Способ отвалообразования вскрышных пород в обводненных условиях Советский патент 1991 года по МПК E21C41/00 

временного пруда-испарителя предопределило особенности и способ его формирования с использованием взрывной энергии. При отсыпке обычным способом основание отвала, подтопленное водой местами до трех метров, плывет, что ограничивает приемную способность.

Согласно способу на выбранном сухом участке с помощью бульдозера к северу от перспективного контура карьера № 2 среза- ют слой песка 1 на глубину 3-4 м до повер- хности плотных глин. Полученная полутраншея по длине 175 м заполняется крупнодробленной массой 2, полученной, например, при вторичном дроблении нега- баритных кусков вскрышной породы, по заполнении полутраншеи отсыпается слой дробленной (до 3-10 см) породы 3, после бульдозерной планировки слой укатывают автосамосвалами и производят дальнейшее формирование пионерной насыпи треугольной формы в продольном разрезе путем отсыпки средне- и мелкодробленной массы 4, которую доставляют и отсыпают автосамосвалами. По достижении 10м высоты форми- рование пионерной насыпи завершают, так как предельно допустимая высота отвала, отсыпаемого в воду, по условиям устойчивости не превышает 10 м.

Рассчитываем безопасное расстояние расположения на отвале заднего моста груженного автосамосвала по методике ВНИ- МИ, согласно которой

(Рз-ДРакУДР(1)

где Сз - безопаснее расстояние от заднего моста автосамосвала до края призмы обрушения, м;

Рз- вес, приходящийся на задний мост груженного автосамосвала (Рз 82 т);

ДР - вес, приходящийся на задний мост груженного автосамосвала на 1 м протяженности фронта отвала (АР 15,74 т для Белаз 549);

ак - ширина колеи автосамосвала (ак - 3,7 м).

Величина призмы обрушения г по верхней площадке отвала, составляющая в среднем 0,2-0,3 Н, определяется из выражения

г Н V2 ctg а + 2 ctg УП (3 ctg a + ctg n)

где Н - высота отвала, м; а-угол откоса, Шп 45 +р /2. Минимальное расстояние Сз, удовлетворяющее условиям безопасности (2), равно 2,5 м. Затем на основании экспе- риментальных исследований скорости деформации отвала от максимальной скорости продвигания рабочего фронта, устанавливаем рациональную скорость от5

10 15 20 2530

35

40

45

50

сыпки вскрышных пород. Продвигание фронта работ по горным возможностям должно опережать скорость деформации Удо откоса, т.е. условия (1) и (2) выполняются, если /фр /до.

Скорость продвигания отвальных работ Уфр может быть рассчитана по формуле

УфР Осм Мп/1ф.е ,(3)

где QCM - сменная производительность автосамосвала, занятого на отвальных работах, м/см;

N - количество автосамосвалов, шт;

п - коэффициент использования сменного времени;

1-фр - протяженность фронта отвальных работ, м;

К- глубина фронта отсыпки пород, м;

Сменная производительность автосамосвала 6см пропорциональная фактической грузоподъемности дфр, продолжительности работы в смену Тем и обратно пропорциональна продолжительности времени рейса Тр, т.е.

Осм рфТсм/Тр;(4)

Tp (12Q L/Vcp9) + ЈTi(5)

где L - расстояние транспортирования вскрышных пород до точки разгрузки автосамосвала, км;

Vcpa - среднеэксплуатационная скорость движения автосамосвала, км/ч;

Ј Л - продолжительность цикла от установки автосамосвала под погрузку до разгрузки, мин.

Скорость деформации массива отвала VAO может быть найдена по формуле

VAo (Dn/Fy/Odt, m/c.(6)

где Dn - величина оползневого давления в расчетном блоке, тс/м

Dn СЫ-ф (slnpn-tg/9 cospn) - -kfn +Dn-v cos(pn-i -pn),(7)

где Q - вес блока на 1 м протяженности фронта отсыпки отвала;

-угол наклона поверхности скольже- иия в расчетном блоке фронта отсыпки, град;

En - длина поверхности скольжения, м;

Руд удерживающие силы на фронте отсыпки, тс.

Скорость вертикального смещения пород отвала определяется формулой

г rj- НП- Нп + 1. м/сут,

(8)

а горизонтального смещения как

м/сут(9)

где Нп - с метка репера начального наблюдения, ь,

Нп-н - то же, через сутки, м;

а - горизонтальный угол от базиса на наблюдательный репер, град;

р 206265-репер.

Вычисление скоростей смещения наблюдательных реперов в зависимости от rjf периода между наблюдениями Т производят по формуле

Я /Т,(10)

Для отвала высотой Юме углом накло- на 35-38° в режиме допустимых деформаций (появление трещин по фронту не более 3,7 м, по ширине разверзания не более 3 см, по глубине не более 0,3 Н) рациональная скорость продвигания фронта работ состав- ляет 3 м/сут. На фронте протяженностью 25-35 м эта скорость обеспечивается работой 10-12 автосамосвалов Белаз-548.

