Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 174594 Ж( 51)5 Е 21 И У А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ СКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Научно-исследовательский институт по проблемам Курской магнитной аномалии им. Л.Д,Шевякова(56) Авторское свидетельство СССР М 659748, кл, Е 21 С 41/26, 1977.Авторское свидетельство СССР М 754062, кл. Е 21 С 41/26, 1978.(54) СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ОТКРЪТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕ(57) Использование: формирование и рекультивация отвалов. Сущность изобретения: вначале формируют пионерские насыпи с веерными заездами, Пионерские насыпи формируют обособленными участками, Затем отсыпают вышележащие яруса 3, 4, 5 с отставанием по контуру отвала. До смыкания отдельных ярусов по контуру отвала между ними оставляют транспортные бермы 6, После смыкания нижних ярусов выполаживают внешние откосы от участка смыкания в сторону въездов. Работы по выполаживанию откосов ведут параллельно с работами по формированию вышележащих отвальных яоусов. 1 з.п. флы,4 ил.40 45 50 55 Изобретение относится к горной промышленности и может использоваться при формировании и рекультивации отвалов на открытых горных работах,Известен способ отвалообрэзования, в соответствии с которым породы в автосамосвалах доставляют по наклонным въездам на верхнюю площадку отвального яруса, разгружают е вблизи верхней бровки откоса и перемещают под откос бульдозерами. При этом развитие отвала осуществляют от его центра к периферии.Недостатком данного способа отвалообразования является то, что формирование вышележащих ярусов можно производить только после отсыпки нижележащих ярусов, а также то, что приоткосные зоны и верхние площадки отвальных ярусов находятся в рабочем состоянии вплоть до момента выхода их на проектные контуры. Указанная особенность сдерживает развитие фронта отвальных работ и диктует необходимость отодвигать сроки рекультивации на значительный период времени, часто соизмеримый с периодом окончания формирования отвала в проектных контурах.Известен способ отвалообразования и рекультивации многоярусных отвалов, когда после построения террасы первого яруса до начала отсыпки второго яруса производят покрытие откоса и площадки террасы первого яруса потенциально плодородным слоем с повторением указанных операций после отсыпки каждого яруса.Недостатком способа является сдерживание фронта развития последующих ярусов и. отнесение сроков начала рекультивации на момент окончания отсыпки соответствующего яруса отвала.Наиболее близким к заявляемому является способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий отсыпку пород ярусами по кольцевой схеме от периферии к центру с укладкой потенциально плодородных пород во внешней откосной части каждого яруса и образованием при достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных пород,Недостатками известного способа являются низкая приемная способность отвала, высокий расход потенциально плодородных пород, а также снижение темпов рекультивации откосов из-за отставания на год операций по их выполаживанию и необходимости подготовки площадок для размещения техники на выполаживаемом откосе перед началом рекультивации, Кроме того,5 10 15 20 25 30 35 непрерывное (без ограничений) увеличение высоты откосов отвальных ярусов с внутренней стороны отвала на определенном этапе его формирования неизбежно приведет к потере устойчивости и блоковому обрушению приоткосных зон, т,е, созданию на отвале аварийной ситуации.Цель изобретения - интенсификация отвалообразования и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы.Поставленная цель достигается тем, что в способе отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающем доставку пород к месту складирования, отсыпку пионерных и вышележащих ярусов под откос по кольцевой схеме от периферии отвала к его центру, укладку потенциально плодородных пород во внешних, а неплодородных пород во внутренних частях отвальных ярусов и формирование при достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных пород, с целью интенсификации отвалообразовэния и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы пионерные насыпи по контуру отвала формируют прерывистыми с независимыми заездами, при этом ведут опережающее развитие нижележащих ярусов во встречных направлениях вдоль внешних границ земельного отвода, а отсыпку вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала ведут до высоты, удовлетворяющей условию: где Ьп - высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ь - высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, м;М+1 - высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ня,р - предельная высота отвального яруса, м;1,8 - эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткасной части в зоне отсыпки.Под предельной высотой отвального яруса в данном случае понимается такая его высота, при которой еще сохраняется его устойчивое состояние при угле естественного откоса,При атом выполаживание внешних откосов отвальных ярусов ведут после их смыкения на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвальные яруса,Формирование пионерных насыпей по контуру отвала прерывистыми с независимыми заездами при опережающем развитии н ижел ежа щих я русов во. встреч н ы х направлениях вдоль внешних границ земельного отвода позволяет интенсифицировать формирование отвала при любом плановом объеме направляемых на отвал пород вскрыши; избежать простоев, связанных с пропускной способностью транспортных коммуникаций; сократить затраты на транспортировку пород по отвалу; совмещать во времени процессы формирования отвала и выполаживания его откосов при рекультивации.Отсыпка вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала до высоты, удовлетворяющей условиюиХп - ХЬ + п+1 1 8 Ня,пр,где йп - высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ь - высота отвального яруса с внутренней стороны отвала,. отсыпанного по всей площади земельного отвода. м;йп+1 - высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ня.