Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: формирование и рекультивация отвалов. Сущность изобретения: вначале формируют пионерские насыпи с веерными заездами. Пионерские насыпи формируют обособленными участками . Затем отсыпают вышележащие яруса 3, 4, 5 с отставанием по контуру отвала. До смыкания отдельных ярусов по контуру отвала между ними оставляют транспортные бермы 6. После смыкания нижних ярусов выполаживают внешние откосы от участка смыкания в сторону въездов. Работы по выполаживанию откосов ведут параллельно с работами по формированию вышележащих отвальных ярусов. 1 з.п. флы, 4 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4837182/03 (22) 08.06.90 (46) 07.07.92, Бюл. М 25 (71) Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д.Шевякова (72) А.И,Селиверстов, P.È,Èáàòóëëèí, Н.Е.Царьков, P.Ñ.Мутаев, А.М.Демин и А.М.Иванченко (53) 622.271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 659748, кл. Е 21 С 41/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 754062, кл. E 21 С 41/26, 1978. (54) СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ

ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

„„ЯХ„„1745942 А1 (57) Использование: формирование и рекультивация отвалов. Сущность изобретения: вначале формируют пионерские насыпи с веерными заездами. Пионерские насыпи формируют обособленными участками. Затем отсыпают вышележащие яруса 3, 4, 5 с отставанием по контуру отвала.

До смыкания отдельных ярусов по контуру отвала между ними оставляют транспортные бермы 6, После смыкания нижних ярусов выполаживают внешние откосы от участка смыкания в сторону въездов. Работы по выполаживанию откосов ведут параллельно с работами по формированию вышележащих отвальных ярусов. 1 з.п. флы, 4 ил.

1745942

Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при формировании и рекультивации отвалов на открытых горных работах.

Известен способ отвалообрэзования, в соответствии с которым породы в автосамосвалах доставляют по наклонным въездам на верхнюю площадку отвального яруса, разгружают е вблизи верхней бровки откоса и перемещают под откос бульдозерами. При этом развитие отвала осуществляют от его центра к периферии.

Недостатком данного способа отвалообразования является то, что формирование вышележащих ярусов можно производить только после отсыпки нижележащих ярусов, а также то, что приоткосные зоны и верхние площадки отвальных ярусов находятся в рабочем состоянии вплоть до момента выхода их на проектные контуры.

Указанная особенность сдерживает развитие фронта отвальных работ и диктует необходимость отодвигать сроки рекультивации на значительный период времени, часто соизмеримый с периодом окончания формирования отвала в проектных контурах.

Известен способ отвалообразования и рекультивации многоярусных отвалов, когда после построения террасы первого яруса до начала отсыпки второго яруса производят покрытие откоса и площадки террасы первого яруса потенциально плодородным слоем с повторением указанных операций после отсыпки каждого яруса.

Недостатком способа является сдерживание фронта развития последующих ярусов и. отнесение сроков начала рекультивации на момент окончания отсыпки соответствующего яруса отвала.

Наиболее близким к заявляемому является способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий отсыпку пород ярусами по кольцевой схеме от периферии к центру с укладкой потенциально плодородных пород во внешней откосной части каждого яруса и образованием при достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных пород.

Недостатками известного способа являются низкая приемная способность отвала, высокий расход потенциально плодородных пород, а также снижение темпов рекультивации откосов из-за отставания на год операций по их выполаживанию и необходимости подготовки площадок для размещения техники на выполаживаемом откосе перед началом рекультивации, Кроме того, 40

5

35 непрерывное (без ограничений) увеличение высоты откосов отвальных ярусов с внутренней стороны отвала на определенном этапе его формирования неизбежно приведет к потере устойчивости и блоковому обрушению приоткосных зон, т.е, созданию на отвале аварийной ситуации.

Цель изобретения — интенсификация отвалообразования и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающем доставку пород к месту складирования, отсыпку пионерных и вышележащих ярусов под откос по кольцевой схеме от периферии отвала к его центру, укладку потенциально плодородных пород во внешних, а неплодородных пород во внутренних частях отвальных ярусов и формирование при достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных пород, с целью интенсификации отвалообразовэния и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы пионерные насыпи по контуру отвала формируют прерывистыми с независимыми заездами, при этом ведут опережающее развитие нижележащих ярусов во встречных направлениях вдоль внешних границ земельного отвода, а отсыпку вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала ведут до высоты, удовлетворяющей условию: и I

Z hp — Z hI + hn+1 «1,8 Напр, 1 1 где h> — высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м, hI — высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, м;

her+1 — высота верхнего отвал ь ного я руса со стороны внешнего контура отвала, м;

Ня, p — предельная высота отвального яруса, м;

1,8 — эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткасной части в зоне отсыпки.

Под предельной высотой отвального яруса в данном случае понимается такая его высота, при которой еще сохраняется его устойчивое состояние при угле естественного откоса.

При этом выполаживание внешних откосов отвальных ярусов ведут после их смы1745942 кания на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвал ь н ые я руса.

Формирование пионерных насыпей по контуру отвала прерывистыми с независимыми заездами при опережающем развитии н ижел ежа щих я русов во. встреч н ы х направлениях вдоль внешних границ земельного отвода позволяет интенсифицировать формирование отвала при любом плановом объеме направляемых на отвал пород вскрыши; избежать простоев, связанных с пропускной способностью транспортных коммуникаций; сократить затраты на транспортировку пород по отвалу; совмещать во времени процессы формирования отвала и выполаживания его откосов при рекультивации.

