Спосіб відвалоутворення

Изобретение относится к горному делу, в частности, к открытому способу разработки месторождений марганцевых руд, бурого угля, серы, огнеупорных глин и т. п. с большой мощностью рыхлых вскрышных пород, часть из которых представляют собой ценность как попутно добываемое минеральное сырье, а другие относятся к пустым породам. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является способ отвалообразования при разработке рыхлых пород большой мощности многоковшовыми экскаваторами, доставке их на отвал ленточными магистральным и отвальным конвейерами, складировании в отвальную заходку основным и вспомогательным консольными ленточными отвалообразователями в нижний и верхний ярус с приемкой породы от одного общего отвального конвейера. Отва-лообразователи перемещают по одной оси движения вдоль отвального конвейера. С целью рекультивации в верхний слой верхнего яруса укладывают потенциально плодородные породы [1, с. 438]. Однако и этот способ имеет существенные недостатки, ограничивающие область его эффективного применения, поскольку не позволяет формировать техногенные месторождения из попутно добываемого минерального сырья. Складирование валовым способом основного объема вскрыши приводит к потере Ценных компонентов, которые можно было бы извлечь при повторной разработке. Кроме того, отсутствие передовой площадки на нижнем ярусе и перемещение вспомогательного отвалообразователя вслед за основным небезопасно и может привести к обрушению основания отвального конвейера. Не обеспечивается полное заполнение верхнего яруса. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа отвалообразования, в котором путем формирования техногенных месторождений в процессе складирования вскрышных пород обеспечивается размещение попутно добываемого разнотипного минерального сырья в верхней части· отвала при полном заполнении верхнего ярусе, что исключает потери минерального сырья, обеспечивает и значительно упрощает раздельную повторную их разработку, за счет чего снижаются затраты по эксплуатации основного месторождения, на консервацию и рекультивацию вновь возведенной поверхности. Поставленная задача решается тем, что в способе отвалообразования на карьерах с мощными покрывающими породами, включающий выемку попутно добываемого минерального сырья и пусты х пород, доставку их и складирование консольными ленточными отвалообразователями в комплексе с ленточным конвейером в отвальную заходку с верхним и нижним ярусами серповидными навалами, отличающийся тем, что в процессе складирования из попутно добываемого минерального сырья формируют те хногенные месторождения попеременно одним из двух консольных отвалообразователей, предварительно подключают основной отвалообразователь к магистральному конвейеру, принимают с него пустые породы, в начале отвальной заходки формируют из них передовую площадку для вспомогательного отвалообразователя, после этого при движении впереди основного отвалообразователя вспомогательным укладывают пустые породы в нижний ярус и после его отсыпки вспомогательный отвалообразователь возвращают на безопасное расстояние к передовой площадке; выделяют по длине верхнего яруса отвальной заходки начальный, средний и конечный блоки, разнотипную породу доставляют раздельно магистральным и отвальным ленточными конвейерами, укладывают ее соответственно по разновидностям в начальном, среднем и конечном блоках, промежутки между ними в нижней части верхнего яруса заполняют оставшимся объемом пустых пород при движении основного отвалообразователя в направлении проектного контура отвала, а при его движении в обратном направлении в объемы между соседними гребнями навалов пустых пород раздельно складируют попутно добываемое минеральное сырье мощностью до проектного уровня верхнего яруса путем передвижения основного отвалообразователя с шагом, равным ширине основания серповидного навала, и оттягиванием в поперечном направлении к отвальному конвейеру. Новая технологическая схема отвалообразования на карьерах с