Спосіб засипки виробленого простору кар’єру

Реферат: Спосіб засипки виробленого простору кар'єру включає доставку скельної породи розкриву автомобільним транспортом, розвантаження її до відвальних західок, які переміщують від одного із торців відпрацьованого кар'єру у напрямку до протилежного уздовж обох фронтальних бортів зі змиканням їх нижніх брівок між собою та плануванням верхніх площадок бульдозером. Відвальні західки формують почергово від початкового контуру уздовж обох фронтальних бортів з випередженням передової на одному із бортів відносно протилежної на встановлену ширину поверхнею в1 (м) та низом в2 (м) зі змиканням їх нижніх брівок між собою. Довжина відвальних західок поверхнею l1 та l2 (м) не більша за горизонтальну проекцію укосів відповідних фронтальних бортів во.в і во.л (м). Внутрішню ємність між боковими укосами обох відвальних західок повністю заповнюють породою на ширину сформованої протилежної західки. Передову й протилежну західки переміщують уперед й заповнюють внутрішню ємність між ними у наведеному вище порядку, а заплановану засипану площу рекультивують. UA 103497 U (54) СПОСІБ ЗАСИПКИ ВИРОБЛЕНОГО ПРОСТОРУ КАР'ЄРУ UA 103497 U UA 103497 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до відкритого способу розробки крутих родовищ корисних копалин, коли з'являється потреба складувати скельні породи розкриву у виробленому просторі кар'єрів глибиною 200-300 м, які доставляють автомобільним транспортом із діючих поряд підприємств. Відомий спосіб складування порід розкриву при відкритій розробці апатитових руд на Кольському півострові у гірський місцевості. При цьому ранішні відвали знаходяться на гірських схилах висотою до 600-800 м над прилягаючими долинами. Відсипку породи ведуть ярусами висотою до 100 м з формуванням між ними транспортних площадок і берм безпеки потрібної ширини. Відвалювання здійснюють західками шириною 2-3 м, довжина яких по фронту розвантаження становить 50-60 м. Породу доставляють автосамоскидами й розвантажують через породний запобіжний вал на схил відвалу. Після повного заповнення фронту забіжками вал перемішують бульдозером вперед у сторону вільного простору, відсипку порід зупиняють, а фронт розвантаження автосамоскидів переміщують уздовж відвалу на нову західку. Такий цикл повторюють до повного проходження усього фронту відвала. Потім фронт розвантаження повертають до місця початкового розміщення. При цьому зсув відсипаної ділянки зупиняється або знижується до мінімального значення приблизно за 1-2 місяця. Безпосередній контроль і керування відвалюванням здійснює спеціальна маркшейдерська група [Проблемы разработки Удоканского месторождения меди [текст] / С.Н. Родионов, С.П. Решетняк, Э.Б. Краснопольський и др., под ред. Н.Н. Мельникова. Апатиты: изд. Кольского науч. Центра АН СССР. - 1990. - 193 с.]. Недоліком такого способу є те, що в умовах ведення відкритих робіт на рівнинній земній поверхні засипка виробленого простору відпрацьованого глибокого кар'єру з формуванням декількох внутрішніх відвальних ярусів значної висоти суттєво збільшує відстань перевезення порід розкриву. Завдяки розташуванню 2-3 транспортних площадок між відвальними ярусами кут укосу відвалу зменшується. Відповідно до цього значно знижується й поточна приймальна здатність виробленого простору кар'єру. Організація відвальних робіт суттєво ускладнюється. Найбільш близьким за технологічною суттю та досягнутим результатом засипки виробленого простору відпрацьованого кар'єру є спосіб складування скельних порід розкриву з формуванням єдиного упору для двох відвальних західок, які відсипають з поверхні протилежних фронтальних бортів до єднання їх нижніх брівок між собою, що включає доставку відвальної породи технологічним транспортом до борту кар'єру, розвантаження її до приймального бункеру, утвореного у непорушеному масиві верхнього уступу на борту відпрацьованого кар'єру нижче рівня транспортних комунікацій, подальше переміщення породи транспортним засобом по верхньою внутрішнього відвалу з визнаного торця кар'єру з формуванням його відвальними західками. [А.