Спосіб відвалоутворення при відкритій розробці родовищ корисних копалин

Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий транспортирование породы и разгрузку ее под откос по длине отвального фронта полосами постоянной ширины, формирование опережающих насыпей в виде полуконусов до сопряжения их боковых откосов и верхних площадок насыпей, ограниченных бровками, наращивание их до проектной высоты отвала, отсыпку пород в пространство между опережающими насыпями, отсыпку породы в пространство между смежными насыпями в форме опережающих насыпей, формирование полос равной длины, ограничение прямолинейными бровками верхних площадок насы пей, формирование полос поочередно в смежных насыпях, сначала параллельно одной из верхних бровок насыпи, а после наращивания насыпей параллельно другой бровке, отличающийся тем, что после постановки отвала на конечный контур породу в пространстве между опережающими насыпями отсыпают полосами уменьшающейся длины, параллельными только одной из верхних бровок смежных опережающих насыпей, при этом верхнюю плоскость полос формируют под углом Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ отвалообразования, включающий отсыпку породы в пространство между смежными насыпями в форме опережающих насыпей, формирование породных полос равной длины, ограничение верхних площадок насыпей прямолинейными бровками перпендикулярными друг другу и бровкам смежных насыпей, формирование породных полос в смежных насыпях поочередно сначала параллельно одной из верхних бровок насыпи, а после наращивания насыпей, параллельно другой бровке (см. а.с. СССР № 1682570 "Способ отвалообразования"). В известном способе отвалообразования формирование зигзагообразного отвального фронта приводит к образованию незаполненных пространств между опережающими насыпями, что приводит к снижению землеемкости отвала, так как недостаточно полно используется площадь его земельного отвода, а также в последующем усложняются работы по горнотехнической рекультивации. В основе изобретения поставлена задача усовершенствовать данный способ путем отсыпки породы в пространства между опережающими насыпями после постановки отвала на проектный контур полосами уменьшающейся длины параллельными только одной из верхних бровок смежных опережающих насыпей, при этом верхнюю плоскость полос формируют под углом æ 2L - H0ctga ö ÷, b = arcctgç в (1) ÷ ç H0 ø è æ 2L - H0ctga ö ÷ b = arcctgç в ÷ ç H0 ø è (11) UA (19) где Lв - длина верхней бровки опережающей насгпи, м; Н - высота отвала, м; a - угол естественного откоса отвала, град, а отсыпку опережающих насыпей производят во взаимно перпендикулярном направлении до проектного контура отвала. Это позволяет разместить на площади земельного отвода отвала дополнительный объем вскрышных пород, а значит и увеличить удельную землеем 28170 (13) Lв - длина верхней бровки опережающей насыпи, м; Н0 - высота отвала, м; a - угол естественного откоса отвала, град; а отсыпку породных полос в пространство по обе стороны опережающих насыпей производят во взаимо перпендикулярном направлении до проектного контура отвала. A где 28170 кость отвала и его устойчивость, а также произвести часть работ по горнотехнической рекультивации в период отвалообразования не занимая дополнительных земельных площадей и не уменьшая площади верхней площадки яруса. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена технология реализации предлагаемого технического решения; на фиг. 2 - расчетная схема, на фиг. 3 – разрез А-А фиг. 1. Способ отвалообразования осуществляется следующим образом. В начале формируют отвал с криволинейной формой отвального фронта и отвальные работы ведут по а.с. № 1682570 до достижения нижними бровками вершин опережающих насыпей 1, 2, 3, 4 границ земельного отвода отвала. После этого отсыпку породы в пространства между смежными насыпями 1-2, 2-3, 3-4 производят полосами 5, 6 уменьшающейся длины параллельными одной из верхних бровок 7, 8, 9 указанных опережающих насыпей. Ширина (b) первой полосы 5 обуславливается шириной отсыпки отвала с одного места разгрузки автосамосвала. Ее отсыпка осуществляется путем разгрузки автотранспорта на откос опережающей насыпи вдоль верхней ее бровки 8. После того как первая полоса 5 по ширине достигнет значения b, разгрузка автотранспорта прекращается и ее верхнюю площадку планируют бульдозером под углом b, который согласно расчетной схеме фиг. 2 определяется по формуле æ 2L - H0ctga ö ÷, b = arcctgç в ÷ ç H0 ø è Lгn = L в - nb(ctgg 1 + ctgg 2 ). (2) где n - порядковый номер полосы; g1 и g2 - углы наклона верхних бровок формируемой террасы, соответственно внешней, со стороны проектного контура отвала и внутренней, со стороны откоса смежной опережающей насыпи к верхней бровке, параллельно которой отсыпаются породные полосы. Согласно расчетной схеме значения углов g1 и g2 определяются по выражениям hT g 1 = arctg (4) (L в - H0ctgb) hT (5) H0ctga Уменьшение длины формируемых полос со стороны откоса смежной насыпи обусловлено углом наклона отсыпаемой террасы относительно горизонта (b) и ее примыканием к данному откосу. Уменьшение длины формируемых полос со стороны проектного контура отвала обеспечивает заполнение пространства между смежными насыпями без занятия дополнительных площадей, т.е. не выходя за границы земельного отвода отвала. Отсыпку породы в пространство между насыпями 3 и 4 (по другую сторону насыпи 3) осуществляют полосами параллельными бровке 9 в направлении перпендикулярном направлению отсыпки полос породы между насыпями 2 и 3. Отсыпку породы в пространство между насыпями 4 и 5 (т.