мощными рыхлыми покрывающими породами с использованием двух консольных ленточных отвалообразователей, работающих в комплексе с отвальным конвейером, обеспечивает достижение технического результата за счет возможности укладки пустых пород в основание отвальной заходки, а попутно Добываемого минерального сырья раздельно по типам в верхнюю часть верхнего яруса с полным заполнением его до проектного уровня за счет перемещения основного отвалообразователя не только в продольном, но и в поперечном направлениях, а также использованием его для подготовки первоначальной передовой площадки вспомогательному отвалообразователю в процессе отвалообразования." В результате этого упрощается схема горных работ по карьеру в целом. На фиг, 1 изображена последовательность отсыпки отвальной заходки в плане; на фиг. 2 поперечный разрез формирования верхнего и нижнего ярусов отвальной заходки. На схемах фиг. 1 и 2 обозначено: 1 -отвальная заходка; 2 - верхний ярус; 3 -нижний ярус; 4 основной отвалообразователь; 5 - вспомогательный отвалообразоватeль; 6 - магистральный ленточный конвейер; 7 - отвальный ленточный конвейер; 8 - первый тип попутно добываемого минерального сырья; 9 - второй тип попутно добываемого минерального сырья; 10 ~ потенциально плодородные породы, -11 - пустые породы; 12 - начало отвальной заходки; 13 передовая площадка; 14 - начальный блок; 15- средний блок; 16-конечный блок; 17 - проектный контур отвала; 16 - серповидные навалы; 19 *- соседние гребни серповидных навалов; 20 - ось движения основного отвалообразователя; 21 - ширина основания серповидных навалов; 22 - ось движения основного отвалообразователя при отшагивании; 23 - приемная консоль основного отвалообразователя; Нв - высота Верхнего яруса; Ав - ширина заходки верхнего яруса; НH *высота нижнего яруса; Ан -ширина заходки нижнего яруса; RB - радиус отсыпки пород основным отвалообразователемж Lб - радиус отсыпки пород вспомогательным отвалообразователем; U безопасное расстояние между основным и вспомогательным отвалообразователями; t0 - шаг смещения основного отвалообразователя от основной оси движения; t- шаг перемещения отвального конвейера. Способ может быть реализован следующим образом. При отсыпке разнотипных пород отвальную заходку 1 подразделяют на верхний ярус 2 высотой Нв и шириной Аа, а также нижний ярус 3 высотой Нн и шириной Ан. Верхний ярус 2 отсыпается основным отвалообразователем 4, нижний ярус 3 - вспомогательным отвалообразователем 5. Породы из карьера доставляют к месту складирования магистральным ленточным конвейерам 6 и отвальным 7 поочередно, по мере выемки в карьере, разделяя на первый 8 и второй 9 типы попутного добываемого минерального сырья, потенциально плодородные породы 10 и непригодные в народном хозяйстве пустые породы 11. В начале отсыпки отвальной заходки основной отвалообразователь 4 подключают к магистральному конвейеру 7, принимают с него пустые породы 11 и по радиусу R в формируют из них передовую площадку 13 нижнего яруса 3 для размещения вспомогательного отвалообразователя 8. После этого( двигаясь впереди на безопасном расстоянии U от основного отвалообразователя 4 вспомогательным отвалообразователем 5 по радиусу Rн укладывают пустые породы 11 в нижний ярус 3 отвальной заходки 1. После отсыпки нижнего яруса 3 вспомогательный отвалгобразователь 5 возвращают на безопасное расстояние к передовой площадке 13. Исходя из добываемых в карьере объемов разнотипного минерального сырья, вдоль длины верхнего яруса 2 выделяют начальный 14, средний 15 и конечный 16 блоки, куда раздельно укладывают первый тип попутно добываемого сырья 8, второй тип - 9, потенциально плодородные породы 10 и пустые породы 11. Поскольку пустых пород 11 значительно больше по объему, их укладывают не только вспомогательным отвалообразователем 5 в нижний ярус 3, но и в промежутке между блоками 14, 15 и 18, а также в основание верхнего яруса 2 по всей его длине. По мере подачи отвальным конвейером 7 разнотипных пород основным отвалообразователем 4 в направлении