способ отвалообразования на слабом многолетнемерзлом основании

Формула изобретения

Способ отвалообразования в условиях многолетней мерзлоты, включающий подготовку основания отвалов и складирования на него пород или руд, отличающийся тем, что в зимнее время на замерзшее основание отсыпают перекрывающий слой пород мощностью не менее толщины сезонной оттайки многолетнемерзлых пород, при этом площадь подготавливаемых оснований устанавливают больше площади, необходимой для размещения пород или руд в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при складировании горных пород и руд в отвалы и склады в условиях многолетней мерзлоты.

Известен способ отвалообразования, включающий отсыпку пород ярусами и формировании берм безопасности [1].

Недостатком этого способа является небольшая емкость отвалов на слабом глинистом основании.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ увеличения емкости отвалов, включающий инженерную подготовку основания отвала путем сооружения барьеров из железобетонных свай, связанных по верху балкой [2].

Недостатком этого способа является низкая эффективность отвалообразования вследствие проведения дорогостоящих технологических операций по упрочнению оснований отвалов с применением вспомогательных средств и оборудования.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности отвалообразования за счет снижения затрат на подготовку (упрочнение) основания.

Поставленная цель достигается тем, что при разработке месторождений в районах многолетней мерзлоты инженерную подготовку основания отвала проводят следующим образом. В зимний период на замерзшее основание отвала площадью больше площади, необходимой для размещения отвалов пород в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании, отсыпают перекрывающий слой пород мощностью не менее глубины оттаивания многолетнемерзлых пород в летний период. На подготавливаемое таким образом основание складируют породы и руды.

Способ осуществляется следующим образом. В зимний период на замерзшее основание, характеризующееся высокой прочностью, производят отсыпку перекрывающего слоя из складируемых пород или руд, мощность которого устанавливают больше глубины оттаивания многолетнемерзлых пород в летний период. Это позволяет предотвратить оттаивание основания в летний период и сохранить его высокие прочностные характеристики. Отсыпку перекрывающего слоя производят на площади, больше площади, необходимой для размещения пород в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании.

Существенными признаками, обеспечивающими достижение поставленной цели предложенного являются:

- "в зимнее время на замерзшее основание отсыпают перекрывающий слой пород мощностью не менее толщины сезонной оттайки многолетнемерзлых пород", что позволяет сохранить высокую прочность основания в летнее время без использования специальных средств отвалообразования и, тем самым, значительно снизить затраты на подготовку (укрепление) оснований;

- "площадь подготавливаемых оснований устанавливают больше площади, необходимой для размещения пород или руд в летнее время, на величину защитной бермы, обеспечивающей размещение отвалов в летнее время полностью на мерзлом основании", что позволяет производить отсыпку пород или руд в летнее время полностью на прочное основание, исключить оползневые явления на границе мерзлых и талых грунтов оснований и тем самым предотвратить деформации отвалов.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в использовании реологических свойств грунтов, а именно их способности значительно увеличивать прочностные свойства (сдвиговые характеристики) в замерзшем состоянии, для упрочнения оснований отвалов в летнее время.

Описанный способ отвалообразования позволяет складировать породы и руды на прочное основание в течение всего года. Заменив дорогостоящие специальные виды работ с использованием дополнительного оборудования по укреплению оснований на дешевые работы по сохранению прочности замерзших естественным образом грунтов оснований, получают значительное повышение эффективности процесса отвалообразования в целом. Предлагаемый способ может быть использован и в других климатических регионах, однако использование искусственного замораживания грунтов несколько снизит его эффективность.

Источники информации

1. А.с. СССР 145873. М. Кл. Е 21 С 41/00, 1961.

2. А.с. СССР 898063. М. Кл. Е 21 С 41/00, 1982.