Способ заполнения отработанных глубоких карьеров рыхлыми породами со скальными включениями

 

Использование: в горной промышленности при отвалообразовании рыхлых песчано-глинистых пород со скальными включениями и заполнении ими выработанного пространства глубоких карьеров. Цель -снижение затрат на внутреннее отвалообразование и повышение безопасности отвальных работ. Сущность изобретения: отвалообразование рыхлых пород со скальными включениями производится из разгрузочной площадки, которая формируется на верхней площадке первого от земной поверхности уступа скального массива. Площадка оборудована площадным выпуском воды из параллельно расположенных над откосом отвала рядов патрубков. Скальные включения отмываются от рыхлой породы после сталкивания ее под откос бульдозером . С достижением отмытыми включениями уровня верхней бровки уступа площадка перемещается вдоль борта карьера до конечного контура отвала. Следующая заходка отсыпается от первоначального положения разгрузочной площадки , а последующая - под откос ранее отмытых скальных включений. Положительный эффект: уменьшается расстояние транспортирования в 2-2,5 раза, снижаются затраты на отвалообразование в 1,3-1,5 раза при обеспечении безопасности ведения работ. 1 п.ф-лы, 3 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ V

Ю (Л О (21) 4880051/03 (22) 05.11.90 (46) 15.01.93.Бюл. М 2 (71) Днепропетровский горный институт им, Артема (72) А.Ю.Дриженко, В,И.Симоненко и А.И.Богданец (56) Дриженко А.Ю. Восстановление земель при горных разработках. М.: Недра, 1985.

Русский И,И, Отвальное хозяйство карьеров. М.: Недра, 1971. (54) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ОТРАБОТАННЫХ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ РЫХЛЫМИ

ПОРОДАМ И СО СКАЛ Ь НЫМИ ВКЛ ЮЧЕНИЯМИ (57) Использование: в горной промышленности при отвалообразовании рыхлых песчано-глинистых пород со скальными включениями и заполнении ими выработанного пространства глубоких карьеров, Цель — снижение затрат на внутреннее отвалообразование и повышение безопасности отвальных работ. Сущность изобретения:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отвалообразования рыхлых песчаноглинистых пород со скальными включениями при заполнении выработанного пространства глубоких карьеров.

Известен способ заполнения глубоких карьеров породами, включающий доставку породы к отвалу, разгрузку транспортных средств на площадке отвального яруса на безопасном расстоянии от верхней его бровки с последующим перемещением горЫ2„» 1788250 А1 отвалообразование рыхлых пород со скальными включениями производится из разгрузочной площадки, которая формируется на верхней площадке первого от земной поверхности уступа скального массива. Площадка оборудована площадным выпуском воды из параллельно расположенных над откосом отвала рядов патрубков. Скальные включения отмываются от рыхлой породы после сталкивания ее под откос бульдозером. С достижением отмытыми включениями уровня верхней бровки уступа площадка перемещается вдоль борта карьера до конечного контура отвала.

Следующая заходка отсыпается от первоначального положения разгрузочной площадки, а последующая — под откос ранее отмытых скальных вклЮчений. Положительный эффект: уменьшается расстояние транспортирования в 2-2,5 раза, снижаются затраты на отвалообраэование в 1,3-1,5 раза при обеспечении безопасности ведения работ, 1 п.ф-лы, 3 ил. ных пород бульдозером и сталкивание их под откос яруса; а также управление отвалом путем искусственного обрушения по слою горных пород, предварительно замоченных водой, подаваемой из системы водовыпускных устройства, которые размещаются в подстилающей породе перед засыпкой отвала.

Основными недостатками указанного способа являются повышенная опасность ведения отвальных работ, большие затраты на устройство системы водовыпуска, слож1788250

15

50

55 ность ее сооружения и обслуживания, связанные с размещением подводящих трубопроводов под слоем обрушаемых пород отвала.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ заполнения глубоких карьеров рыхлыми или скальными породами, включающий доставку пород к карьеру (отвалу), их разгрузку под откос уступа, верхняя часть которого укреплена деревянными брусьями, металлическими листами или железобетонными плитами, смыв пород водой, гидравлическое транспортирование и укладку их в отвал под действием мощного потока воды, выпускаемой из аккумулирующей емкости по трубам большого диаметра, при этом выпускной конец труб размещается ниже укрепленной части уступа, а аккумулирующая емкость с большим запасом воды создается на поверхности отвалов.

