Способ формирования съезда с отвала

 

Использование: изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано при отвалообразовании пород, обрабатываемых при открытой разработке месторождений полезных ископаемых и при засыпке строительных площадок. Сущность изобретения: в основу изобретения положена задача повышения эффективности и безопасности работ за счет улучшения условий их производства и уменьшения расстояния и объемов транспортирования пород. Задача решена тем, что опережающие насыпи формируют с емкостями в продольных откосах и с отсыпкой на них примыкающих к емкостям дополнительных призм пород, после чего породы каждой дополнительной призмы и приоткосного массива на ее участках перемещают в емкость, в лог и по тальвегу, а на участках емкостей формирую разгрузочные площадки и с них отсыпают в лог материалы дорожного покрытия. Приведены аналитические зависимости определения перемещаемых объемов пород. 4 ил.

Изобретение относится к горной и строительной промышленности и может быть использовано при отвалообразовании пород, отрабатываемых открытым способом, и при засыпке территорий промышленного и гражданского строительства.

Известен способ формирования съезда с отвала, включающий транспортирование пород и отсыпку ими насыпей с наклонной рабочей площадкой /1/.

Недостатком способа являются большие затраты, обусловленные большим объемом работ на наклонных площадках, расширенных призмами возможного обрушения откосов и большой энергоемкостью при транспортировке пород бульдозерами и автосамосвалами снизу-вверх, встречно действию гравитации.

Известен способ отсыпки отвала, включающий транспортирование пород по съезду на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование опережающих смежных насыпей и съезда между ними /2/.

Недостатками способа являются невысокая эффективность работ и сложность обеспечения их безопасности, обусловленные значительными затратами на транспортирование пород и сложными условиями эксплуатации горнотранспортного оборудования при формировании съезда, заключающимися в следующем: 1) по варианту формирования съезда породами откосов насыпей; а) при их перемещении от рабочих площадок насыпей к тальвегу между ними: в крутизне наклона рабочих площадок; в больших объемах перемещаемых, например, бульдозером пород; б) при подработке нижней части откосов и перемещения пород вдоль тальвега в неизбежности осыпания и обрушения пород на оборудование, подрабатывающее откосы; 2) по варианту доставки, например, автосамосвалами к сопряжению формируемого съезда с рабочей площадкой отвала и дальнейшего перемещения их бульдозером вдоль лога с засыпкой тальвега; а) в больших расстояниях перемещений пород (бульдозером, скрепером и др. оборудованием); б) в значительном холостом пробеге и соответственно в низкой производительности и большом расходе горючего; 3) по варианту доставки пород, например, автосамосвалами через рабочие площадки отвала по формируемому съезду к участкам работ:
а) в значительном расстоянии доставки пород;
б) в большом объеме бульдозерных (или скреперных и др. вида оборудования) работ по систематическому созданию и последующему срабатыванию разгрузочных площадок с обратным уклоном;
в) в снижении производительности и увеличения расхода горючих веществ и объемов выхлопных газов вследствие маневрирования автосамосвалов на узких наклонных площадках и наличия взаимных помех и вынужденных остановок оборудования в ожидании фронта работ, сконцентрированного на узкой площадке (например, бульдозера и автосамосвала);
г) в ухудшении экологических условий и видимости загазованностью участка работ выхлопными газами.

При существующей высоте и углах естественных откосов во всех случаях не исключено попадание скатывающихся кусков пород на узкие транспортные площадки, что усложняет обеспечение безопасности работ.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности и безопасности работ за счет улучшения условий их производства и уменьшения расстояния и объемов транспортирования пород.