е. по другую сторону насыпи 4) производят полосами параллельными бровке 10 в направлении перпендикулярном направлению отсыпки полос породы между насыпями 3 и 4. Заполнение последующих по фронту пространств между опережающими насыпями осуществляется по вышеприведенной технологии. Отсыпка породы в пространства по обе стороны опережающих насыпей во взаимно перпендикулярном направлении обеспечивает равномерное уплотнение и выполаживание боковых откосов одних опережакщих насыпей и равномерное уплотнение оснований полуконусов других, что повышает их устойчивость. Реализацию предложенного способа рассмотрим на конкретном примере отсыпки одноярусного отвала выветрелых железистых кварцитов. Под отвал отведен земельный участок квадратной формы размером 915´915 м (S0=84 га). Отвалообразование осуществляется следующим образом. Отсыпается первичный отвал высотой 30 м (по условию устойчивости прямолинейного откоса), затем определяется устойчивая высота отвала зигзагообразной формы с сопряженными боковыми поверхностями опережающих насыпей. Устойчивая высота конуса из свежеотсыпанных железистых кварцитов согласно расчетам равна 66 м. Определим расстояние между осями опережающих насыпей при a=30° L=2H0ctga=2×66×1,73»230 м Количество опережающих насыпей по одной стороне отвала определяется по формуле B + 2H0 ctga 91512 ´ 66 ´ 1 43 , = m= =5, 2Hctga 2 ´ 661 43 , где В - длина стороны земельного участка квадратной формы отведенного под отвал. g 2 = arctg где Lв - длина верхней бровки опережающей насыпи, м; Н0 - высота отвального яруса, м; a - угол естественного откоса отвала, град. Затем начинают формировать вторую породную полосу 6 шириной b путем чередования разгрузки автотранспорта вдоль бровки 8 и перемещения породы бульдозером по кровле первой полосы 5 под ее откос. При достижении второй породной полосой 6 ширины b бульдозером производят планировку ее кровли под углом b. С использованием технологии отсыпки второй полосы 6 отсыпают все последующие до достижения кровлей последней полосы границы земельного отвода, т.е. пока не будет сформирована наклонная терраса длиной (2) LT=H0/sinb Формирование террасы под углом b обеспечивает заполнение пространства между насыпями с повышением устойчивости откосов полуконуса параллельно верхним бровкам которого отсыпаются породные полосы благодаря их выполаживанию и сохраняет устойчивость полуконуса смежной насыпи в виду исключения "подрезки" его откоса, а также уплотнения его нижней части т.е. призмы упора. Увеличение этого уuла повлечет уменьшение объема пород укладываемых в пространство между насыпями, а уменьшение - снижение устойчивости полуконуса смежной насыпи в виду "подрезки" его откоса. При этом породные полосы отсыпают с уменьшением их длины с обоих сторон, а длина каждой полосы определяется по формуле 2 28170 Тогда количество незаполненных пространств между насыпями по периметру отвала будет равно n=(m-1)4=(5-1)4=16 Объем породы отсыпаемой в пространство между двумя опережаищими насыпями составит 1 L вH0 (L T cos b - H0 ctga ) DV = = 3 sin a После того, как нижние бровки вершин опережающих насыпей достигнут границ земельного отвода, приступают к засыпке пустой породой пространств между опережающими насыпями, которая осуществляется породными полосами шириной по 3 м (ширина полосы отсыпаемой с одного места разгрузки автосамосвала БелАЗ-549). Длина первой полосы составит L п1 = L в - nb(ctg g 1 + ctgg 2 ) = 66 × 1 73 × 2 × 66(225 × cos 17 o - 66 × ctg30 o , » sin 30 o » 537 × 10 3 м 3 Отсыпка породы в пространство между насыпями по периметру отвала осуществляется аналогичным образом. При этом отсыпку породы в пространство по обе стороны каждой опережающей насыпи производят во взаимоперпендикулярных направлениях. Удельная землеемкость отвала отсыпаемого на площади 84 га по предлагаемому способу составит 1 (SH + Sв )H0 - L2 H0n + nDV в 2 Vуд. = = S0 = = 66 × 1 73 × 2 - 1 × 3(0,32 + 0,52 ) = 159,3 м , После отсыпки первой полосы производим планировку бульдозером ее верхней плоскости под углом b, который будет равен æ 2L - H0 ö ÷= b = arcctgç в ÷ ç H 0 ø è 1 (915× 915+ 685× 685)66 - 16152 × 66× 16 + 16× 537× 103 , = 2 = 840000 = 43 м3 / м2 При отсыпке отвала по прототипу 1 (SH + Sв )H0 - L2 H0 n в 2 Vуд. = = S0 æ 2 × 66 × 1 73 × 2 - 66 ö , ÷ » 17 o = arcctgç ç ÷ 66 è ø После этого отсыпку второй полосы путем чередования разгрузки автотранспорта вдоль верхней бровки опережающей насыпи и перемещения породы бульдозером по наклонной плоскоcти первой полосы под ее откос до тех пор пока ее ширина не достигнет ширины первой полосы. Длина второй полосы составит 1 (915 × 915 + 685 × 685 )66 - 161,5 × 66 × 16 2 = = 840000 = 33 м3 / м 2 Таким образом поставленная задача увеличения землеемкости отвала достигнута. К тому же при предлагаемом способе дополнительно возвращается в народнохозяйственное пользование участки из наклонных террас площадью nL вL г 16 × 161,5 × 225 = = 28 га . ST = 2 2 L п2 = 66 × 1 73 × 2 - 2 × 3(0,22 + 0,52 ) = 157,1 м , Аналогичным образом отсыпаем последующие полосы, до достижения верхней площадкой последней полосы границы земельного отвода отвала. В результате выполненных работ заполняется породой пространство между опережающими насыпями и будет сформирована наклонная терраса длиной H 66 LT = 0 = = 225 м sin b sin 17 o Фиг. 1 3 28170 Фиг. 2 Фиг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4