Ю. Дриженко. Карьерные технологические горнотранспортные системы. - Д. - Державний ВНЗ "НГУ". - 2011. - С. 451-458]. Недоліком такого способу є те, що складування порід розкриву до виробленого простору розглянуто тільки у поперечному перерізі відпрацьованого кар'єру. У поздовжньому просторі безпечні засоби стабілізації стійкості відвальних західок не передбачені. Тому можливі їх зсуви у поздовжньому напрямку. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу засипки виробленого простору глибокого кар'єру, в якому шляхом ведення нових технологічних операцій досягається можливість підвищення ступеня безпечного відвалювання скельних порід розкриву у безперервному процесі, особливо при великій глибині виробленого простору, виключення технологічних простоїв, стабілізації стійкості та приймальної здатності внутрішніх відвалів, і за рахунок цього, спрощення процесу відновлення порушених земель на значних площах і глибинах вироблених кар'єрів зі зниженими експлуатаційними витратами. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі засипки виробленого простору кар'єру, що включає доставку скельної породи розкриву автомобільним транспортом, розвантаження її до відвальних західок, які переміщують від одного із торців відпрацьованого кар'єру у напрямку до протилежного уздовж обох фронтальних бортів зі змиканням їх нижніх брівок між собою та плануванням верхніх площадок бульдозером, згідно з корисною моделлю відвальні західки формують почергово від початкового контуру уздовж обох фронтальних бортів з випередженням передової на одному із бортів відносно протилежної на встановлену ширину поверхнею в1 (м) та низом в2 (м) зі змиканням їх нижніх брівок між собою, причому довжина відвальних західок поверхнею l1 та l2 (м) не повинна бути більшою за горизонтальну проекцію укосів відповідних фронтальних бортів во.в і во.л (м), після чого внутрішню ємність між боковими укосами обох відвальних західок повністю заповнюють породою на ширину сформованої протилежної західки, після чого передову й протилежну забіжки переміщують уперед й 1 UA 103497 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 заповнюють внутрішню ємність між ними у наведеному вище порядку, а заплановану засипану площу рекультивують. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - доставка скельної породи розкриву автомобільним транспортом, - розвантаження її до відвальних західок, які переміщують від одного із торців відпрацьованого кар'єру у напрямку до протилежного уздовж обох фронтальних бортів зі змиканням їх нижніх брівок між собою та плануванням верхніх площадок бульдозером Новими суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - відвальні західки формують почергово від початкового контуру уздовж обох фронтальних бортів з випередженням передової на одному із бортів відносно протилежної на встановлену ширину поверхнею в1 (м) та низом в2 (м) зі змиканням їх нижніх брівок між собою; - довжина відвальних західок поверхнею l1 та l2 (м) не більша за горизонтальну проекцію укосів відповідних фронтальних бортів во.в і во.л (м); - внутрішню ємність між боковими укосами обох відвальних західок повністю заповнюють породою на ширину сформованої протилежної західки; - після чого передову й протилежну забіжки переміщують уперед й заповнюють внутрішню ємність між ними у наведеному вище порядку; - заплановану засипану площу рекультивують. - Таким чином завдяки сукупності відомих і нових суттєвих ознак стало можливим здійснення причинно-наслідкового зв'язку між ними та одержаним технічним результатом. На фігурах 1, 2 і 3 показана послідовність засипки виробленого простору відпрацьованого кар'єру, на яких у плані (фіг. 1), поперечному (фіг. 2) та поздовжньому (фіг. 3) перерізах позначено: 1 - контур відпрацьованого кар'єру по поверхні; 2 - початковий контур внутрішнього відвалу поверхнею на торці кар'єру; 3, 4 і 5 - послідовність переміщення передової й протилежної відвальних західок при складуванні порід зі сторони висячого й лежачого бортів відпрацьованого кар'єру відповідно; 6 - ширина заповнення виробленого простору між протилежними відвальними західками поверхнею зі сторони висячого й лежачого бортів; 7 лінія укосу передової відвальної західки зі сторони висячого борту кар'єру; 8, 9 - послідовність переміщення лінії укосу протилежної відвальної західки зі сторони лежачого борту кар'єру відповідно до посування передової відвальної забіжки; в1, в2 - ширина відвальних західок на верхній і нижній площадках відвалу; l1, l2,l3 - довжина відвальних західок зі сторони висячого й лежачого бортів та по центру відповідно; Нк, Вк, вк - глибина й ширина відпрацьованого кар'єру поверху та низом; во.в, во.л - горизонтальна проекція укосів зі сторони висячого й лежачого фронтальних бортів; β, γ - кути укосів неробочих бортів кар'єру й складованої породи. Спосіб засипки виробленого простору глибокого кар'єру 1 з шириною поверхнею Вк (м) і глибиною Нк (м) характеризується початковим положенням контуру внутрішнього відвалу 2, який сформовано на торці зі сторони діючого поряд кар'єру. Передову відвальну західку 3 відсипають з поверхні початкового контуру 2, наприклад, зі сторони висячого борту кар'єру 1 довжиною l1 (м) таким чином, щоб її внутрішній край не перетинав горизонтальну проекцію укосів відповідного борту шириною во.в (м). Після відсипки передової відвальної західки 3 на стійку ширину поверхнею в1 (м) з протилежної сторони виробленого простору назустріч їй відсипають відвальну західку 4 аналогічної ширини в1 (м) і довжиною поверхнею l2 (м), яка не повинна бути більшою за горизонтальну проекцію во.л (м) лежачого борту кар'єру 1. Оскільки кут природного укосу внутрішнього відвалу, що відсипається виключно скельними породами розкриву не перевищує γ=35-37°, то можливу ширину в (м) виробленого простору по дну кар'єру 1. Яку можливо засипати з початкового положення на граничну глибину Нк (м) з перетинанням нижніх брівок передової 3 й протилежної 4 відвальних західок між собою, визначають за формулою: в=2Нк(ctgβ+ctgγ), де β - кут укосу фронтальних бортів виробленого кар'єру, град. Після цього, поряд з відсипаною передовою західкою 3, від верхньої брівки висячого борту кар'єру 1 продовжують складувати породи розкриву до нової аналогічної західки 5 зі змиканням нижньої брівки її укосу 7 з укосами 8 і 9 протилежної західки 4, яку починають розширювати до рівня передової 5. Остаточну ємність 6 між торцями західок 4 і 5 заповнюють породами розкриву на ширину в1 (м) і довжину l3 (м). Висота внутрішнього відвалу при змиканні укосів передової й протилежної відвальних західок на рівні 100 м від поверхні є достатньою за стійкістю. На підставі цього довжину l3 (м) західки 6 визначають за формулою: l3=2100ctgγ, м. Нижня торцева брівка 7 західки 5 випереджує аналогічні брівки 8, 9 протилежної західки 4 на ширину в2 (м), значення якої залежить від стійкості відвальних порід. Після цього, у наведеному 2 UA 103497 U 5 10 15 20 25 30 35 порядку заповнюють наступні передові й протилежні західки, а заплановану поверхню внутрішнього відвалу рекультивують у сільськогосподарському напрямку або відводять для складування порід розкриву. При цьому технічний результат можливо здобути за рахунок можливості виконання безперервного процесу повної засипки виробленого простору кар'єру відвальними породами з використанням тільки бульдозера як відвального обладнання. Запропонована технологія засипки виробленого глибокого кар'єру дозволяє отримати у сукупності значну економію матеріальних і грошових ресурсів, а також зробити