Способ отвалообразования при открытой разработке полезных ископаемых

 

Использование: в гидротехническом, дор гч ; эм и промышленном строительстве путег ускорения процесса консолидации переувлажненных пород. Сущность изобретения: в основание предотвала 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 подъема в ней воды. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ . ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4840593/03 (22) 19.06,90 (46) 23.08.92. Бюл. N. 31 (71) Днепропетровский горный институт им, Артема (72) А.М.Варшавский, Г.В.Осадчий, И.И.Леляков, С.В.Олевская, С.П.Артюхов и А;В.Марков (56) Авторское свидетельство СССР

М 1081283, кл. Е 02 0 17/18, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 972095, кл. Е 21 С 41/00, 1980. (54) СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ

ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретение относится к способам отвалообразования и может быть использовано в горнодобывающей, строительной 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 предполагает 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 месяцев на предотвале необходимо формулировать верх„,ДЦ„„1756565 А1 (5п s Е 21 С 41/00, E 02 D 17/18 (57) Использование: в гидротехническом, дорот:зм и промышленном строительстве путе-; ускорения процесса консолидации переуялажненных пород. Сущность изобретения: в основание предотвала 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 не успевший 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, отвалообразователями и транспортно-отвальными мостами).

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ отвалообразова1756565 дренаже) в основании внутреннего отвала 25 по а.с. М 972095 будут отсыпаны конусы

35 лажненных глинистых пород изолированно 45 друг от друга о шахматном г1орядке; 8 Ilpoстранство между конусами и над ними засверху. - . 55

При 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 Оскрыша на открытых горных paGoтах 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 грунта уменьшается и они о 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 ускорения процесса консолидации его переувлажненных пород.

Поставленная цель достигается тем, что при способе отвалообразооания, включающем отсыпку в основание отвала породных конусов и 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 Т нижнего вскрышного уступа, которые о обязательном порядке со5

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 о ней воды.

На сформированный таким образом из глинистой 3 и песчаной 4 и 5 породы предотвал отсыпаются последующие отвальные ярусы

6 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 пород 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 о стороны, fib радиусу, тогда как при размещении глин сплошным слоем, в них, D силу значительного превышения длины фронта работ над реальной мощностью слоя глин, возможна только одномерная, вертикальная фильтрация. Т.е., породы, заполняющие пространство лежду конусами слабых пород, образуют по сути комбинированный дренаж, 8 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 вскрышу, представленную песчано-глинистыми породами, для предотвращения деформаций или уменьшения допустимых по условиям устойчивости оысот внутренних отвалоо рекомендуется не размещать их на породах, склонных к быстрому водопоглощению, что обуславливает снижение сопротивления сдвигу вследствие дополнительного уолажкения. и не допускать скопления таких пород в нижней части отвала.

1756565

Поэтому на протяжении многих лет эксплуатации буроугольных разрезов Днепробасса 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.

Предлагаемый способ отвалообразования позволит отказаться от вспомогательных работ по вызову и переэкскавации слабых пород зачистки угольного пласта, что обеспечит экономический эффект тольб . ко на одном Верболозовском разрезе в размере 210 тыс.руб./год.

Формула изобретения

Способ отвалообразования при открытой разработке полезных ископаемых, 5 включающий отсыпку в основание отвала породных конусов и укладку между ними и над ними горной массы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью floBblwQHM$t 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.