Способ внутреннего отвалообразования

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии или ведении вскрышных работ на участках горизонтальных и пологспадающих месторождений, примыкающих к нерекультивировэнным погашенным горным выработкам ранее отработанных карьерных полей. Цель изобретения - снижение затрат на отвалообразование за счет обеспечения управляемого оползнеобразования. пород. Выработанное пространство погашенных , но не рекультивированных горных выработок заполняют водой, на их бортах Оставляют целик и на его откосе формируют пионерную насыпь из размокающих пород. По мере возникновения в нижней части пионерной насыпи первоначальной зоны ослабления и формирования поверхности скольжения на ее откос отсыпают гребни последующих отвальных заходок с высотой, превышающей высоту их устойчивого состояния . 6 ил. (Л С

СОКОВ СОВЕ !СКИХ

СОЦИДЛИС1ИЧЕГКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л Е 21 С 41/26

ГОСУДИРСТВЕННОЕ ПИТЕ)1ТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

QQ

СО

M 0 Э (21) 4880279/03 (22) 05.11.90 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема (72) А. М. Варшавский, Г. В. Осадчий, И. И. Леляков, А. В. Марков, А. А. Клименкои В. А. Некрасов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 848641, кл. Е 21 С 41/00, 1979.

Виницкий К. Е Параметры систем открытой разработки месторождений. M.: Недра. 1986, с. 101 — 103. (54) СПОСОБ ВHYTPЕННЕГО ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии или ведении вскрышных раИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии или ведении вскрышных работ на участках горизонтальных и пологопадающих месторождений, примыкающих к нерекультивированным погашенным горным выработкам ранее отработанных карьерных полей.

Известен способ управления отвалами горных пород, включающий подготовку основания отвала и отсыпку основного отвала, Г1одготовка основания отвала включает в себя отсыпку наклонной призмы иэ слоев пород различной пластичнос1и, например, песчаника и глины с напласгованием падения поверхности этих слоев вкрест фронта отвалообразования. Протяженность подготавливаемого основания для последующей,."И„, 1788262 А1 бот на участках горизонтальных и пологопадающих месторождений, примыкающих к нерекультивированным погашенным горным выработкам ранее отработанных карьерных полей. Цель изобретения — снижение затрат на отвалообразование за счет обеспечения управляемого оползнеобразования . пород. Выработанное пространство погашенных, но не рекультивированных горных выработок заполняют водой, на их бортах оставляют целик и на его откосе формируют пионерную насыпь из размокающих пород.

По мере возникновения в нижней части пионерной насыпи первоначальной эоны ослабления и формирования поверхности скольжения на ее откос отсыпают гребни последующих отвальных заходок с высотой, превышающей высоту их устойчивого cocTQ яния, 6 ил, отвальной заходки превышает ее ширину, На подготовленное основание производят отсыпку вскрышных пород до достижения отвалом проектной отметки, после чего должно происходить сдвижение пород отвала по поверхности скольжения, образованной наклонным основанием, В результате образуется емкость для дальнейшей отсыпки отвала, Затем отвал вновь отсыпают до проектной отметки и цикл повторяется.

Этот способ обладает двумя существен- ными недостатками. Первый — низкая технологичность и высокая трудоемкость работ по обеспечению управляемого оползнеобразования на отвале в связи с необходимостью задалживания необходимого оборудования для отсыпки наклонного основания из слоев пород различной пластич1788262 вскрышных пород на целик, заполняют выработанное пространство водой, а гребни отсыпают высотой, превышающей высоту устойчивого их состояния.

Таким образом, предлагаемый способ внутреннего отвалообразования отличается следующими признаками;

Выработанное пространство перед отсыпкой вскрышных пород на целик заполняют водой.

Гребни отсыпают высотой, превышающей высоту устойчивого их состояния.

Несмотря на то, что отдельные признаки предлагаемого способа известны из других источников, в данном случае сочетание их предает способу совершенно новые признаки, позволяющие снизить затраты на отвалообразование за счет обеспечения управляемого опалзнеобразования пород.