Необходимость искусственного укрепления верхней части приемного откоса отвального уступа на большую высоту для обеспечения безопасности работ приводит к значительным материальным затратам на отвалообразование. Другим недостатком является снижение эффективности отвалообразования крупнокусковых скальных пород"в отдаленных от откоса выпуска воды в местах отвала, где гидротранспортирующая способность этих пород резко снижается вследствие падения напора воды, Поэтому указанный способ может быть применен при заполнении небольших по размерам в плане карьеров и выемок.

Цель изобретения — снижение затрат на внутреннее отвалообразование и повышение безопасности отвальных работ.

Цель достигается тем, что разгрузочную площадку для приема рыхлой породы со скальными включениями формируют на верхней площадке первого от земной поверхности уступа скального массива, оборудуют ее площадным выпуском воды из параллельно расположенных над откосом уступа рядов патрубков, после сталкивания доставленной породы под откос от нее отмывают скальные включения при достижении отмытыми скальными включениями уровня верхней бровки уступа разгрузочную прощадку перемещают вдоль борта карьера до конечного контура отвала, после чего отсы пают следующую заходку, начиная от первоначального положения разгрузочной площадки, а при отсыпке последующих отвальных заходок рыхлую породу со скальными включениями сталкивают под откос отмытых скальных включений.

Способ заполнения отработанных глубоких карьеров рыхлыми породами со скальными включениями за счет раздельного складирования одним ярусом рыхлых и скальных вскрышных пород в процессе отвалообразования по сравнению с известными обеспечивает уменьшение расстояния транспортирования в 2-2,5 раза, снижение затрат на отвалообразование в 1,3-1,5 раза и повышение безопасности работ.

На фиг.1- схема заполнения карьера на начало производства работ; на фиг,2 — то же, на момент окончания работ; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1, Отработанный глубокий карьер 1 засыпают смесью рыхлых и скальных пород следующим образом. Разгрузочную площадку 2 оборудуют на верхней площадке первого от земной поверхности уступа скального массива. Площадка 2 представляет собой спланированную бульдозером 3 горизонтальную поверхность длиной 20-30 м вдоль борта карьера 1 и шириной 35-40 м. С боковых сторон от разгрузочной площадки 2, за пределами зоны разгрузки автосамосвалов и движения бульдозера 3, устанавливаются переносные опоры 4. Опоры 4 имеют выносные кронштейны, нависающие над поверхностью бокового откоса борта карьера 1. К опорам 4 подведены трубопроводы 5, имеющие выпускные патрубки 6 над откосом борта. Выпускные патрубки 6 закрепляются в шахматном порядке на вантовых растяжках 7, концы которых завязаны на выносных кронштейнах переносных опор 4. Таким образом, вода, поступающая по трубопроводу

5 к выпускным патрубкам 6, распыляется по всей площади верхней части бокового откоса уступа в пределах длины разгрузочной площадки.

Порода, доставляемая автотранспортом или другими средствами, выгружается на разгрузочной площадке 2 в навалы 8.

Бульдозером 3 навалы 8 разрабатываются и сталкиваются под откос борта карьера 1, Когда сталкиваемые породы полностью заполнят прибортовое пространство 9 по фронту борта карьера образуется один отвальный ярус с откосом 10, плоскость которого начинается у верхней бровки первого от поверхности уступа скального массива

11. Далее подают по трубопроводам 5 воду, которая через выпускные патрубки 6 поступает на поверхность откоса 10 отвального яруса. Одновременно продолжают сталкивать породу в навалах 8 под откос. Попадая в зону истечения воды, рыхлые породы выливают и потоком воды транспортируются к нижней части откоса 10 отвального яруса, где скапливаются в гидроотвале 12 в виде

1788250 водной суспензии. Отмытые скальные включения 13, накапливаясь снизу вверх, достигают уровня верхней бровки уступа (отвального яруса) по всей ширине заходки.

После этого разгрузочная площадка 2 перемещается вдоль фронта откоса 10, где аналогично производится отсыпка породы и отмывание ее рыхлой части, т.е. формируется отвальная заходка 14 из отмытых скальных пород.

При достижении отвальной заходкой 14 конечного контура отвала 15, переносные опоры 4 перемещаются в первоначальное положение где устраивается новая разгрузочная площадка на свежеотмытых и устоявшихся включениях скальных пород 13 от предыдущей заходки. Новой отвальной заходкой вскрышные породы складируются в выработанном пространстве карьера 1 по всему фронту отвальных работ. Рыхлые породы осаждаются в гидроотвале 12, постепенно заполняя карьер. Осветленная вода скапливается в пруде 16, откуда откачивается и может снова подаваться по трубопроводам 5 к выпускным патрубкам 6.