придатною площу до сільськогосподарської рекультивації або подальшого складування порід розкриву у відвал над рівнем земної поверхні до можливої висоти. Так, в умовах відкритої розробки родовищ залізистих кварцитів ВАТ "АрселорМіттал Кривий Ріг" є можливість складувати скельні породи розкриву до виробленого простору кар'єру № 1 глибиною 300 м. Впровадження технології засипки згідно з найближчим аналогом показало, що формування відвальних західок з поверхні протилежних фронтальних бортів тільки до єднання їх нижніх брівок між собою є недостатнім і технологічно за складним. Виконання постійного маркшейдерського контролю за зсувом поверхні внутрішнього відвалу суттєво знижує його приймальну здатність, значно здорожує собівартість відвалювання. Засипка ж виробленого простору у поперечному напрямку від одного із торців кар'єру з позачерговим формування відвальних західок невеликої ширини зі змиканням їх нижніх брівок дозволяє своєчасно забезпечити безпечну експлуатацію автосамоскидів при розвантаженні й бульдозера - при плануванні відсипаних порід. Встановлено, що при ширині відпрацьованого кар'єру № 1 поверхнею на рівні 1000 м горизонтальна ширина укосів його фронтальних бортів складає по 360 м, а дна - 280 м. Кути укосів фронтальних бортів і відвальних порід відповідно становлять 40-42° і 35-37°. Обсяг порід 3 розкриву із кар'єру № 2 для внутрішнього складування може сягати 1,9 млн. м щорічно. При ширині відвальних західок 5-6 м до передової й внутрішньої західок буде складуватися до 1,2 3 3 млн. м породи, до центральної частини на глибину 100 м - 70 тис. м . На підставі цього вказана система відвальних західок буде відсипана за 7,5 місяців, що достатньо для забезпечення стійкості поверхні відвалу. Економічна ефективність полягає не тільки у суттєвому скороченні відстані транспортування порід розкриву порівняно із зовнішніми відвалами, а й у відновленні для сільськогосподарського користування понад 1200 га поверхні внутрішнього відвалу шляхом 3 складування 75,4 млн. м порід розкриву. Застосування корисної моделі дасть можливість удосконалення способу засипки виробленого простору глибокого кар'єру, в якому шляхом введення нових технологічних операцій досягається можливість підвищення ступеня безпечного відвалювання скельних порід розкриву у безперервному процесі, особливо при великій глибині виробленого простору, виключення технологічних простоїв, стабілізації стійкості та приймальної здатності внутрішніх відвалів, і за рахунок цього, спрощення процесу відновлення порушених земель на значних площах і глибинах вироблених кар'єрів зі зниженими експлуатаційними витратами. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Спосіб засипки виробленого простору кар'єру, що включає доставку скельної породи розкриву автомобільним транспортом, розвантаження її до відвальних західок, які переміщують від одного із торців відпрацьованого кар'єру у напрямку до протилежного уздовж обох фронтальних бортів зі змиканням їх нижніх брівок між собою та плануванням верхніх площадок бульдозером, який відрізняється тим, що відвальні західки формують почергово від початкового контуру уздовж обох фронтальних бортів з випередженням передової на одному із бортів відносно протилежної на встановлену ширину поверхнею в1 (м) та низом в2 (м) зі змиканням їх нижніх брівок між собою, причому довжина відвальних західок поверхнею l1 та l2 (м) не більша за горизонтальну проекцію укосів відповідних фронтальних бортів во.в і во.л (м), після чого внутрішню ємність між боковими укосами обох відвальних західок повністю заповнюють породою на ширину сформованої протилежної західки, після чого передову й протилежну західки переміщують уперед й заповнюють внутрішню ємність між ними у наведеному вище порядку, а заплановану засипану площу рекультивують. 3 UA 103497 U 4 UA 103497 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5