Спосіб рекультивації відпрацьованих глибоких кар’єрів

Спосіб рекультивації глибоких відпрацьованих кар'єрів, що включає формування відвальних західок з підпірними стінками із скельних порід розкриву, які доставляють до відвальних екскаваторів залізничним і автомобільним транспортом та укладають їх у вироблений простір, який відрізняється тим, що скельну породу відсипають відвальними екскаваторами, розташовуючи їх за межами майбутньої призми обрушення, яку визначають для кожної відвальної західки, потім головним екскаватором з подовженим радіусом розвантаження, безпосередньо з поверхні непорушеного масиву, уздовж одного із фронтальних бортів кар'єру з боку автозаїзду, навколо виробленого простору у U 2 28816 1 3 28816 Найбільш близьким по технологічній суті та результату, що досягається є спосіб рекультивації глибоких кар'єрів, при якому заповнення виробленого простору ведуть скельними породами розкриву з відсипкою відвальними шарами уздовж одного з бортів у напрямку до протилежного борту. На заключному етапі відсипки кожної відвальної західки екскаватором з одного місця стоянки по дузі з максимальним радіусом розвантаження складують у її верхній частині крупнокускову породу, яка під дією власної ваги скочується униз, зіштовхує навис породи до рівня кута природного укосу і формує з порушеної маси підпірну стінку у нижній частині відвальної західки з кутом укосу меншим за природній. Для підвищення стійкості відвальної західки переміщення відвального фронту робіт ведуть навкруг борта відробленого кар'єра або його ділянки з переходом кожної поточної західки на попередню, а для підвищення надійності зсуву нависа породи у верхній частині відвальної західки підривають заряди вибухової речовини. [Патент України №56822А, Е21С47/04, опубл. 15.05.2003р., бюл. №5]. Недоліком такого способу є те, що глибина відроблених кар'єрів сягає 300...500м. Скельні породи розкриву мають розмір кусків крупністю понад 400мм не більшим за 15...20% і вибирати їх з основної маси не економічно. Екскаватор розкривного типу за своїми параметрами не може безпечно відсипати відвальну західку при переміщенні по попередньо сформованій за його ж допомогою відвальній західці, ширина якої попадає у зону природного обрушення свіжонасипаної породи. Підривання зарядів вибухової речовини для ущільнення свіжонасипаної породи та зсуву її нависа у верхній частині відвальної західки не технологічно і не економічно. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу рекультивації відроблених глибоких кар'єрів при засипці виробленого простору з поверхні шляхом запровадження нової технології послідовної відсипки відвальної західки. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі рекультивації відроблених глибоких кар'єрів, що включає заповнення виробленого простору скельними породами розкриву з відсипкою відвальних західок шарами уздовж одного з бортів у напрямку до протилежного борту, створено підпірну стінку, а укіс кожної з відвальних західок приведено до рівня природного укосу. Формування укосу відвальної західки на рівні природного ведуть двома екскаваторами з подовженими радіусами розвантаження, головним та допоміжним. Відвальну західку формують шарами головним екскаватором-драглайном із скельних порід розкриву, які доставляють залізничним транспортом, уздовж одного з бортів у напрямку до протилежного, а підпірну стінку утворюють услід за драглайном допоміжною розкривною мехлопатою з доставкою до неї відвальної маси автосамоскидами. 4 На фігура х 1, 2, 3 наведена технологічна схема у плані та на показових перерізах, на фігурах 4, 5 і 6 - паспорт роботи відвальних екскаваторів та деталі з формування підпірної стінки. На фігурах позначено: 1 - вироблений простір відробленого кар'єру; 2 - головний відвальний екскаватор; 3 - поверхня непорушеного масиву; 4 автомобільний заїзд до відробленого кар'єру; 5 основна відвальна західка; 6 - залізниця для доставки породи розкриву із зовнішніх джерел видобутку; 7 - вер хня площадка для роботи головного екскаватора; 8 - направляючий природний вал; 9 - запобіжна смуга; 10 - бункернакопичувач головного екскаватора; 11 - піонерна підпірна стінка; 12 - допоміжний екскаватор; 13 блоки піонерної підпірної стінки; 14 автосамоскиди; 15 бункер-накопичувач допоміжного екскаватора; 16 - підпірна стінка; 17 навал породи на підпірній стінці; 18 - верхня площадка для роботи допоміжного екскаватора. Спосіб рекультивації глибоких кар'єрів може бути реалізований наступним чином. Відроблені кар'єри глибиною понад 250-300м повинні бути рекультивовані шляхом повної засипки скельними породами розкриву, які доставляють з сусідніх діючих підприємств. При цьому родючий шар чорнозему розміщують на підстилаючі суглинки потужністю не менше за 1,52м по всій поверхні кар'єру тільки після стабілізації ущільнення відвальних порід. При великій висоті внутрішнього відвалу, породи розкриву для його відсипки використовують тільки скельні без включення м'я ких різновидів, завдяки чому забезпечують стійкість його укосу і безпеку розташування транспортно-відвального обладнання. З практики ведення відвальних робіт відомо, що при