Отличительными признаками заявляемого способа от прототипа являются особенности процесса отделения рыхлых пород от включений скальных пород, которые производятся под воздействием небольшого напора воды, подаваемой на верхнюю часть откоса отвального яруса из параллельно расположенных над откосом рядов патрубков. Вода размывает рыхлые породы и транспортирует их к гидроотвалу, в то же время куски скальных включений смещаются вниз под действием силы тяжести, уплотняются в отвальной заходке и располагаются по откосу под углом естественного откоса (36-40 ).

Отличительными признаками является также то, что следующую заходку начинают отсыпать от первоначального положения разгрузочной площадки, то есть с перемещением площадки на устоявшуюся и уплотнившуюся часть отмытых включений скальных пород.

Изобретение иллюстрируется следующим примером, Кадыковский известняковый карьер Балаклавского рудоуправления им.Горького с годовой производительностью 4638 тыс.т находится в стадии доработки и с 1994 г. его выработанное пространство будет заполняться вскрышными породами. Породы представлены аргиллитоподобными глинами со скальными включениями крупностью 30-250 мм и более, Потребуется складировать во внутреннем отвале около 19,6 млн.м вскрышных пород, из них глин без скаль5

55 ных включений — около 8 млн,м . Отсыпку з внутреннего отвала планируется производить одним ярусом высотой 113 м с борта карьера. Вскрышные породы доставляются автосамосвалами БелАЗ-548, которые разгружаются на площадку на расстоянии 3-5 м от верхней бровки яруса. Далее вскрыша сталкивается бульдозером под откос отвального яруса, Одновременно на верхнюю часть откоса под напором 1,5-2 Па подается вода, распыляемая равномерно по всей длине откоса разгрузочной площадки. Для подачи воды с боковых сторон от места разгрузки устанавливаются вертикальные трубчатые опоры высотой 9,5-10 м с кронштейнами длиной 3,5-4 м. Кронштейнами на

2,5-3 м нависают над откосом яруса и на них равномерно через 1 м, с помощью тросовых растяжек подвешены распылители воды, Всего подвешено 18-20 распылителей, К распылителям вода поступает по гибким резиновым шлангам диаметром 25 мм. Для подвода воды к разгрузочной площадке используется напорный трубопровод диаметром 50 мм. Глины смываются водой к дну карьера, где образуется гидроотвал (шламохранилище), а скальные включения накапливаются снизу вверх по всей ширине отвальной заходки до верхней площадки яруса. При этом жидкие компоненты вскрыши под давлением скальных включений выжимаются из-под них. Осветленная вода в гидроотвале накапливается у противоположного борта, где устанавливается насосная установка (два насоса ЦНС) подающая воду в напорный трубопровод к разгрузочной площадке. Включение и отключение приводов задвижек, обеспечивающих подачу воды в распылители, осуществляется машинистом бульдозера дистанционно при движении бульдозера по металлической плите с концевыми включателями, Для удобства работы на площадке устанавливается две плиты одна справа, другая слева внутри границы разгрузочной площадки. Двигаясь по плите в сторону откоса бульдозер нажатием гусейицы через концевой выключатель обеспечивает подачу питания на электромагнитный привод задвижки на ее открытие, Аналогично после смыва пород бульдозер задним ходом наезжает на плиту, чем приводит в действие второй концевой выключатель, работающий на перекрытие задвижки.

Формула изобретения

Способ заполнения отработанных глубоких карьеров рыхлыми породами со скальными включениями, включающий доставку породы автотранспортом к разгрузочной площадке, разгрузку ее и

1788250 сталкивание под откос бульдозером, принудительное замачивание, смыв породы водой и формирование отвальных заходбк, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на внутреннее отвалообразование и повышение безопасности отвальных работ, разгрузочную площадку для приема рыхлой породы со скальными включениями формируют на верхней площадке первого от земной поверхности уступа скального массива, оборудуют ее площадным выпуском воды из параллельно расположенных над откосом уступа рядов патрубков, а после сталкивания доставленной породы под откос от нее отмывают скальные включения и при достижении отмытыми скальными включениями уровня верх5 ней бровки уступа разгрузочную площадку перемещают вдоль борта карьера до конечного контура отвала, после чего отсыпают следующую заходку, начиная от первоначального положения разгрузочной площадки, а

10 при отсыпке последующих отвальных заходок рыхлую породу со скальными включениями сталкивают под откос отмытых скальных включений скальных пород.

1788250

Составитель В. Симоненко

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор Н. Пигина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 60 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5