к проектному контуру отвала 17 оставшийся объем пусты х пород 11 укладывают серповидными навалами 18, а при движении в обратном направлении в промежутке между соседними гребнями навалов пусты х пород 19 складируют по типам попутно добываемое сырье 8 и 9, покрывая сверху потенциально плодородными породами 10 мощностью не менее 1,5-2 м, на участках складирования пустых пород 11, и до 0,3-0,5 м - на участке попутно добываемого минерального сырья, чем обеспечивают их рекультивацию и консервацию соответственно. Равномерное и полное заполнение верхнего яруса 2 разнотипными породами достигается продольным продвиганием основного отвалообразователя 4 по оси движения 20 параллельно отвальному конвейеру 7 с шагом, равным ширине основания серповидного навела 21, и попеременным отшагиванием в поперечном направлении на величину τ о к отвальному конвейеру 7 по оси 22, обусловленную максимальным углом отклонения приемной консоли 23 основного отвалообразователя 4, и последующим возвращением на основную трассу движения 20. После засыпки конечного блока 16 основной отвалообразователь 4 возвращают к началу новой отвальной заходки, отвальный конвейер 7 перемещают в новое положение на шаг t. Изобретение иллюстрируется следующим примером. Грушевским карьером Марганецкого горно-обогатительного комбината разрабатывается пласт марганцевой руды мощностью 2-3 м покрытого рыхлыми вскрышными породами мощностью до 85 м. В толще вскрыши горизонтальными слоями сверху вниз залегают лессовидные суглинки средней мощностью 19,5 м, среди которых выделяются кирпичные суглинки мощностью 5,8 м; известняк - ракушечник с мощностью пласта до 7 м; керамзитовые глины мощностью до 7 м. В качестве пусты х пород выделены красно-бурые и темно-серые глины. Передовой уступ высотой 45 м отрабатывают роторным экскаватором ЭРШР-5000. К нему же из основного уступа карьера подают драглайном керамзитовые глины. По новой технологии предложено во внутренний отвал раздельно укладывать лессовидные и кирпичные суглинки, а также керамзитовые глины. В качестве пустых пород приняты краснобурые и темно-серые глины. По мере встречи их в забое указанные типы вскрышных пород разрабатывают роторным экскаватором и последовательно друг за другом по магистральному и отвальному конвейерам направляют на отвал. Нижний ярус отвальной заходки высотой 25 м отсыпается вспомогательным консольным отвалообразователем ОШР-5000/90, верхний, высотой 35 м - основным отвалообразователем ОШР-4500/190. В соответствии с заявляемым способом параметры формирования техногенных месторождений составляют: ширина верхнего и нижнего ярусов 105 и 66 м; ширина основания серповидных навалов 18 м; безопасное расстояние между работающими отвалообразователями 180 м; шаг подвижки основного отвалообразователя 18 м; шаг смещения его в сторону отвального конвейера 15 м; максимальный угол поворота приемной консоли основного отвалообразователя 45°; шаг передвижки отвального конвейера 60 м; мощность серповидных навалов из керамзитовых глин - 25-35 м; кирпичных суглинков - 6,5-10 м; керамзитовых глин - 8,8-12 м. Сверху они покрываются слоем лессовидных суглинков мощностью 0,3-0,5 м для консервации. На участках вы ходов красно-бурых длин лессовидные суглинки укладывают мощностью до 2 м, и покрывают черноземом мощностью 0,4-0,5 м. Внедрение новой технологии позволит создать техногенные месторождения лессовидных суглинков, пригодных для использования в гидротехническом строительстве и рекультивации нарушенных земель, объемом 278,6 млн м 3; кирпичных суглинков объемом 67 млн. м , керамзитовых глин, используемых для производства легких заполнителей, объемом 11,8 млн. м 3. До последнего времени эти разновидности вскрыши разрабатывались валовым способом, складировались в общий отвал и безвозвратно терялись. Комбинат имел большие денежные платежи за нарушение земель. В 1995 г. авторами заявляемого способа разработаны и утверждены комбинатом паспорта ведения вскрышных работ на Грушевском карьере. Реализация их выполняется в 1996 г.