Задача решена тем, что в способе формирования съезда с отвала, включающем транспортирование пород по съезду на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование опережающих смежных насыпей и съезда между ними, опережающие насыпи формируют с емкостями в продольных откосах и с отсыпкой на них примыкающих к емкостям дополнительных призм пород, после чего породы каждой дополнительной призмы и приоткосного массива на ее участке перемещают в емкость, в лог и по нему в объемах, определяемых по соотношениям


где V_n и V соответственно объемы пород, перемещаемых в емкости откоса, лог и по нему, и объемы, необходимые для формирования наклонной площадки съезда, м³;
L_c и L соответственно длина формируемого съезда и расстояние доставки пород до его сопряжения с рабочей площадкой отвала, км;
L_п и l_п соответственно средневзвешенные расстояния доставки пород в дополнительные призмы и приоткосный массив лога и последующего их перемещения в емкости, лог и по нему, км;
C_пс, C_т и C_п соответственно себестоимости перемещения пород по съезду, их доставки и перемещения в емкости, лог и по нему, руб/кН км;
З_п затраты на планировку площадки дополнительной призмы, руб;
L₁ и l_c соответственно средневзвешенные расстояния доставки и перемещения пород по формируемому съезду, км;
C_c себестоимость перемещения пород по съезду с учетом формирования разгрузочных площадок, руб/кН км;
ΔЗ приращение затрат, обусловленное маневрированием оборудования на узких и наклонных площадках при наличии помех, руб.

а на участках емкостей формируют разгрузочные площадки и с них отсыпают в лог материалы дорожной одежды и перемещают их на наклонную площадку съезда и по ней.

Предлагаемый способ отличается от известного /2/ вышеизложенной последовательностью операций, направлением работ и характеризующими способ параметрами, представленными в виде математических выражений. Изложенные в данной совокупности признаки отсутствуют в известных решениях и обеспечивают получение положительного эффекта решение поставленной задачи. Предлагаемым способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений /1/, /2/ и др.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, она неочевидна и характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критерию "новизна" и "изобретательскому уровню".

На фиг. 1 изображена схема лога для формирования съезда с отвала; на фиг. 2 схема сформированной наклонной площадки съезда с отвала; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 и 2; на фиг. 4 схема покрытия дорожной одеждой наклонной площадки съезда.

Способ осуществляется следующим образом.

Транспортированием пород по существующему съезду (на фиг. не показан), например, автосамосвалами на рабочую площадку 1 отвала и отсыпкой их с разгрузочной площадки по известным способам формируют две опережающие насыпи 2 (или одну насыпь 2, примыкающую к существующему отвалу с емкостями 3 в продольных откосах 4 насыпей 2 и отсыпают на откосы 4 примыкающие к емкостям 3 дополнительные призмы 5 пород фиг. 1 и 3. После этого породы каждой дополнительной призмы 5 и приоткосного массива 6 на участке этой призмы 5 перемещают, например, бульдозером в емкость 3, в лог 7 и по нему в одном или двух направлениях субпараллельно тальвегу 8 и тем самым формируют наклонную площадку 9 съезда (фиг. 2, 3), причем на участке "bc" (см. фиг. 2) ее формируют перемещением пород в окрестности сопряжения тальвега 8 с рабочей площадкой 1 отвала. При этом перемещают только части 10 (заштрихованные на фиг. 3) объемов дополнительных призм 5, расположенные выше уровня наклонной площадки 9 формируемого съезда. Объемы перемещения пород, параметры и расположение емкостей 3 в откосах 4 и дополнительных призм 5 пород определяют из условия уменьшения относительно /2/ затрат на формирование наклонной площадки 9 съезда, выражающегося соотношениями:
З <З и З <З, (1)
где З, З₁ и З₂ затраты на формирование транспортной площадки съезда соответственно по предложенному способу и по вариантам доставки пород в известном способе до верхней высотной отметки формируемого съезда и по формируемому съезду, руб.