Так, выполнение 1-го признака позволит увлажнить основание отвала, что приведет к возникновению в его нижней части первоначальной зоны ослабления и создаст условия для формирования поверхности скольжения, по которой при отсыпке гребней вскрышных пород с высотой, превыша- . ющей высоту их устойчивого состояния (2-й признак) будет происходить оползание отBB Jl b Hbl X MB CC.

При этом оползни отвалов происходят исключительно под действием их перегрузки на высоте, обусловленной прочностью предварительно сформированного слабого слоя. Оползни отвалов сопровождаются выдавливанием пород слабого слоя с основания отвала и сдвижение отвалов в данном случае является полностью управляемым, основанным на использовании механизма оползней выдавливания, Таким образом, каждый из рассмотренных выше признаков, отдельно взятый, необходим, а все вместе взятые достаточны для того, чтобы отличить предлагаемый способ от всех других и характеризовать его в том качестве, которое проявляется в полокращает обьемы переэкскавации, указанный жительном эффекте. При этом отсутствие способ характеризуется повышенными затратами на отвалообразование по сравнению, накаждого признака в совокупности признаков предлагаемого способа не дает возможности получить от положительный пример, с технологией, предусматривающей управляемое обрушение вскрышного уступа.

Целью настоящего изобретения являет50 эффект, который является целью изобретения и лишь его наличие в совокупности признаков обеспечивает получение этого положительного эффекта, Следовательно, признаки, отличающие заявленный способ, являются существенся снижение затрат на отвалообразование за счет обеспечения управляемого оползнеобразования пород, Поставленная цель достигается тем, что при способе внутреннего отвалообразования, включающем формирование целика из ными

На фиг, 1 — б показаны этапы внутреннего отвалообразования на примере сооруженйя траншеи для вскрытия участка вскрышных пород, отсыпку на его откос отработанных вскрышных пород гребнямй, наращивание отвала, перед отсыпкой месторождения, примыкающего к нерекульности и придания подготавливаемому основанию проектного уклона. Технически. осуществимый угол наклона подготавливаемого основания снижает вероятность сдвижения отвала. Увеличение угла наклона основания внутреннего отвала приводит к возрастанию объема работ по подготовке основания, производимого дополнительным оборудованием, Другим недостатком является трудность- внеДрения в производство из-за усложнеййя технологии формирования отвала, необходимости селекции укладываемых пород, дополнительных затрат материальных и трудовых ресурсов.

Известен также способ управления отвалами горных работ при открытой разработке месторо>кдений полезных ископаемых, который включает укладку в основание отвала системы водовыпускных устройств для зàMà÷èвания прилегающего слоя отвальных пород. что обеспечивает условия для их сдвижения, обрушения и способствует увеличению емкости отвала.

Недостатком указанного способа является необходимость строительства системы водовыпускных устройств, что требует значительных материальных и трудовых затрат, будет препятствовать непрерывности процесса отвалообразования и работе отвального оборудования, а в конечном итоге существенно увеличит трудоемкость работ по обеспечению управляемого оползнеобразования на отвале.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ внутреннего отвалообразования (выбран в качестве прототипа), включающий формирование целика из вскрышных пород и полезного ископаемого, отсыпку на его откос гребней отработанных пород вскрыши с последующим наращиванием отвала по высоте, Однако наряду с повышением емкости выработанного пространства, что в свою очередь со5

1788262

5 t0

20

35

45 территорий.

55 тивированной погашенной горной выработке ранее отработанного карьера.

Предлагаемый способ отвалообразования, например, экскаватором-драглайном

Э Ш-10/70 осуществлется следующим образом. При вскрытии полезного ископаемого

1 (фиг. 1) участка горизонтального (пологопадающего) месторождения, примыкающего к нерекультивированной погашенной горной выработке 2 ранее отработанного карьера, на первом этапе выработанное пространство (погашенную выработку 2) заполняют водой 3, Для этой цели целесообразно использовать подземные воды, Далее на борту выработки 2 со стороны сооружаемой траншеи оставляют целик 4, а драглайн из положения 5 вынимает объем размокающих горных пород б (например, песков, суглинков) и укладывает его на откос целика 4, формируя пионерную насыпь 7. При этом в условиях дополнительного увлажнения основания пионерной насыпи 7 водой 3 в ее нижней части возникает первоначальная зона ослабления и формируется поверхность скольжения. обеспечивающая сдвижение отвальных масс последующих заходок.

