Способ отсыпки отвала Советский патент 1991 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также при отсыпке контрфорсов при строительстве объектов на склонах.

Цель изобретения - уменьшение площадей под отвалы и повышение безопасности работ при увеличении его приемной способности за счет повышения устойчивости опережающих насыпей.

На фиг. 1 изображена схема отвэлообра- зования, после создания съездов, разгрузочной площадки и отсыпки слоя пород, вид сверху; на фиг.2 - то же, по окончании формирования опережающих насыпей; на фиг.З - разрез А-А на фиг. 1; на фиг 4 - разрез Б-Б

на фиг 2; на фиг 5 - схема для расчета элементов отвала.

Способ осуществляют следующим образом.

Отвалообразование осуществляют циклами, включающими работы по формированию смежных опережающих насыпей 1, которые отсыпают до примыкания и частичного их слияния в нижней части откосов 2 с образованием логов и тальвегов 3, выходящих на верхнюю рабочую площадку 4 отвала 5, с результирующими углами а. наклона к горизонту, меньшими углов / естественных откосов пород (фиг. 1,2). Местоположения опережающих насыпей 1 и тальвегов 3 на отвальном фронте в процессе его подвига- ния изменяют с чередованием через один

О 00

N)

сл

CJ

или несколько циклов работ таким образом, что вдоль оси тальвега предыдущих циклов располагаются опережающие насыпи последующих циклов, а по оси насыпей стано вятся осями тальвегов и т.д. (фиг.1 и 2). В каждом из последующих циклов отвалооб- разования работы начинают с того, что между смежными опережающими насыпями 1 предыдущего цикла отвалообразования по тальвегу 3 лога при помощи, например, бульдозера, путем подрезки у тальвега 3 нижней части откосов 2 (с осыпанием пород) и последующего сталкивания и планировки пород сверху-вниз по тальвегу 3 от его выхода на верхнюю рабочую площадку 4 отвала 5 создают съезд 6 (фиг.1). Сьезд 6 могут создать и другими приемами, например, с верхней рабочей площадки 4 отвала 5 отсыпать автосамосвалами породы на тальвег 3, доставлять их бульдозером в направлении от верхней к нижележащим точкам тальвега 3 и планировать, создавая основание съезда 6 с последующим покрытием дорожной одеждой или без него.

Работы по созданию съезда 6 продолжают до его сопряжения 7 (фиг. 1-3)с выполненной дополнительно в предыдущем цикле отвалообразования разгрузочной площадкой 8 - поверхностью контрфорса 9, на глубине Н0 от верхней бровки одного, или другого откоса 2 смежных насыпей 1 в вертикальном поперечном сечении лога (фиг.З и 4) и определяются из условия:

h0 r-tgaтДг-лг + П, (1)

у ctg/Ji + ctg/fcv

где ho - глубина разгрузочной площадки относительно рабочей площадки отвала, м;

I - длиНа проекции на горизонтальную плоскость тальвега на участке от его верхней точки до поперечного вертикального се- чения через сопряжение съезда с поверхности отсыпаемого слоя, м;

о.- результирующий угол наклона тальвега к горизонту на участке от верхней его точки до сопряжения съезда с опережающей разгрузочной площадкой, градус;

Шс - ширина съезда в сечении его сопряжения с опережающей разгрузочной площадкой, м;

и Дг - углы естественных откосов над съездом в вертикальном сечении через его сопряжение с опережающей разгрузочной площадкой, градус;

П - превышение высотной отметки верхней бровки откоса над съездом в вертикальном поперечном сечении его сопряжения над высотной отметкой верхней точки тальвега, м.

После сопряжения по линии 7 съезда 6 с опережающей разгрузочной площадкой 8 через верхнюю рабочую площадку 4 отвала 5 по съезду 6 транспортируют породы и отсыпают их с разгрузочной площадки 8 в начальный слой 10 с рабочей площадкой 11 на основание 12 отвала, формируя опережение насыпи 13 последующего цикла отвалообразования (фиг.1 и 2).