P = V·L_п·γ·C_т+V_п·l_п·γ·C_п+З_п, (2)
где V и V_п объемы пород для формирования наклонной площадки съезда соответственно доставляемых в приоткосный массив лога и перемещаемых в емкости откоса, в лог и по нему, м³;
L_п и l_п cредневзвешенные расстояния соответственно доставки пород в дополнительные призмы и приоткосный массив лога по трассе "ad" и последующего их перемещения в емкости, лог и по нему, км;
γ плотность пород, кН/м³;
C_т и C_п соответственно себестоимость доставки пород и последующего их перемещения в емкости, лог и по нему, руб/кН км;
З_п алгебраическая сумма затрат на планировку рабочей и разгрузочной площадки дополнительной призмы пород и экономии затрат по планировке площадок, занятых емкостями в откосах, руб.

где L и L_c соответственно расстояние доставки пород до сопряжения формируемого съезда по трассе "ab" с рабочей площадки отвала и длина формируемого съезда, км;
C_пс себестоимость перемещения пород по съезду, руб/кН. км;
З₂= ΔЗ+Vγ·[(L+L₁)C_т+l_cC_c], (4)
где ΔЗ приращение затрат, обусловленное маневрированием оборудования на узких и наклонных рабочих площадках при наличии помех, руб.

L₁ и l_c соответственно средневзвешенные расстояния доставки по трассе "abd" и перемещения пород по формируемому съезду, км;
C_c себестоимость перемещения пород по съезду с учетом формирования разгрузочных площадок, руб/кН км;
Совместным решением /1/, /2/ и /3/ и /1/, /2/ и /4/ получим


Эффективность работ по предложенному способу превышает их эффективность, достигаемую по всем возможным вариантам известных способов, только при выполнении соотношения (5) и (6), поэтому соблюдение параметров работ, представленных данными соотношениями является необходимым условием решения поставленной задачи.

Например, при использовании бульдозеров на базе ДЭТ-250 и автосамосвалов БелАЗ-7522 на отвалах рудника Мирнинского с углами естественного откоса 35^o, плотностью пород 19 кН/м³, высоте яруса отвалов 10 м, уклоне съезда 0,08, его длине 0,125 км, при ширине наклонной площадки съезда 13 м, необходимый для ее формирования объем пород составляет 3700 м³. При расстоянии по рабочей площадке отвала между сопряжениями с ней действующего и формируемого съездов L 0,05 км; L_п 0,066 км; фактической C_т 0,0215 руб/кН км; l_п 0,02 км; L₁ 0,0625 км; l_c 0,025 км; с учетом фактической производительности бульдозера 484 м³ за 8 ч при перемещении пород на расстояние не менее 50 м и стоимости 1 ч использования бульдозеров 21,99 руб. себестоимости перемещения пород с учетом изменения производительности бульдозера от расстояния согласно /3/ (в 1989 г. составляли C_пс 0,3061 руб/кН км; C_c 0,4572 руб/кН км; C_п 0,3923 руб/кН км; ΔЗ 24 руб. и с учетом экономии затрат на планировку площадей рабочей площадки, занятых емкостями в откосах; З_п= -3,9 руб. По зависимости (5) и (6) получим

V_п <3420,9 м³,

V_п <2928,8 м³.

Таким образом, объемы перемещаемых в емкость, лог и по нему пород для обеспечения экономичности способа не должны превышать 2928,8 м³, т.е. 79% требуемого для формирования площадки съезда объема, что обеспечивается частичной засыпкой лога дополнительными призмами пород 5 в объемах, не меньших 100 79 21% от необходимого 3700 м³, т.е. в объемах 771,2 м³. Засыпка тальвегов до уровня наклонных площадок (см. фиг. 3) в больших, чем 771,2 м³ объемах обеспечивает получение экономического эффекта.

По мере формирования участков наклонной площадки 9 съездов, на участках емкостей 3 формируют разгрузочные площадки 11 (фиг. 4) с упором отсыпаемых призм 12 в откосы 13, сформированные при перемещении пород призм 5 и 6 в емкости 3 и лог 7. Затем с разгрузочных площадок 11 отсыпают в лог 7 материалы дорожной одежды 14 (см. фиг. 3) и перемещают их на наклонную площадку 9 съезда и по ней и завершают тем самым формирование нового съезда 15.