Отсыпка вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала до высоты, удовлетворяющей условию n I

Zhn Z hI + hn+1 1 8 Ня.пр,.

1 1 где hn — высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;

hI — высота отвального яруса с внутренней стороны отвала,. отсыпанного по всей площади земельного отвода. м;

hn+1 — высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;

Н>.пр — предельная высота отвального яруса, м;

1,8 — эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткосной части в зоне отсыпки, обеспечивает безопасные условия работы людей и оборудования на отвале и определяет последовательность заполнения отвальными породами внутренних зон отвала.

Выполаживание внешних откосов отвальных ярусов после их смыкания на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвальные яруса позволяет сократить время между отсыпкой отвала и его рекультивацией до минимума.

Проведение работ по выполаживанию откосов от участка смыкания к вьездам позволяет интенсифицировать процессы рекультивации при обеспечении оптимальных условий работы оборудования на отвале.

На фиг. 1 показан план отвала при отсыпке его, например, двумя независимыми участками, когда отвальные ярусы вдоль

35 ся ненарушенными транспортные бермы

45 ловию

5

30 внешних границ ще не сомкнулись на смежных участках по внешнему контуру отвала: на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг.

3 — план отвала, когда три нижних яруса по внешнему контуру отвала сомкнулись и рекультивированы со стороны внешнего îfK0 са; на фиг, 4 — разрез Б-Б на фиг. 3.

На фиг. 1 — 4 приняты следующие обозначения: 1 — веерные заезды; 2 — нижние ярусы отвала; 3 — 5 — второй, третий и четвертый вышележащие яруса отвала; 6 — транспортные бермы.

Способ осуществляегся следующим образом:

На флангах земель .зго отвода по его внешнему контуру, например, с помощью автотранспорта и бульдозеров формируют пионерные насыпи с веерными заездами 1, Пионерные насыпи формируют на высоту нижнего яруса 2 двумя обособленными участками при ширине верхних площадок 50 м.

Вышележащие яруса 3-5 отсыпают на нижележащих с отставанием по контуру отвала тоже на 50 м. Пока отдельные яруса по контуру отвала не сомкнулись, между ними оставляют транспортные бермы 6 шириной, например, 13 м, После смыкания нижних ярусов на любом участке отвала приступают к выполаживанию их внешних откосов от участка смыкания в сторону въездов. В результате на любом этапе работ по выполаживанию откосов сохраняются опт и м а л ь н ы е ус л о в и я дл я работы оборудования на отвале, так как сохраняютмежду участками выполаживания и заездами на отвал..При этом работы по выполаживанию откосов ведутся параллельно с работами по формированию вышележащих отвг1ьных ярусов, чем обеспечивается интенсификация отвальных и рекультивационных работ.

Каждый вышележащий ярус отвала формируют с его внутренней стороны отсыпкой под откос при высоте, удовлетворяющей уси I

Z hn — Z Ь! + hn+ 1 — - 1,8 Ня.пр„

1 1 где hn — высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;

hI — высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, м;

hn+1 — высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м; . Ня.пр — предельная высота отвального яруса, м;

1745942

1,8 — эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткосной части в зоне отсыпки. 5

В результате соблюдения данного условия исключаются блоковые обрушения приоткосных зон отвальных ярусов и тем самым на рабочих площадках обеспечивается безопасность работы оборудования и людей, 10

Пример. Необходимо определить, до какой высоты с внутренней части отвала можно отсыпать верхний ярус с сохранением безопасных условий работы на отвале, если H q,np, = 30 ì, hn = 5 М, количество ярусов 15

10, с внутренней стороны отвала яруса не отсыпались, т.е. hl = О, 1.8 Ня,пр =54 м.

Находим: 50 - О + 5 > 54, т.е. условие безопасности работы на отвале не обеспечивается (54 < 55). Следовательно, 11-й ярус 20 отсыпать нельзя, Чтобы обеспечить безопасные условия работы на отвале при от-. сыпке 11-t.o яруса,- необходимо по всей площади отвала отсыпать породы на высоту нижнего яруса, т.е. на 5 м. Тогда: 50 - 5+ 25

+ 5 < 54, т.е. обеспечивается безопасность работ на отвале.

Заявляемый способ позволяет интенсифицировать до оптимальных пределов отвалообразование и рекультивацию, 30 обеспечивает минимально возможный разрыв во времени между окончанием формирования отвала и его рекультивацией. снижает до минимума расход плодородных пород и обеспечивает безопасность 35 работ.

Формула изобретения

1. Способ отвалообраэования при открытой разработке месторождений, включающий доставку пород к месту 40 складирования, отсыпку пионерных и вышележащих ярусов под откос по кольцевой схеме от периферии отвала к его центру, укладку потенциально плодородных пород во внешних, а непригодных пород во внутренних частях отвальных ярусов и формирование по достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных . пород. отличающийся тем, что, с целью интенсификации отвалообразования и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы, пионерные насыпи по контуру отвала формируют прерывистыми с независимыми заездами, при этом ведут опережающее развитие нижележащих ярусов во встречных направлениях вдоль внешних границ земельного отвода, а отсыпку вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала ведут до высоты, удовлетворяющей условию

n I

Х hn — Х hi + hn+ f «» 1,8 Ня.пр,.

1 1 где hn — высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;

hi — высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, и;

hn+< — высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;

Н .np. — предельная высота отвального яруса, м;

1,8 — эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткосной части в зоне отсыпки.

2. Способ по и. 1., отличающийся тем, что выполаживание внешних откосов отвальных ярусов ведут после их смыкания на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвальные яруса.

1745942