Затем приступают непосредственно к процессу отсыпки отвала. Угол откоса пио- нерной насыпи позволяет формировать на- клонные под углом 35-38° слои разнопластичных пород 5. При этом благодаря сегрегации кусков по крупности большие куски откатываются на большие расстояния, а остающиеся мелкие куски, обладая большим коэффициентом сцепления, обеспечивают безопасные условия отсыпки отвала.

При скорости отсыпки 3 м/сут достаточная площадка для установки на образовавшейся поверхности бурового станка достигается на 5-е сутки. На спланированную бульдозером поверхность устанавлива- ют буровой станок, например, СБШ-250мн, и на фронте 25-30 м бурят 4-5 наклонных под углом к вертикали 65-70° скважин 6. Перебур равен мощности неустойчивого основания и в среднем составляет 2,5-3 м. Скважины заряжают сплошными зарядами и производят взрыв на выброс в направлении 7 фронта отвала. Образовавшуюся траншею заполняют крупнокусковым материалом вскрышных пород для дренирова- кия вод и создания призмы упора. После производства бульдозерной планировки поверхности производят дальнейшую отсыпку пород наклонными слоями с помощью автосамосвалов, формируют площадку для размещения бурового станка, бурят ряд наклонных скважин 8, скважины заряжают и снова производят взрыв на выброс в направлении 9, после чего формиру

ют новую призму упора путем засыпки полученной в результате направленного взрыва на выброс грубообломочными породами. Циклы отсыпки разнопластичных пород, образования в них траншей взрывной энергией и формирование призмы упора чередуют до полного заполнения площади отвала, а отвалообразование завершают формированием в торце отвала подпорной стенки 10 непосредственно примыкающей к последней призме упора.

Формула изобретения Способ отвалообразования вскрышных пород в обводненных условиях, включающий послойную отсыпку разнопластичных пород, проходку дренажных выработок, заполнение их легкофил ьтрующими породами и формирование упорных призм, отличающийся тем, что, с целью увеличения приемной способности отвала за счет увеличения сопротивляемости сдвигу пород водо- насыщенного основания, в нем снимают слой неустойчивых пород до поверхности труднофильтрующих пород и формируют полутраншею, заполняют ее грубообломоч- ным материалом вскрышных пород, на кото- рый отсыпают слой средне- и мелкообломочных пород, продолжают ot- сыпку грубообломочным материалом до заданных значений высоты и уклона, после чего производят отсыпку вскрышных разно- пластичных пород наклонными слоями со скоростью, превышающей скорость деформации массива, а проходку дренажных выра- боток и формирование призм упора осуществляют бурением с поверхности отвала наклонных скважин с перебуром, равным мощности неустойчивого основания и взрыванием в них зарядов ВВ, причем взрывание зарядов производят на выброс в направлении фронта отсыпки отвала, заполняют дренажные выработки легко- фильтрующими грубообломочными породами, после чего возобновляют отсыпку разнопластичных пород, циклы чередуют до полного заполнения площади отвала, а отвалообразование завершают формированием подпорной стенки в торце отвала, возводимой из грубообломочных вскрышных пород.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке твердых полезных ископаемых и формировании отвалов в обводненных условиях. Цель - увеличение приемной способности отвала за счет повышения сопротивляемости сдвигу пород во- донасыщенного основания. Согласно изобретения на сухом участке с помощью бульдозеров от перспективного контура карьера срезают слой песка до поверхности Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке твердых полезных ископаемых и формировании отвалов в обводненных условиях. Цель изобретения - увеличение приемной способности отвала за счет увеличения сопротивляемости сдвигу пород водонасы- щенного основания. плотных глин и формируют полутраншею. Затем полутраншею заполняют крупнодробленной массой, полученной при вторичном дроблении негабаритных кусков вскрышной породы. После заполнения полутраншеи в нее отсыпают средне- и мелкообломочные породы. Продолжают отсыпку грубообломочных пород до заданных значений высоты и уклона. После этого производят отсыпку вскрышных разнопластичных пород наклонными слоями со скоростью, превышающей скорость деформации массива. Проходку дренажных выработок и формирование призм упора осуществляют бурением с поверхности отвала наклонных скважин с перебуром, равным мощности неустойчивого основания, и взрыванием в них зарядов ВВ на выброс в направлении фронта отсыпки отвала. Заполняют дренажные выработки легкофильтрующими породами, после чего возобновляют отсыпку разнопластичных пород. Циклы чередуют до полного заполнения площади отвала, а отвалообра- зование завершают формированием подпорной стенки в торце отвала, которую возводят из грубообломочных вскрышных пород. 3 ил. На фиг. 1-3 приведены стадии выполнения способа отвалообразования. Пример. Вскрышная порода представлена разнопластичными образованиями коры выветривания, глинами, скальными разностями, которые, согласно календарному плану, вовлекаются в разработку в разное время. Расположение отвала в 350 м от перспективного контура карьера на территории со с vj О О ГО со VJ

. Фиг.З

3

Н

Д4 л V V

. | с

-У. чТ Л