На втором этапе (фиг. 2) экскаватор смещается в положение 8 и отрабатывает объем горной породы 9, отсыпая ее на откос пионерной насыпи 7 в виде гребня отвальной заходки t0. При этом высота гребня 10 превышает высоту его устойчивого состояния, а наличие целика 4 и зоны ослабления в пионерной насыпи 7 приводит к его оползанию в погашенную горную выработку 2. В результате горная порода занимает положение 11, создавая дополнительную емкость для размещения последующих отвальных эаходок и тем самым уменьшает обьем переэкскавации при сооружении вскрывающей траншеи.

На третьем этапе (фиг. 3) драглайн из положения 12 вынимает объем горных по.род 13, отсыпая его в отвальную заходку в виде гребня 14 на освобожденный откос пионерной насыпи 7, В процессе отсыпки отвальной массив также подвергается оползневым деформациям, так как и он отсыпается на слабое основание.

Ка четвертом этайе (фиг. 4) экскаватором из положения 15 отрабатывается обьем горных пород 1б с укладкой их в отвальную заходку в виде гребня 17, высота которого превышает высоту его устойчивого состояния. В силу описанных выше обстоятельств (cM. описание второго этапа) горная порода начинает опслзать в выработку 2 и занимает положение 18.

На пятом и шестом этапах (фиг. 5, 6) производится окончательное довскрытие полезного ископаемого 1. При этом на пятом этапе (фиг, 5) экскаватор из положения

19 вынимает объем горных пород 20 и укладывает их в гребень отвальной заходки 21.

На шестом этапе (фиг. 6) драглайн перемещается в положение 22 и отрабатывает объем горных пород 23 с отсыпкой в отвал 24.

Для предотвращения возможных деформаций борта сооруженной таким образом вскрывающей траншеи вместе с отвалом горных пород, вдоль ее трассы оставляют часть целика 4 в виде треугольной упорной призмы, выполняющего функции контрформа.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемый способ отличается сокращением затрат на отвалообразование за счет обеспечения управляемого оползнеобразования пород. Эффект главным образом достигается за счет уменьшения объема rleреэкскавации, т. к. в результате сползания порода перемещается в выработанное пространство на расстояние, значительно превышающее радиус разгрузки драглайна.

В результате применение предлагаемого способа внутреннего отвалообразования технологически и экономически целесообразно, например, при вскрытии любого месторождения полезных ископаемых, примыкающего к ранее отработанным, но нерекультивированным открытым горным выработкам, поскольку при минимальной трудоемкости работ он позволяет;

Исключить необходимость в эадалживании дополнительного оборудования..

Уменьшить объемы переэкскавации и улучшить в связи с этим технико-экономические показатели работы карьера.

Обеспечить простоту реал зации и внедрения в производство.

Уменьшить землеемкость строящегося карьера за счет размещения строительных отвалов в погашенной нерекультивированной горной выработке, что значительно снизит вредное влияние внешних отвалов на экологическую обстановку прилегающих

Формула изобретения

Способ внутреннего отвалообраэования, включающий формирование целика из вскрышных пород, отсыпку на его откос отработанных вскрышных пород гребнями, наращивание отвала, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на отеалообразования за счет обеспечения управляемого оползнеобразования пород, перед

1788262 отсыпкой вскрышных пород на целик, заполняют выработанное пространство Во дой, а гребни отсыпают высотой, превышающей высоту устойчивого их состояния.

1788262

Составитель А. Варшавский

Техред M.Ìoðãåíòýë Корректор С, К)ско

Редактор Т. Куркова

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

Заказ 61 Тираж Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская нэб., 4/5