Преимущества и технический эффект от предложенного способа заключаются в следующем
1. Cокращение затрат на транспортирование пород, включающее автотранспортную, например, доставку пород от рабочих уступов и последующее бульдозерное, например, их перемещение в логе, за счет:
а) замены транспортной трассы от выхода существующего съезда на рабочую площадку отвала до сопряжения с ней формируемого съезда и по его площадке до места работ трассой до дополнительных призм и по выполаживаемым откосам насыпей;
б) частичной засыпки тальвега породами дополнительной призмы, что уменьшает объемы перемещаемых бульдозером (или скрепером и др. оборудованием) пород вследствие их доставки на тальвег автосамосвалами и гравитацией по кратчайшему пути;
в) доставки материалов дорожной одежды по кратчайшему пути через откос насыпи на наклонную площадку формируемого съезда;
г) деконцентрации оборудования путем разъединения участков работ автосамосвалов и бульдозеров во времени и пространстве исключением работы автосамосвалов на узкой и наклонной площадке и перемещением пород в условиях отсутствия автотранспорта, что увеличивает скорость движения и соответственно производительность оборудования, а также уменьшает расход горючего.

2. Улучшении условий и повышении безопасности работ за счет:
а) обеспечения допустимого правилами технической эксплуатации машин уклона бульдозерных площадок на откосах насыпей перемещением пород в емкости в откосах и в логу; и материалов дорожной одежды на площадку съездов;
б) уменьшения опасности сдвижения пород выположенных откосов и уменьшения энергии скатывающихся по ним кусков пород при подрезке снизу;
в) улучшения экологических условий работ, комфорта и видимости в зоне формирования съезда путем уменьшения количества выхлопных газов исключением маневрирования автотранспорта на узких наклонных площадках съезда и взаимных помех, остановок и простоев с включением двигателем автосамосвалов и бульдозеров их деконцентрацией, а также сокращением расстояний перемещения пород;
г) обеспечения упора пород в откосы емкостей при их засыпке в процессе формирования разгрузочных площадок на их участках для отсыпки материалов дорожной одежды на площадку съезда, позволяющего снизить опасность выдавливания в лог призм пород из под колес автосамосвалов.

Формула изобретения

Способ формирования съезда с отвала, включающий транспортирование пород по съезду на рабочую площадку отвала, отсыпку породы с разгрузочной площадки, формирование опережающих смежных насыпей и съезда между ними, отличающийся тем, что опережающие насыпи формируют с емкостями в продольных откосах и с отсыпкой на них примыкающих к емкостям дополнительных призм пород, после чего породы каждой дополнительной призмы приоткосного массива на ее участке перемещают в емкости, в лог и по нему в объемах, определяемых по соотношениям


где V_п и V соответственно объемы пород, перемещаемых в емкости откоса, лог и по нему, и объемы, необходимые для формирования наклонной площадки съезда, м³;
L_c и L соответственно длина формируемого съезда и расстояние доставки пород до его сопряжения с рабочей площадкой отвала, км;
L_п и l_п соответственно средневзвешенные расстояния доставки пород в дополнительные призмы и приоткосный массив лога и последующего их перемещения в емкости, лог и по нему, км;
С_пс, С_т и С_п соответственно себестоимости перемещения пород по съезду, их доставки и перемещения в емкости, лог и по нему, руб/кН·км;
З_п затраты на планировку площадки дополнительной призмы пород при уменьшенных емкостями площадях, руб;
L₁ и L_c соответственно средневзвешенные расстояния доставки и перемещения пород по формируемому съезду, км;
С_с себестоимость перемещения пород по съезду с учетом формирования разгрузочных площадок, руб/кН · км;
ΔЗ приращивание затрат, обусловленное маневрированием оборудования на узких и наклонных площадках при наличии помех, руб.

а на участках емкостей формируют разгрузочные площадки и с них отсыпают в лог материалы дорожной одежды и перемещают их на наклонную площадку съезда и по ней.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4