пр - предельная высота отвального яруса, м;1,8 - эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткосной части в зоне отсыпки,обеспечивает безопасные условия работы людей и оборудования на отвале и определяет последовательность заполнения отвальными породами внутренних зон отвала.Выполаживание внешних откосов отвальных ярусов после их смыкания на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвальные яруса позволяет сократить время между отсыпкой отвала и его рекультивацией до минимума,Проведение работ по выполаживанию откосов от участка смыкания к вьездам позволяет интенсифицировать процессы рекультивации при обеспечении оптимальных условий работы оборудования на отвале.На фиг. 1 показан план отвала при отсыпке его, например, двумя независимыми участками, когда отвальные ярусы вдоль35 ся ненарушенными транспортные бермы 40 45 ловию 55 5 10 15 20 25 30 внешних границ еще не сомкнулись на смежных участках по внешнему контуру отвала: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг, 1; на фиг, 3 - план отвала, когда три нижних яруса по внешнему контуру отвала сомкнулись и рекультивированы со стороны внешнего откоса; на фиг, 4 - разрез Б-Б на фиг. 3,На фиг. 1 - 4 приняты следующие обозначения: 1 - веерные заезды; 2 - нижние ярусы отвала; 3 - 5 - второй, третий и четвертый вышележащие яруса отвала; б - транспортные бермы,Способ осуществляегся следующим образом;На флангах земель.зго отвода по его внешнему контуру, например, с помощью автотранспорта и бульдозеров формируют пионерные насыпи с веерными заездами 1, Пионерные насыпи формируют на высоту нижнего яруса 2 двумя обособленными участками при ширине верхних площадок 50 м. Вышележащие яруса 3-5 отсыпают на нижележащих с отставанием по контуру отвала тоже на 50 м. Пока отдельные яруса по контуру отвала не сомкнулись, между ними оставляют транспортные бермы 6 шириной, например, 13 м, После смыкания нижних ярусов на любом участке отвала приступают к выполаживанию их внешних откосов от участка смыкания в сторону въездов. В результате на любом этапе работ по еыполаживанию откосов сохраняются опт и м а л ь н ы е ус л о в и я дл я работы оборудования на отвале, так как сохраняютмежду участками выполаживания и заездами на отвалПри этом работы по выполаживению откосов ведутся параллельно с работами по формированию вышележащих отег 1 ьных ярусов, чем обеспечивается интенсификация отвальных и рекультивационных работ. Каждый вышележащий ярус отвала формируют с его внутренней стороны отсыпкой под откос при высоте, удовлетворяющей усиХ Ьп - Х Ь + Ьп+- " 1,8 Н я.пр где пп - высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ь - высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, м;йп+1 - высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;. Ня.пр - предельная высота отвального яруса, м;1,8 - эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами пофактору развития деформаций приоткоснойчасти в зоне отсыпки. 5В результате соблюдения данного условия исключаются блоковые обрушения приоткосных зон отвальных ярусов и тем самымна рабочих площадках обеспечивается безопасность работы оборудования и людей, 10П р и и е р. Необходимо определить, докакой высоты с внутренней части отваламожно отсыпать верхний ярус с сохранением безопасных условий работы на отвале,если Ня,пр,=30 м, пп=5 м, количествоярусов 1510, с внутренней стороны отвала яруса неотсыпались, т е, Ь = О, 1,8 Ня,пр =54 м.Находим: 50 - О + 554, т.е. условиебезопасности работы на отвале не обеспечивается (5455). Следовательно, 11-й ярус 20отсыпать нельзя, Чтобы обеспечить безопасные условия работы на отвале при от-.сыпке 11-го яруса, необходимо по всейплощади отвала отсыпать породы на высотунижнего яруса, т.е. на 5 м. Тогда: 50 - 5+ 25+ 554, т.е. обеспечивается безопасностьработ на отвале.Заявляемый способ позволяет интенсифицировать до оптимальных пределовотвалообразование и рекультивацию, 30обеспечивает минимально возможныйразрыв во времени между окончаниемформирования отвала и его рекультивацией, снижает до минимума расход плодородных пород и обеспечивает безопасность 35работ,Формула изобретения1. Способ отвалообраэования при открытой разработке месторождений,включающий доставку пород к месту 40складирования, отсыпку пионерных и вышележащих ярусов под откос по кольцевойсхеме от периферии отвала к его центру,укладку потенциально плодородных пород во внешних, а непригодных пород во внутренних частях отвальных ярусов и формирование по достижении отвалом проектной высоты сплошной выположенной откосной поверхности из потенциально плодородных . пород, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации отвалообразования и рекультивации при обеспечении безопасных условий работы, пионерные насыпи по контуру отвала формируют прерывистыми с независимыми заездами, при этом ведут опережающее развитие нижележащих ярусов во встречных направлениях вдоль внешних границ земельного отвода, а отсыпку вышележащих ярусов с внутренней стороны отвала ведут до высоты, удовлетворяющей условиюиХЬд - ХЬ + Ьп+1 1,8 Ня,пр где Ь - высота отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, м;Ь - высота отвального яруса с внутренней стороны отвала, отсыпанного по всей площади земельного отвода, и;Ьп+1 - высота верхнего отвального яруса со стороны внешнего контура отвала, и;Н.пр. - предельная высота отвального яруса, м;1,8 - эмпирический безразмерный коэффициент, ограничивающий высоту отвального яруса безопасными пределами по фактору развития деформаций приоткосной части в зоне отсыпки.2. Способ по и. 1., о т л и ч а ю щ и й с я тем, что выполаживание внешних откосов отвальных ярусов ведут после их смыкания на контуре отвала в смежных участках в направлениях от участка смыкания к въездам на отвальные яруса.