Спосіб будування хвостосховища на внутрішньому відвалі в кар’єрі

Реферат: Спосіб будування хвостосховища на внутрішньому відвалі в кар'єрі, згідно з яким ємності ділянок хвостосховища споруджують в процесі складування порід розкриву на верхньому відвальному уступі відповідно між вершинами суміжних західок. На нахиленій поверхні кожної основним робочим обладнанням формують захисний водотривкий екран шляхом покриття суглинками, які доставляють з вибою у кар'єрі, а кожну наступну ємність для подальшого заповнення пульпою визначають у межах внутрішнього контуру відвалу з урахуванням попередньо визначеної лінії депресійної воронки від профільтрованої води, і так здійснюють це заповнення до повного відпрацювання кар'єрного поля. Досягається безперервне проведення гірничих робіт у діючому кар'єрі без підтоплення та обрушення внутрішньої поверхні відвалу, в одному циклі, виключити надмірні порушення земної площі. UA 107586 C2 (12) UA 107586 C2 UA 107586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до гірничої справи, зокрема до відкритого способу розробки пологих родовищ, де корисні копалини потребують збагачення, а м'які породи розкриву включають суглинки й складуються до внутрішнього відвалу в кар'єрі. Відомий спосіб розробки пологих родовищ, коли в процесі складування порід розкриву консольним відвалоутворювачем у виробленому просторі кар'єру формують робочу ділянку хвостосховища, яку заповнюють рідкими відходами збагачення з видаленням освітленої води стаціонарним обладнанням до акумулюючої ділянки хвостосховища, яка теж розміщена у межах виробленого простору (деклараційний патент України на винахід UA № 69744 АЕ21С 41/26, опубл. 15.09.2004 р.). Недоліком такого способу є складна технологія. Дамби обвалування робочих ділянок хвостосховища, які формують з потокових об'ємів порід розкриву, не забезпечують достатньої надійності збереження та відводу освітленої води із замулюваної ємності. Це призводить до підтоплення виробленого простору, в тому числі робочого устаткування на добувному уступі в кар'єрі з обрушенням робочих та неробочих площадок, що обумовлює неритмічне будівництво хвостосховища у часі. Найбільш близьким по технологічній суті та досягуваному результату будування хвостосховища в діючому кар'єрі є спосіб формування хвостосховища, коли дамби обвалування будують фільтруючими з піскової маси порід розкриву, а профільтровану воду відкачують плавучою насосною станцією у напрямку до відробленого тальвегу балки нижче рівня підошви кар'єру (патент України на винахід UA № 78020 Е21С41/26, опубл. 15.02.2007 р., бюл. № 2). Недоліком такого способу є те, що розташування ділянок хвостосховища над горизонтальними площами дна виробленого простору буде призводити до підтоплення робочої зони кар'єру, обрушення внутрішньої поверхні відвалу порід розкриву та ускладнення процесу складування відходів збагачення. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу будівництва хвостосховища на внутрішньому відвалі у виробленому просторі кар'єра, в якому шляхом запровадження нової технологічної схеми досягається можливість безперервного проведення гірничих робіт у діючому кар'єрі в одному циклі без підтоплення та обрушення внутрішньої поверхні відвалу, виключити надмірні порушення земної площі і, за рахунок цього, суттєво знизити трудомісткість та вартість добувних робіт, підвищити ефективність технології відкритої розробки родовищ корисних копалин. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі будівництва хвостосховища на внутрішньому відвалі в кар'єрі, що включає добування корисної копалини, виймання та складування порід розкриву відвальними уступами, формування ємності ділянок хвостосховища із захисними водотривкими екранами та заповнення їх пульпою з відходами збагачення корисної копалини, відведення профільтрованої води, згідно із винаходом, ємності ділянок хвостосховища споруджують в процесі складування порід розкриву на верхньому відвальному уступі відповідно між вершинами суміжних західок, на нахиленій поверхні кожною з яких основним робочим обладнанням формують захисний водотривкий екран шляхом покриття суглинками, які доставляють з вибою у кар'єрі, а кожну наступну ємність для подальшого заповнення пульпою визначають у межах внутрішнього контура відвалу з урахуванням попередньо визначеної лінії депресійної воронки від профільтрованої води, і так здійснюють це заповнення до повного відпрацювання кар'єрного поля. На кресленні показана технологічна схема будування хвостосховища у виробленому просторі діючого кар'єра. На кресл. позначено: 1 - уступ з добування корисної копалини; 2, 3 і 4 уступи з виймання порід розкриву: основний, верхній і передовий; 5 підошва виробленого простору; 6 - дренуючі траншеї для відводу профільтрованої води; 7, 8 - нижній та верхній відвальні уступи; 9, 10 - передвідвали нижнього й верхнього відвальних уступів; 11 - захисний водотривкий екран із суглинків; 12 - ємність із заскладованими відходами збагачення; 13 вершина суміжного відвального уступу, що зрізується для розширення ємності ділянки хвостосховища; 14, 15 - насипи породи від зрізу вершини суміжної відвальної західки з боку зашламованої й підготовленої для заповнення ємності; 16 - лінія депресійної воронки профільтрованої води для кожної ємності; 17 - заскладовані хвости збагачення в процесі експлуатації; 18 - шар родючого ґрунту із передового уступу, розміщеного на замуленій ємності. Спосіб будування хвостосховища на внутрішньому відвалі в діючому кар'єрі при розробці пологих родовищ корисних копалин з м'якими породами розкриву може бути реалізовано так. Розробку пологого шару корисної копалини в кар'єрі ведуть уступом 1 на повну потужність з попереднім відпрацюванням порід розкриву основним 2, верхнім 3 і передовим 4 уступами та складуванням їх до виробленого простору 5 у внутрішній відвал. 