0При этом за счет движения техники по

съезду 6 и по площадке 8 уплотняют породы и повышают устойчивость откосов 2 между опережающими насыпями 1 и упрочняют их контрфорс 9 с площадкой 8, который одно5 временно является контрфорсом ближней съезду 6 части существующей опережающей насыпи 1. Контрфорсом 9 уменьшает результирующий угол прилегающих к нему откосов 2 опережающих насыпей и тем са0 мым обеспечивают увеличение их устойчивости и высоты и уменьшение ширины призмы возможного обрушения.

Отсыпку слоя 10 производят в пределах проектных контуров насыпей и в направле5 нии от опережающей разгрузочной площадки 8 до нижней бровки 14 граничных контуров формируемых в данном цикле опережающих насыпей 13, и, тем самым, расширяют и упрочняют по всему фронту

0 отвала 5 контрфорс 9 для отсыпанных опережающих насыпей 1, одновременно являющихся основанием для будущего слоя 15 пород формируемых насыпей 13.

5Наличие укатанного автосамосвалами

слоя 10 увеличивает устойчивость откосов 2 формируемой насыпи13 за счет большей прочности уплотнений нижней ее части и, соответственно, уменьшает ширину призмы

0 обрушения на рабочей площадке 4 отвала 5 и создает возможность увеличения высоты откосов 2. Наряду с этим, на мощность слоя 10 уменьшается высота откосов следующего отсыпаемого слоя 15, что создает избыточ5 ную их устойчивость и уменьшает призму обрушения и, тем самым, обеспечивает возможность увеличения высоты слоя 5 и в целом насыпей 13, которые за счет отставания по фронту слоя 15 от слоя 10 (до слияния

0 их откосов на контуре насыпей 13 в единый откос 2 при завершении формирования насыпей 13) отсыпают под результирующим общим углом, меньшим угла естественного откоса, что позволяет увеличить их суммар5 ную высоту по сравнению с критической высотой, соответствующей углу естественного откоса, на величину, обеспечивающую кратковременную устойчивость зажатого с флангов контрфорсами 9 откоса 2 в момент его формирования, Таким образом, отсыпкой слоя 10 увеличивают устойчивость и высоту опережающих насыпей 1 предыдущего цикла и насыпей 13 последующего цикла отвалообразования и уменьшают ширину призм возможного их обрушения.

С учетом уклона разгрузочной опережа- ющей площадки 8, необходимым для осуще- ствления описанных операций, и, соответственно, для достижения цели изобретения является условие, по которому поверхности площадки 8. контрфорса 9 и 11 слоя 10 отсыпаемой опережающей насыпи 13 формируют в соответствии с формулой 1 на глубине

Ю где Нк - высота предельно-напряженного естественного откоса отвала данных пород, м.

Невыполнение условия 2 исключает техническую возможность формирования поверхности 11, т.е. при превышении указанного предела образуется ступенчатый разрыв площадки 8 или 11, препятствующий движению транспорта. Кроме того, на наклонной к съезду поверхности площадки 8 или 11 у ступенчатого разрыва будут скапливаться и дренировать в отвал воды атмосферных осадков, снижая устойчивость отвала.

Предлагаемое техническое решение может применяться как с отсыпкой опережающих разгрузочных площадок 8 и одного слоя 10 с одинаковыми или различными высотными отметками их площадок 11 по фронту, так и с различными уровнями не- скольких слоев, отсыпанных с отставанием по фронту с звездами один на другого в пределах общей высоты отвала 5. Во всех случаях, кроме отсыпки в оползневом режиме, мощность отсыпаемых с опережением на основание 12 отвала 5 пород (т) (высоту одного слоя 10, или общую высоту нескольких слоев)определяют по формуле:

Нк m Н - ho, (3)

где Н - высота отвала, м

Очевидно, что при ведении работ с п0 Н условие (3) и, соответственно, условие повышения высоты, емкости, устойчивости отвала и уменьшения ширины призмы обрушения его откоса по верху не выполня- ется в случае неразмещения верхнего слоя 15 на площадке 11, так как в этом случае имеет место отвалообразование высотой Н Нц+ m и ведение работ по описываемому способу без деформаций откоса 2 становит- ся невозможным. Условием же размещения слоя 15 на площадке 11, исключающим превышение критической высоты откоса при отсыпке является

Шк h0(ctga-ctg/),(4)

где Шк - ширина верхней площадки 11 слоя 10, отсыпанного на основании 12 отвала 5,м (фиг.1).

