Способ отвалообразования при открытой разработке полезных ископаемых

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБРЕТЕиИ;МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРС ый институт им,3 ский ский, Г.В.Осадчий, И.И,Леляя, С.П.Артюхов и А;В.Марковвидетельство СССРЕ 02 О 17/18, 1982.видетельство СССР21 С 41/00, 1980. ВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ РАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСИзобретение относится к способам отвалообразования и может быть использовано в горнодобывающей, строительчой и др. отраслях промышленности,Известен способ возведения насыпи, у которой периферийные участки нижней части выполнены в виде треугольных призм иэ дренирующего грунта, а переувлажненный глинистый грунт в этой части насыпи размещен между треугольными призмами.Известное устройство насыпи предпо-. лагает Фильтрацию воды из глинистого грунта по поверхности ее гряды, т.е. двухмерную консолидацию, В этом случае упрочнение насыпи достигается по истечении 4-5 месяцев и аналогичное устройство предотвала является неприемлемым, например, для открытых горных работ, поскольку в течение 1-2 лесяцев на предотваде необходимо форлировать верхпредлагаемому по достигаемому реб отвалообразова(21) 4840593/03(54) СПОСОБ ОТОТКРЫТОЙ РАЗКОПАЕМ ЫХ 5 Я 2, 1756565 А 1(57) Использование: в гидротехническом, дорот:зм и промышленном строительстве путе, ускорения процесса консолидации переуялажненных пород. Сущность изобретения: в основаниепредотвала в шахматном порядке отсыпают изолированные конусы из переувлажненных глинистых пород, а пространство между конусами и над ними заполняют дренирующей песчаной породой, причем высота слоя дренирующей породы над конусами превышает высоту капиллярного подьема в ней воды, 2 ил,ние отвальные ярусы и под их нагрузкой неуспевший консолидироваться предотвал потеряет сваю устойчивость.Помимо этого, выполненйе периФерийных участков нижней части насыпи в виде треугольных призм из дренирующего грунта, укладку между нимитлинйстой породы и последующую ее засыйку опять дренирующим грунтом являются неприемлемыми с технологической точки зрейия для открытых горных работ, поскольку выполнение этих операций невозможно известным выемочно-погрузочным оборудованием для бестранспортной и транспортно-отвальной системы разработки (драглайнами, отвалообразователямй и транспортно-отвальными мостами).Наиболее близким ктехнической сущности изультату является спосодренаже) в основании внутреннего отвала 25по а.с. М 972095 будут отсыпаны конусы 30 35 лажненных глинистых пород изолированно 45друг от друга в шахматном г 1 орядке; а пространство между конусами и над ними засверху. . 55При разработке, напримеР, горизонтальных месторождений, обводненные глиния, при котором более крепкие породы вскрышного уступа отсыпаются в нижний ярус конусами; менее крепкие породы укладываются во второй ярус веерами, а почвенные породы отсыпаются в верхний ярус гребнями вдоль фронта горных работ.Однако, такое устройство отвала не обеспечивает его устойчивость в сложных гидрогеологических условиях, поскольку: мягкая вскрыша на открытых горных работах представлена двумя типами пород: глинистыми грунтами (различные глины, суглинки) и дренирующими песками. При смачивании указанных пород подземными водами они ведут себя по-разному: несущая способность глинистого грунтауменьшается и они в конце концов начинают "плыть"; несущая способнос ь песков вначале увеличивается (из-за его уплотнения), а потом резко уменьшается и они также начинают "плыть".При умеренном переувлажнении (которое обычно бывает на открытых горных работах при правильно организованном песка как "более крепкой породы", а во второй ярус - "менее крепкие" переувлажненные глинистые породы, В результате пески, отфильтруют воду, а переувлажненные глинистые породы, нагруженные сверху вышележащими отвальными ярусами, "поплывут" и вызовут оползни откоса отвала,Целью изобретения является повышение устойчивости отвала в сложных гидрогеологических условиях путем ускоренияпроцесса консолидации его переувлажненных пород. Поставленная цель достигается тем, что при способе отвалообразования, включающем отсыпку в основание отвала породных конусов й укладку между ними и над ними горной массы; конусы отсыпают из переувполняют слоем дренирующей песчаной породы, причем над конусами слой указанных пород отсыпают высотой, превышающей высоту капиллярного подъема в ней воды; На фиг.1 изображена технологическая схема отсыпки отвала по предлагаемому способу, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид нистые породы 1 нижнего вскрышного уступа, которые в обязательном порядке со-. 