1 UA 107586 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Як робоче обладнання на основному і верхньому уступах 2 і 3 зазвичай використовують потужні роторні екскаватори сумісно з консольними відвалоутворювачами, розташованими на їх нижніх площадках (на кресл. не показано). Виймання корисної копалини на уступі 1 і розкривних 2 і 3 ведуть паралельними західками. Верхня частина уступу 3 представлена суглинками, які є основною продуктивною масою для будівництва захисного екрана хвостосховища й виймаються роздільно у міру потреби основним виймальним обладнанням кар'єру. Передовий уступ 4 складається з потенційно родючих порід, які використовують для нанесення на замулену поверхню ділянки хвостосховища у процесі його рекультивації. Одночасно з відпрацюванням добувного уступу 1 паралельно йому по підошві виробленого простору 5 проводять дренуючу траншею 6, яку готують до пропуску кар'єрних і відвальних вод шляхом заповнення крупнозернистим піском, гравієм, щебенистою скельною породою тощо. Породи розкриву виймають з кар'єру і складають до виробленого простору західками в одному циклі з формуванням ємностей хвостосховища для складування відходів збагачення корисної копалини відповідно двома відвальними уступами, нижнім 7 і верхнім 8. Для підвищення їх стійкості попередньо у основі кожного з них основним відвальним обладнанням відсипають передвідвали 9 і 10. Вершину кожної відвальної західки верхнього уступу 8 на завершальній стадії відсипки покривають шаром суглинків до контакту з поверхнею передвідвалу 10. За рахунок падіння з висоти розвантажувальної консолі відвалоутворювача суглинки ущільнюються й утворюють захисний водотривкий екран 11 по всій верхній площі поперечного перерізу між суміжними вершинами відвальних західок верхнього відвального уступу 8, утворюючи таким чином ємність для складування відходів збагачення 12. Для збільшення об'єму таких ємностей вершини суміжних верхніх відвальних західок 13 зрізають бульдозерами, породу розкриву й суглинки водотривкого екрана II рівномірно розподіляють до насипів з боку зашламованої ділянки 14 хвостосховища та у напрямку до робочого простору кар'єра 15. Площу екрана 11 ущільнюють бульдозерами та спеціальними котками. У процесі експлуатації підприємства відходи збагачення подають сумісно з водою у вигляді пульпи послідовно до ємностей накопичувачів 12, 17 тощо. Під час складування відходів збагачення освітлену воду відкачують з ємності 12, 17 насосами й відводять за межі хвостосховища для подальшого використання. Частина води профільтровується через екран 11 і тіло відвалу до його основи 5 й відводиться за межі робочого простору кар'єра дренуючими траншеями 6. Наряду з цим для попередження затоплення добувного уступу 1 для кожної відвальної західки визначають проектне положення лінії депресійної воронки 16 при заповненні кожної робочої ємності 12, 17, таким чином, щоб воронка була у межах нижніх брівок відвальних уступів нижнього ярусу 7, 9 і 10. Далі, з урахуванням контуру цієї воронки, заповнюють відповідну ємкість, наприклад 17. У міру заповнення ємності 12 до граничних контурів кар'єрного поля їх рекультивують шляхом покриття зашламованої поверхні шаром потенційно родючих порід 18, які видобувають у кар'єрі передовим уступом4 і транспортують до місця призначення колісною технікою. І так до повного відпрацювання кар'єрного поля у безперервному циклі у встановлених межах. Запропоноване технічне рішення буде реалізовано при експлуатації Мотронівського кар'єру Вільногірського гірничо-металургійного комбінату по видобуванню титановмісних пісків. Впровадження наведеної технології дозволяє зберегти від порушення зовнішнім хвостосховищем понад 1200 га земної площі та отримати економічний ефект у розмірі понад 67,08 млн. грн., який розраховано по формулі: Ε=S·(ΚР+KВ-СР)=1200*(82,87-20,64-5,7) 67836 тис. грн., де S - площа рекультивованих земель, га; ΚР, Κв - вартість 1 га земель під ріллею і вигонами, грн.; СР - собівартість рекультивації 1 га порушених земель, грн. Наведені показники підготовки виробленого простору Монтронівського кар'єру до рекультивації за новою технологією, підтверджують високу ефективність заявленого технічного рішення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 Спосіб будування хвостосховища на внутрішньому відвалі в кар'єрі, що включає добування корисної копалини, виймання та складування порід розкриву відвальними уступами, формування ємності ділянок хвостосховища із захисними водотривкими екранами та заповнення їх пульпою з відходами збагачення корисної копалини, відведення профільтрованої води, який відрізняється тим, що ємкості ділянок хвостосховища споруджують в процесі складування порід розкриву на верхньому відвальному уступі відповідно між вершинами 2 UA 107586 C2 5 суміжних західок, на нахиленій поверхні кожної з яких основним робочим обладнанням формують захисний водотривкий екран шляхом покриття суглинками, які доставляють з вибою у кар'єрі, а кожну наступну ємкість для подальшого заповнення пульпою визначають у межах внутрішнього контуру відвалу з урахуванням попередньо визначеної лінії депресійної воронки від профільтрованої води, і так здійснюють це заповнення до повного відпрацювання кар'єрного поля. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3