Уравнение 4 является необходимым условием осуществления предлагаемого способа.

После завершения работ по формированию слоя 10 и опережающей разгрузочной площадки 8 будущего цикла отвалообразования по тальвегу 3 между опережающими насыпями 13 (фиг.2) заканчивают формирование опережающих насыпей 13 данного цикла работ отсыпкой пород с рабочей площадки 4 предыдущих насыпей отвала 5 на съезд 6 и слоя 15 на сформированный слой 10 пород, после чего операции повторяют.

Формула изобретения 1. Способ отсыпки отвала, включающий транспортирование породы по съездам на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование на основании отвала опережающих смежных насыпей до проектных контуров, отличающийся тем, что, с целью уменьшения площадей под отвалы и повышения безопасности работ при увеличении его приемной способности за счет повышения устойчивости опережающих насыпей, дополнительно формируют разгрузочную площадку на основании отвала между смежными опережающими насыпями путем отсыпки пород на глубину, которую определяют из выражения

h° u-ctg/ W: + n-HK где h0- глубина разгрузочной площадки относительно рабочей площадки отвала, м;

I - длина изоляции на горизонтальную плоскость тальвега на участке от его верхней точки до поперечного вертикального се- чения через сопряжение съезда с поверхности отсыпаемого слоя, м;

а результирующий угол наклона тальвега к горизонту на участке от верхней его точки до сопряжения съезда с опережающей разгрузочной площадкой, град;

Шс ширина съезда в сечении его сопряжения с опережающей разгрузочной площадкой, м;

и pi- углы естественных откосов над съездом в вертикальном сечении через его сопряжение с опережающей разгрузочной площадкой, град.;

П - превышение высотной отметки верхней бровки откоса над съездом в вертикальном поперечном сечении его

сопряжения над высотной отметкой верхней точки тальвега, м;

Н - высота предельно напряженного естественного откоса отвала данных пород, м, после чего формируют съезд с отвала между опережающими насыпями до сопряжения его с указанной площадкой, а опережающие насыпи начинают формировать с дополнительных площадок на заданную глубину и после их отсыпки до проектных контуров формируют разгрузочные площадки для

следующего цикла отсыпки отвала, а затем производят окончательную отсыпку опережающих насыпей с рабочей площадки ранее сформированных насыпей.

2. Способ по п.1,отличающийся

тем, что рабочую площадку первоначально отсыпаемой насыпи формируют шириной, определяемой из выражения Шк h0(ctg a-ctg/S),

где /3-угоп естествен нота откоса породы, град.

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, а также при отсыпке контрфорсов при строительстве объектов на склонах. Цель изобретения - уменьшение площадей под отвалы и повышение безопасности работ при увеличении его приемной способности за счет повышения устойчивости опережающих насыпей, Транспортируют вскрышные породы на отвал по съездам и разгружают породы в отвал с разгрузочной площадки. На основании отвала формируют опережающие насыпи Дополнительно формируют разгрузочную площадку на основании отвала между смежными опережающими насыпями Площадку отсыпают на глубину, определяемую по приведенной в описании математической зависимости. После чего формируют съезд с отвала между опережающими насыпями до сопряжения с дополнительной площадкой Опережающие насыпи начинают формировать с указанных площадок до их уровня. Формируют разгрузочные площадки для следующего цикла отсыпки отвала Затем производят окончательную отсыпку опережающих насыпей с рабочей площадки ранее сформированных насыпей 1 з.п ф-лы,5ил. сл С

К

11

9 Ю

1

«е-з-

€

ос

/V

f

83

11 Ю

Ю

/

/« ;2

-ч/ /

Фиг.З

5-Ј 1 5 ffiv „

АvA 72

TJ

0i/&4