруса 3, проходящая от нее на расстоянии 0,5 d, совпадающая с линией трассы на участке АВ при доставке породы в точку В примыкания фронта отвалообразования яруса 3 к граничному контуру; 17 - то же, параллельная линии пересечения откоса съезда 10 и верхнего основания яруса 4, проходящая от нее на расстоянии 0,5 d, совпадающая с линией трассы на участке СЕ при доставке породы в точку Е примыкания фронта отвалообразования яруса 4 к граничному контуру; d - ширина съезда; А (х₀,у₀) - точка пересечения линии 16 с касательной к контуру 8 в точке D₁; A₁(x₁, y₁) - точка пересечения линии 16 с контуром 8; B(x₂,y₂) - точка примыкания фронта отвалообразования яруса 3 к граничному контуру 1, лежащая на линии 16; С(х₃,у₃) - точка пересечения линии 17 с касательной к контуру 13 в точке D₂, который образуется пересечением рабочей поверхности съезда 10, при его развитии в съезд-площадку в направлении к оси 15, с поверхностью верхнего основания яруса 4; Е(х₄,у₄) - точка примыкания фронта отвалообразования яруса 4 к граничному контуру 1, лежащая на линии 17; β₁ - угол, образованный лучами r₀ и r₁, град; β₂ - то же, образованный проекциями r₂ и r₃ лучей OD₂ и ОС на горизонтальную плоскость, град; ϕ₁, ϕ₂ - то же, верхней и нижней бровки соответственно съездов 9 и 10, град; γ₁, γ₂ - то же, проекциями линий 15 и 16, 15 и 17, град.

Отсыпку отвала начинают с яруса 3, от съезда 2 формируют насыпь с выпуклым фронтом отвалообразования. Все элементарные участки фронта перемещают равномерно, доставку породы до места разгрузки осуществляют по прямой линии. Расстояние от точки заезда 0 на отвал до каждой точки фронта отвалообразования выдерживают одинаковым, которое соответствует минимально возможному. По достижении фронта отвалообразования яруса 3 положения, позволяющего на поверхности яруса 3 приступить к подготовительным работам по заполнению отвального пространства яруса 4, на флангах яруса 3, относительно точки заезда 0 на отвал, возводят временные съезды 9, от которых отсыпают ярус 4, формируют выпуклые и вогнутые части фронта отвалообразования, ориентируют их друг к другу под углом, близким прямому. При этом вогнутая и выпуклая части фронта не перекрывают транспортный доступ по прямой линии к участкам фронта яруса 3. Съезд 9 развивают в съезд-площадку 11, наращивают в пределах контуров 8 и 13. После необходимой отсыпки яруса 4 приступают к возведению временных съездов 10 и отсыпке яруса 5, а затем яруса 6 и т.д. Последовательность выполнения подготовительных работ и отсыпки ярусов аналогичные последовательности выполнения подготовительных работ и отсыпки яруса 4.

По завершении заполнения яруса 3 разрыв в вогнутой части фронта устраняют и ярус 4 отсыпают сплошным выпукло-вогнутым фронтом. С завершением отсыпки яруса 4 аналогичные изменения вносят в конструкцию фронта яруса 5 и т.д. И по достижении достаточного развития съездов-площадок 11 приступают к заполнению породой 14 воронкообразного пространства отвала, образованного съездами-площадками.

Положение фронта отвалообразования яруса 3, позволяющее разместить временные съезды 9 и приступить к отсыпке яруса 4, при беспрепятственной доставке породы по прямой линии к каждой точке фронта яруса 3, исключая поворот на площадке 7, определяют по величине L перемещения фронта яруса 3 относительно точки заезда 0 на отвал,

x₂ = (0,5B-h₁•ctgα₁-b)/a; (2)
y₂ = 0,5B-h₁•ctgα₁, (3)
b=у_o-а•x_o, (4)
y₀ = r₁•Cosβ₁ (5)
x₀ = r₁•Sinβ₁ (6)

β₁ = arctg(d/r₀), (8)
a = tgγ₁, (9)
γ₁ = π/2-2ϕ₁ (10)

y₁=a•x₁ + b, (12)
a₁=a² + 1, (13)
b₁=2a•b, (14)
c₁=b² - r_o ², (15)
где В - ширина отвала, м; h₁ - высота яруса 3, м; α₁ - угол откоса яруса 3, град.

Положение фронта отвалообразования яруса 4, удовлетворяющее условию размещения временных съездов 10, позволяющее приступить к отсыпке яруса 5 и обеспечить беспрепятственную доставку породы по прямой линии к каждой точке фронта яруса 4, определяют по координатам точки Е(х₄,у₄), лежащей на линии трассы СЕ, проходящей параллельно нижней бровке съезда 10 на расстоянии 0,5 d и фиксирующей примыкание текущего фронта отвалообразования яруса 4 к граничному контуру отвала,

y₄ = 0,5B-h₁•Ctgα₁+h₂•Ctgα₂, (17)
b₂=у₃ - а₂•x₃, (18)
a₂ = tgγ₂, (19)
γ₂ = π/2-2ϕ₂, (20)
y₃ = r₃•Cosβ₂, (21)
x₃ = r₃•Sinβ₂, (22)

r₂ = OD₂ = r_o+L_c•Cosρ+L_p, (24)
β₂ = arctg(d/r₂), (25)
где h₂ - высота яруса 4, м; α₂ - угол откоса яруса 4, град; L_c,L_p - длина съезда и площадки примыкания, м; ρ - угол наклона съезда к горизонту, град.

В аналогичной последовательности определяют необходимое положение фронта отвалообразования ярусов 5, 6 и т.д.

Способ предназначен для использования в горном производстве при открытой добыче полезных ископаемых из крутопадающих месторождений на основе автомобильного транспорта с размещением вскрышных пород во внешних отвалах. Способ формирования отвала включает доставку породы к месту ее размещения автомобильным транспортом, возведение постоянных и временных съездов, одновременное размещение породы в нескольких ярусах. Первый ярус отвала отсыпают сплошным выпуклым фронтом. Второй и последующие - выпукло-вогнутым фронтом с разрывом в центре вогнутой части, выполненным для размещения заездов на нижележащие смежные ярусы. Смежные выпуклая и вогнутая части фронта ориентированы друг к другу под углом, близким к прямому. Вогнутую часть фронта перемещают в направлении к продольной оси отвала, выпуклую - к периферии отвала. Задачей изобретения является повышение интенсивности наращивания фронта работ и приемной способности отвала. 5 ил.

Способ формирования отвала, включающий совместную отсыпку ярусов отвала с опережением фронта отвалообразования нижележащего яруса фронта отвалообразования вышележащего яруса, доставку породы к месту ее складирования автомобильным транспортом, возведение постоянных и временных съездов, отличающийся тем, что первый ярус отсыпают сплошным выпуклым фронтом, второй и последующие ярусы отсыпают вогнуто-выпуклым фронтом с разрывом в центре вогнутой части, выполненным для размещения заездов на нижележащие смежные ярусы, смежные выпуклую и вогнутую части фронта отвалообразования ориентируют друг к другу под углом, близким прямому, вогнутую часть фронта перемещают в направлении к продольной оси отвала, выпуклую часть фронта перемещают в направлении к периферии отвала.