5 10 20 провождают пласт полезного ископаемого 2 (например, угля в Днепровском буроугольном бассейне), отсыпаются в основание предотвала в конусы 3, которые располагаются вдоль фронта горных работ в шахматном порядке. В дальнейшем пространство 4 между конусами 3 и пространство 5 над конусами 3 заполняется дренирующей породой (песком) 6 из того же вскрышного уступа тем же выемочно-погрузочным оборудованием. При этом высота слоя дренирующей породы 6 над конусами 3 должна превышать высоту капиллярного подъема в ней воды. На сформированный таким образом из глинистой 3 и песчаной 4 и 5 породы предотвал отсыпаются последующие отвальньсе ярусы б из вскрышных пород верхних уступов 7,Таким образом, по сравнению с известным, предлагаемое изобретение позволит повысить устойчивость предотвала в сложных гидрогеологических условиях путем ускорения процесса его консолидации.Ускорение процесса консолидации глинистых порьд при укладке их обособленными конусами с заполнением межконусного пространства дренирующими (песчаными) породами, переходящими поверх конусов в сплошную подушку, основано на том, что при таком устройстве предотвала создаются условия для трехмерной пространственной консолидации, т,е. вода получает возможность отжиматься не только вертикально, а и в стороны, пр радиусу, тогда как при размещении глин сплошным слоем, в них, в силу значительного превышения длины Фронта работ над реальной мощностью слоя глин, возможна только одномерная, вертикальная фильтрация. Т.е., породы, заполняющие пространство между конусами слабых пород, образуют по сути комбинированный дренаж, в котором межконусная засыпка несет Функцию внутреннего дренажа, а сплошное покрытие является одновременно и консолидирующей нагрузкой и внешней дреной, прийимающей отжимаемую воду;За базовый объект принят способ отвалообразования, который в настоящее время применяется в ПО "Александрияуголь", При этом на разрезах, имеющий оскрышу, представленную песчано-глинистыми породами, для предотвращения деформаций или уменьшения допустимых по условиям устойчивости высот внутренних отвалов рекомендуется не размещать их на породах, склонных к быстрому водопоглощению, что обуславливает снижение сопротивления сдвигу вследствие дополнительного увлажкения, и не допускать скопления таких пород в нижней части отвала.1756565 Поэтому на протяжении многих лет эксплуатации буроугольных разрезов Днепро- басса породы зачистки угольного пласта, представленные легко поглощающими воду слабыми углистыми глинами, удаляются частично или полностью за пределы площадей внутреннего отвалообразования или переэкскавируются в самые верхние горизонты отвалов, что соответствует рекомендациям по обеспечению устойчивости отвалов, При этом в предотвалы отсыпается однородная, хорошо фильтрующая и неразмокающая песчаная порода из вскрышного надугольного уступа.Предлагаемыйспособ отвалообразования позволит отказаться от вспомогательных работ по вызову и переэкскавации слабых пород зачистки угольного пласта, что обеспечит экономический эффект тольбко на одном Верболозовском разрезе в размере 210 тыс.руб./год.Формула изобретения Способ отвалообразования при открытой разработке полезных ископаемых, 5 включающий отсыпку в основание отвалапородных конусов и укладку между ними и над ними горной массы,отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения устойчивости отвала путем ускорения процесса 10 консолидации, конусы отсыпают из переувлажненных глинистых пород изолированно друг от друга в шахматном порядке, а пространство между конусами и над ними заполняют слоем дренирующей песчаной 15 породы, причем над конусами слой указанных пород отсыпают высотой, превышающей высоту кайиллярного подъема в ней воды.