Спосіб відвалоутворення

Корисна модель відноситься до гірничої промисловості і може бути використана при розробці родовищ корисних копалин при відвалоутворенні. Відомий бульдозерний спосіб відвалоутворення при залізничному транспорті, включаючий доставку розкривних порід залізничним транспортом і розміщення їх на приймальному майданчику з подальшим відсипанням порід в нижній і верхній підуступи відвального ярусу на ширину відвальної заходки і перекладання рельсових шля хів [Новожилов М.Г. і ін. Те хнологія відкритої розробки родовищ корисних копалин. М «Надра» 1971 ч. 1 з. 443]. Проте даний спосіб недостатньо ефективний через недостатню висоту відвала і характеризується заняттям великих площ земельного відведення. Найбільш близьким технічним рішенням до пропонованого є спосіб відвалоутворення, що включає доставляння розкривних порід на відвал залізничним транспортом, розміщення їх на приймальному майданчику, переміщення породи в проміжний штабель, формування нижнього підуступу чергуванням відсипання породи і її виположування похилими шарами, наступне відсипання верхнього підуступ у і установлення відвалу на кінцевий контур на земній поверхні у формі терас і підуступів [А.С. СРСР № 1008447]. У відомому способі відвалоутворення формування виположенного укосу веде до заниження кута укосу відвала, підвищенню питомої землеємності відвала, збільшенню об'єму робіт по гірничотехнічній рекультивації по формуванню терас. Задачею корисної моделі є удосконалення способу відвалоутворення за рахунок формування похилих шарів клиноподібної форми, верхня твірна яких має заданий кут на хилу і довжину та формування горизонтальної верхньої твірної останнього шару на задану довжину, що дозволяє збільшити об'єм у відвал порід, що укладаються, понизити питому землеємність відвалу і зменшити об'єм робіт по формуванню терас при гірничотехнічній рекультивації. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб відвалоутворення включає доставляння порід на відвал залізничним транспортом, розміщення їх на приймальному майданчику, переміщення породи в проміжний штабель, формування нижнього підуступ у чергуванням відсипки породи на і її виполажування похилими шарами, наступне відсипання верхнього підуступу і установлення відвалу на кінцевий контур на земній поверхні у формі терас і підуступів. Згідно з корисною моделлю похилі шари формують клиноподібної форми, верхня твірна яких має кут нахилу, який визначають за формулою: æ ö HH - n × h b n = arctgç ç H × ctgb - n × h × ctga - (n - 1)b ÷ ÷ è H ø де Нн - висота нижнього ярусу; a - кут природного укосу; n - порядковий номер шару; b - кут виположування; h - висота проектуємої тераси; b - ширина проектуємої тераси, довжину вер хньої твірної визначають за формулою H - n ×h ln = H sinbn а останній шар формують з горизонтальною верхньою твірною, довжину якої визначають за формулою L = HH × ctgb - n × h × ctga - (n - 1) × b Заявлена корисна модель ілюструється наступними схемами, де на Фіг.1 представлена схема нижнього підуступу та відвалу утворення відкосу, на Фіг.2 - схема формування похилого шару, на Фіг.3 - розрахункова схема, на Фіг.4 - відвал у відсипаному вигляді. Корисна модель реалізується таким чином. Розкривні породи доставляють на відвал залізничним транспортом (1) (Фіг.1), і розміщують на приймальному майданчику (2). Переміщують їх бульдозером (3) в проміжний штабель (4) та бульдозером (5) в ніжній підуступ (6) відвального ярусу, висипаючи кожну частину відвальної заходки на ширину A' = Hg (ctg b - ctg a ) , де Hg - висота відвального ярусу при куті стійкого укосу, який дорівнюється куту природного укосу; a - кут природного укосу; b - кут виположування. Потім виположують укос бульдозером (7) до кута стійкого укосу, шляхом переміщення порід з верхньої частини (8) нижнього підуступу в його нижню частину (9). Роботи по відсипанню частин заходки та їх виположування виконують до певної ширини заходки і досягнення її нижньої бровки межі відвалу на земній поверхні. Після чого продовжують переміщувати породи бульдозером (Фіг.2) на ширину відвальної заходки, звідки її бульдозером (7) переміщують в нижню частину нижнього підуступ у і формують похилий шар клиноподібної форми (10). Верхню твірну похилого шару формують під кутом нахилу, який визначають за формулою: æ ö HH - n × h b n = arctgç ç H × ctgb - n × h × ctga - (n - 1)b ÷ ÷ è H ø де Нн - висота нижнього ярусу; a - кут природного укосу; n - порядковий номер шару; b - кут виположування; h - висота проектуємої тераси, b - ширина проектуємої тераси. Ця формула отримана з трикутника BCD (Фіг.3) утвореного шаром порід, як відношення висотипохилого шару (CD) до закладення його укосу (BD). Довжину верхньої твірної похилого шару клиноподібної форми виконують рівною: H -n × h ln = H sinb n Ця формула також отримана з вище зазначеного трикутника, як співвідношення між висотою похилого шару порід (CD) та довжини його верхньої твірної H - n ×h CD HH - n × h = = sinb n ln = H BC ln sinbn звідки Аналогічним чином формують подальші шари. Останній шар нижнього піду ступ у формують з горизонтальною твірною на довжину L = HH × ctgb - n × h × ctga - (n - 1) × b Дана формула отримана як різниця заставляння укосу (AM) (Фіг.3) з трикутника ADM і закладання укосу (AN) з трикутника ABN. Після цього відсипають верхній підуступ із залишенням на верхньому майданчику нижнього підуступ у горизонтальної тераси (Фіг.4). Реалізацію пропонуємої корисної моделі розглядаємо на прикладі відсипання відвала із глин. Під відвал відведено участок квадратної форми 1000х1000м. Відвал відсипають ярусом висотою 45м. Кут виположування b=20°. Висота нижнього підуступ у Н н=40м, верхнього Нв=5м. Задамося параметрами тераси: висота hт=5м, ширина тераси bт=5м. Кількість підуступів n=40/5=8. Кількість терас m т=(8-1)=7. Розкривні породи доставляють на відвал залізничним транспортом і розміщують на приймальному майданчику. Звідки бульдозером, наприклад ДЕТ-250, їх переміщують в проміжний штабель. З проміжного штабеля їх переміщують в ніжній підуступ. Відвальну заходку відсипають частинами. Ширина кожної частини A' = Hg (ctg b - ctg a ) = 20(ctg 20° - ctg 36 ) = 27 м дорівнює . Після цього виположують частину до стійкого кута відкосу похилим шаром. Роботи по відсипанню частини заходки та її виположування виконують на повну ширину заходки A=Lq=110м, де Lq - допустима довжина ходу бульдозера Lq=110м. При цьому нижня бровка виположеної заходки досягає границь відвалу на земній поверхні. Потім продовжують переміщувати породи на ширину відвальної заходки, звідки їх другим бульдозером переміщують під укос чим формують 1-й похилий шар клиноподібної форми. Кут уклону верхньої твірної першого похилого шару визначають по формулі: æ ö HH - n × h b n = arctgç ç H × ctgb - n × h × ctga - (n - 1)b ÷ = ÷ è H ø æ ö 40 - 1× 5 = arctgç ç 40 × ctg20° - 1× 5 × ctg36° - (1 - 1) × 5 ÷ = 18°30' ÷ è ø Довжину верхньої твірної першого шару визначають за формулою: H - n× h 40 - 1× 5 ln = H = = 109 м sinbn sin18°30' Потім таким же чином формують другий похилий шар клиноподібної форми. Кут нахилу верхньої твірної 2-го шару: æ 40 - 2 × 5 ö b2 = arctgç ç 40 × ctg20° - 2 × 5 × ctg36° - (2 - 1) × 5 ÷ = 18° ÷ è ø Довжина верхньої твірної 2-го шару складе: 40 - 2 × 5 ln = = 96,7 м sin18 ° Аналогічним чином формують наступні похилі шари клиноподібної форми. Останній шар виконують з горизонтальною верхньою твірною на довжину, яка визначається за формулою: L = HH × ctgb - n × h × ctga - (n - 1) × b = 40 × 2,75 - 8 × 5 × 1,43 - 7 × 5 = 29 м Після цього відсипають верхній підуступ з залишанням на верхньому майданчику нижнього підуступ у горизонтальної тераси заданих розмірів. Збільшення об'єму розкривних порід від здійснення корисної моделі визначається за формулою: H DV = [H0 × ctga + (n - 1) × b - H0 × ctgb0 ] × 0 × 4L0 = 2 45 [ 45 × 1,4 + 8 × 5 - 45 × 2,75] × × 1000 = 1800000м3 2 де Н 0- висота відвалу; b 0 - кут виположиного укосу; L0 - довжина сторони відвалу. Таким чином, використання пропонуємої корисної моделі дозволить додатково розмістити у відвал 1,8млн. м 3 розкривних порід, без заняття додаткових площ землі, попередньо провести роботи по будуванню терас, які будуть го тові до рекультивації після їх планування.