способ внутрикарьерного отвалообразования

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВНУТРИКАРЬЕРНОГО ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ, включающий выемку вскрышных пород ограниченной мощности заходками, перевалку их в выработанное пространство драглайном с отсыпкой в отвальные заходки и формированием призабойной полосы, отличающийся тем, что отсыпку каждой отвальной заходки ведут лентами с формированием свободного технологического пространства между ними путем окончания и начала отсыпки двух смежных породных лент при максимальном радиусе разгрузки с двух смежных положений установки экскаватора при его передвижении вдоль фронта работ.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на местах свободных технологических пространств в отвалах устраивают канавы для отвода карьерных вод из зоны горных работ.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке горизонтальных и пологих месторождений полезных ископаемых с рыхлыми покрывающими породами ограниченной мощности.

Известен способ открытой разработки горизонтальных и пологих месторождений с выемкой заходками вскрышных пород и перевалкой их в выработанное пространство карьера экскаватором-драглайном [1] Однако при указанном способе отвалообразование предусматривает сплошную отсыпку породных гребней, параллельных фронту вскрышных работ, с заполнением всей площади выработанного пространства карьера отвалами с пониженной высотой, не достигающей первоначальную земную поверхность на величину, примерно равную мощности пласта извлеченного полезного ископаемого. Для исключения естественного процесса заболачивания пониженной земной поверхности паводковыми водами и осадками при проведении горнотехнической рекультивации внутренних отвалов требуются значительные планировочные работы, связанные с большим объемом перемещения земляных масс к фланцам карьерного поля от центра, где устраивается водосборник или пруд-накопитель поверхностных вод. Проведение вышеуказанных планировочных работ возможно только после отработки большей части каpьеpа и исключает возможность последовательной рекультивации нарушенных земель по мере продвижения фронта горных работ.

Известные способы увеличения емкости внутренних отвалов за счет подготовки их оснований рыхлением взрывными зарядами в скважинах, устройством выемок в основании отвала или сооружением барьеров из железобетонных свай, связанных по верху балкой, повышают приемную способность и устойчивость отвалов, но не эффективны при распределении по всей площади выработанного пространства карьера ограниченного объема вскрышных пород, т.е. не достигается уровень первоначальной земной поверхности. Кроме того, вышеуказанными способами увеличения емкости отвалов предусматриваются дополнительные работы, взрывчатые и строительные материалы и конструкции [2]

Другим существенным недостатком сплошного внутрикарьерного отвалообразования является аккумулирование грунтовых карьерных вод на подошве пласта полезного ископаемого в добычном забое, где образуется замкнутое пространство между добычным уступом и преградой, созданной из сплошных рядов породных отвалов. Для обеспечения нормальных условий работы добычного горнотранспортного оборудования требуется устройство и содержание установок карьерного водоотлива.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого способа отвалообразования в плане; на фиг. 2 и 3 разрезы по А-А и Б-Б на фиг. 7 соответственно.

Способ осуществляется следующим образом. При разработке горизонтального пласта полезного ископаемого 1, а также пологого пласта с подвиганием фронта работ по восстанию экскаватором 2 с удлиненными рабочими размерами, например шагающим драглайном типа ЭШ-10/70, устанавливаемым на кровле вскрышного уступа 3 вне призмы возможного обрушения, торцевым забоем с нижним черпанием производят выемку и перевалку вскрышных пород в выработанное пространство карьера. При этом, в процессе формирования каждого очередного отвального ряда, сплошную отсыпку породных лент 4, производимую при наименьшем радиусе разгрузки экскаватора, позволяющем формировать отвал без присыпки пласта полезного ископаемого, чередуют с перерывами, оставляя свободные промежутки 5 за счет окончания и начала отсыпки двух смежных породных лент, разделенных промежутком в одном ряду отвала, при максимальном радиусе разгрузки R_max^р с двух смежных положений установки экскаватора при его передвижении вдоль фронта вскрышных работ.

Ширина поперечного сечения свободного промежутка 5 по верху определяется конструктивными параметрами экскаватора, по низу углами естественного откоса отвальных пород в разрыхленном состоянии.

В зависимости от мощности пласта полезного ископаемого и мощности покрывающих пород заполнение выработанного пространства карьера регулируется количеством оставляемых свободных промежутков в рядах отвала. Количество промежутков назначают исходя из опыта эксплуатации конкретного месторождения, чтобы они компенсировали недостающие объемы отвальных пород для укладки их (с учетом просадки и планировки) до первоначальной земной поверхности, или расчетным путем, исходя из условия

S_сп S_пн где S_сп необходимая суммарная площадь поперечных сечений во внутренних отвалах.

S_пи площадь поперечного сечения извлекаемого пласта полезного ископаемого.

S_сп S_сп= S_спN; N где N необходимое количество оставляемых свободных промежутков в рядах отвалов.

По мере продвижения фронта горных работ бульдозером 6 производят планировку поверхности участков отвала (сглаживание гребней конусов вскрышных пород с заполнением выемок между гребнями) и выполаживание откосов свободных промежутков между участками отвала до крутизны 1:1,5, образуя тем самым траншеи для отвода карьерных вод из зоны добычных работ при введении их по восстанию пласта полезного ископаемого. При разработке горизонтальных месторождений на местах свободных промежутков в отвалах устраивают водоотводные канавы 7 с уклоном дна до 0,002 от зоны горных работ. Глубина канав колеблется от 0,5 до 1,0 м, крутизна откосов 1:3, ширина по дну не менее 3 м для зачистки дна канав бульдозером. Для сбора и отведения карьерных вод на фланге карьерного поля устраивают водосборную траншею 8 с уклоном до 0,003 в сторону пониженной части рельефа. Крутизна откосов водосборной траншеи должна не превышать 1:3 для обеспечения устойчивости откосов и возможности перехода через водосборную траншею бульдозера при ведении планировочных работ на участках внутренних отвалов, разделенных водоотводными траншеями.

Предлагаемый способ бестранспортного внутрикарьерного отвалообразования с регулированием заполнения выработанного пространства за счет чередования сплошной отсыпки с оставлением свободных промежутков при формировании породных отвальных лент драглайном позволяет компенсировать недостаточную высоту заполнения выработанного пространства до первоначальной земной поверхности, производить последовательную рекультивацию нарушенных земель по мере продвижения фронта горных работ и без необходимости перемещения больших объемов земляных масс при планировочных работах, а также обеспечивает водоотведение из зоны горных работ, исключая устройство и содержание установок карьерного водоотлива.