складуванні скельних подрібнених порід приблизно на одну третину від поверхні кут укосу відвальної західки буде більшим за природний на 5...6°. Утворений таким чином навис породи через деякий час зсувається під власною вагою вниз, завдяки чому формується стійка поверхня укісної стінки на всю висоту відвальної західки, що становить підпірну стінку. При цьому подрібнена порода на верхній площадці відвальної західки ущільнюється і може витримати розміщення транспортно-відвального обладнання на своїй поверхні без обрушення. Для керування станом формування стійкого укосу відвальної заходки запропоновано використовува ти сили природного тяжіння. При цьому для виробленого простору відробленого кар'єру 1, що засипається шарами скельної породи розкриву, в першу чергу встановлюється значення ширини призми природного обрушення Z(м) за відношенням: Z=Hв(ctga п-ctga c); де Нв - висота верхньої частини відвальної західки з підвищеним кутом укосу a с (град.) свіжо насипаної породи, м; a п - кут укосу природного обрушення ущільненої породи розкриву, (градуси). 5 28816 Потім головним екскаватором з подовженим радіусом розвантаження 2, наприклад, драглайном або розкривною мехлопатою, безпосередньо з поверхні непорушеного масиву 3 уздовж одного із фронтальних бортів кар'єру з боку автомобільного заїзду 4, навколо виробленого простору 1 відсипають основну відвальну західку 5. Головний екскаватор 2 пересувається верхньою площадкою 7 на безпечній відстані від верхньої брівки основної відвальної західки 5, яку корегують шириною направляючого породного валу 8 та запобіжної полоси 9. Розрахункова ширина призми природнього обрушення Z являє собою частину ширини основної відвальної західки 5 з боку виробленого простору 1. Породи розкриву до головного екскаватору 2 доставляються залізницею 6, думпкари потягу вивантажуються до бункера-накопичувача 10, з якою головним екскаватором 2 складують у основну відвальну західку 5. Головний екскаватор 2 розташовують від бункера-накопичувача 10 на відстані не більшої за його максимальний радіус черпання Rч.max. Паралельно з цим або раніше, по обидва боки автомобільного заїзду в кар'єр 4 з поверхні нижче непорушеного масиву допоміжним екскаватором 12 аналогічного типу з головним 2 відсипають піонерну підпірну стінку 11 блоками 13 і шириною не більшою за максимальний радіус розвантаження R'p.max. Породу доставляють автосамоскидами 14, розвантажують її до відповідного бункера-накопичувача 15, який знаходиться на відстані не більшої за радіус черпання R'ч.max. допоміжного екскаватора 12. Після ущільнення породи, що насипана головним екскаватором 2, допоміжний екскаватор 12 розмішують за головним і відсипають підпірну стінку 16 на відстані від відповідної призми обрушення Z' з навалом породи 17 вище рівня верхньої площадки 18 для роботи допоміжного екскаватора 12. Оскільки допоміжний екскаватор 12 знаходиться нижче рівня роботи головного 2, він перекладає верхню частину його західки 5. Для виконання цієї роботи приймають переважно механічну розкривну лопату. Після досягнення головним екскаватором 2 області автомобільного заїзду 4 з протилежного фронтального борту, допоміжний екскаватор 12 переводять на піонерну підпірну стінку 11 і нарощують її ширину. Потім головний екскаватор 2 відсипає наступну основну відвальну західку 5 у зворотньому напрямку, а допоміжний екскаватор 12 з верхньої площадки 18 піонерної підпірної стінки 11 формує відповідну підпірну стінку 16 услід за головним екскаватором 2 і так до повного заповнення виробленого простору кар'єру 1. Слід зазначити, що те хнічний результат можливо здобути тільки за рахунок придания верхній частині основної відвальної західки безпечного положення, при якому кут її укосу не перевищує природний. При такому способі ведення робіт свіжонасипана порода додатково ущільнюється автосамоскидами під час розвантаження. 6 Відвальна західка, яку відсипає допоміжний екскаватор, служить підпірною стінкою не тільки для нього, але й для головного екскаватора. Збільшена сумарна потужність обох екскаваторів дає змогу інтенсифікувати процес рекультивації відробленого кар'єру. Окрім того, порівняно з існуючою технологією, суттєво знижується відстань переміщення порід розкриву залізницею, що дозволяє вивільнити частину рухомого складу і зменшити собівартість транспортування. Проте слід також урахувати і деяке підвищення відстані перевезення порід автосамоскидами. Економічна ефективність складування порід розкриву до відробленого кар'єру Э (млн.грн.) визначається за формулою: Э = Vзg (lз1 - lз2 )Сз - Vаg (lа1 - lа 2 )Са + Sc в / T, де Vз, Va - об'єми породи, що складуються з використанням залізничного і автомобільного транспорту, млн.м 3; Сз, Са - собівартість перевезення порід залізничним і автомобільним транспортом, грн/т; g - щільність порід розкриву, т/м 3; lз 1 lз 2, lа1 lа2 - відстань перевезення залізничним транспортом і автосамоскидами по старій та новій технології, км; S - площа поверхні виробленого кар'єру, га; Св - витрати на відчуження нових земель під складування порід розкриву, млн.грн./га; Т - термін експлуатації внутрішнього відвалу, роки. [ ] 7 28816 8