Способ отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками по бестранспортной системе с перемещением пород вскрыши в поперечном направлении к верхней бровке нерабочего борта карьера и укладкой вскрышных пород наклонными слоями во внешний отвал, При этом вскрышные породы отсыпают в продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками вдоль внешней и внутренней продольных границ внешнего отвала и верхних продольных бровок каждого отвального яруса, кроме верхнего, формируя сплошные откосы внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала. Технический результат: повышение производительности. 8 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях.

Заявляемое изобретение относится к приоритетным направлениям развития науки и технологии «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых», поскольку решает одну из проблем, связанную с механизацией и экологической безопасностью открытых горных работ [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 110].

Проблема повышения эффективности способа отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи заключается в следующем.

Известен способ проходки разрезной траншеи с переэкскавацией пород вскрыши драглайнами [Ржевский В.В. Открытые горные работы. Часть 2. Технология и комплексная механизация. М.: Недра. 1985, стр. 217, рис. 6.13]. Разрезная траншея проходится продольными вскрышными заходками с переэкскавацией и складированием пород вскрыши во внешний отвал, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера ярусами. Породы вскрыши отсыпают во внешний отвал драглайнами по фронту, который формируют вдоль верхней бровки нерабочего борта карьера. При этом заходки отрабатывают в направлении от рабочего борта карьера к нерабочему.

Общими признаками известного способа проходки разрезной траншеи с переэкскавацией пород вскрыши драглайнами с заявляемым изобретением являются:

- проходка разрезной траншеи продольными вскрышными заходками;

- складирование пород вскрыши во внешний отвал ярусами, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера;

- формирование внешнего отвала по фронту работ.

Недостатками известного способа проходки разрезной траншеи с переэкскавацией пород вскрыши драглайнами являются:

- значительные по величине объемы переэскавации при перемещении пород вскрыши;

- низкая производительность вследствие значительного расстояния перемещения пород;

- низкая экологичность из-за большой площади нарушенных земель под внешним отвалом;

значительные затраты на перемещение пород вскрыши и восстановление нарушенных земель.

Известен способ бестранспортной проходки разрезной траншеи (RU №2520234, МПК Е21С 41/26, опубликовано 20.06.2014), включающий ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши из забоя продольной вскрышной заходки в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке, укладку пород вскрыши во внешний отвал по фронту отсыпки с внешним и внутренним бортами, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера.

Общими признаками известного способа с заявляемым изобретением являются: ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши из забоя продольной вскрышной заходки в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке, укладка пород вскрыши во внешний отвал, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, отсыпка пород вскрыши наклонными слоями с внешним и внутренним бортами с формированием отвальных ярусов. Недостатками известного способа являются:

- низкая производительность вследствие значительного расстояния перемещения пород;

- низкая экологичность из-за большой площади нарушенных земель под внешним отвалом;

-значительные затраты на перемещение пород вскрыши и восстановление нарушенных земель.

За прототип принят способ бестранспортной проходки разрезной траншеи (RU №2602246, МПК Е21С 41/26, опубликовано 10.11.2016), включающий ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке, отсыпку вскрышных пород во внешний отвал с внешним и внутренним бортами, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, складирование пород вскрыши в отвальные насыпи с верхними рабочими площадками при формировании откоса вскрышных пород внутреннего борта внешнего отвала.

Общими признаками прототипа с заявляемым изобретением являются: ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши из забоя продольной вскрышной заходки в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке, отсыпка вскрышных пород во внешний отвал, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, складирование пород вскрыши наклонными слоями с внешним и внутренним бортами с формированием откоса вскрышных пород внутреннего борта внешнего отвала.

Недостатками известного способа являются:

- низкая производительность вследствие значительного расстояния перемещения пород;

- низкая экологичность из-за большой площади нарушенных земель под внешним отвалом;

- значительные затраты на перемещение пород вскрыши и восстановление нарушенных земель.

Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности и экологичности отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи.

Технический результат заявляемого изобретения в повышении производительности.

Технический результат заявляемого изобретения достигается тем, что способ отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи, включает ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке и складированиие пород вскрыши наклонными слоями во внешний отвал с внешним и внутренним бортами, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, с формированием продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и откоса отвальных пород вскрыши внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера, согласно изобретению нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой размещают на верхней площадке нерабочего борта карьера посередине расстояния между нижними границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, при этом каждую последующую продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой формируют на верхней рабочей площадке предыдущего отвального яруса посередине его ширины, причем породы вскрыши отсыпают в нижние продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, с укладкой вскрышных пород на внешний и внутренний откосы нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних площадок внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов нижней отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой, и внешней и внутренней границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, соответственно, кроме того, последующие продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль верхних бровок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, формируют, складируя породы вскрыши на внешний и внутренний откосы последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних рабочих площадок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов последующей отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и верхними бровками предыдущего отвального яруса с верхними рабочими площадками внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера соответственно, а породы вскрыши складируют на верхнюю площадку нерабочего борта карьера во внешний отвал по ширине его основания, определяемой по следующей математической формуле [1]:

где а - ширина основания внешнего отвала нерабочего борта карьера, м;

в - ширина верхней рабочей площадки последнего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, м;

S - площадь поперечного сечения разрезной траншеи карьера, м²;

К_р - коэффициент разрыхления вскрышных пород во внешнем отвале нерабочего борта карьера, ед.;

α - угол наклона откоса вскрышных пород внешнего отвала нерабочего борта карьера, град.

Нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой на верхней площадке нерабочего борта карьера размещают посередине основания внешнего отвала, при этом, каждую последующую продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой формируют на верхней рабочей площадке предыдущего отвального яруса посередине ширины предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера. Перечисленные признаки создают условия для установки вскрышного оборудования на эти насыпи для отсыпки пород вскрыши при формировании внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала без дополнительных площадей. Это сокращает ширину внешнего отвала, площадь нарушенных земель и расстояние перемещения пород вскрыши, что направлено на достижение технического результата.

Породы вскрыши отсыпают в нижние продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера с укладкой вскрышных пород на внешний и внутренний откосы нижней продольной отвальной насыпи, и участки верхних площадок внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов нижней отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой, и внешней и внутренней границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера.

Последующие продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль верхней бровки предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, формируют, складируя породы вскрыши на внешний и внутренний откосы последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних рабочих площадок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов последующей отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и верхними бровками предыдущего отвального яруса с верхними рабочими площадками внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, соответственно.

Изложенные признаки, технология и порядок отсыпки пород вскрыши внешнего отвала создают условия для формирования углов откоса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала посредством ярусного складирования вскрышных пород при их размещении по крайней мере в двух продольных отвальных заходках и одной отвальной насыпи в одном ярусе. Это направлено на уменьшение площади нарушенных земель, расстояния транспортирования вскрышных пород и, в результате, на достижение технического результата.

Ширину основания внешнего отвала нерабочего борта карьера определяют по математической формуле [1].

Математическая формула представляет возможность определить ширину основания внешнего отвала, величина которой позволяет сформировать верхнюю рабочую площадку внешнего отвала наименьшего размера, включающую по крайней мере две верхних рабочих площадки продольных отвальных заходок и одну верхнюю рабочую площадку продольной отвальной насыпи при заданных углах откоса бортов внешнего отвала. Это уменьшает площадь нарушенных земель, расстояние транспортирования пород вскрыши и направлено на достижение технического результата.

Изложенный порядок формирования внешнего отвала представляет возможность складировать породы вскрыши при отстройке внешнего борта внешнего отвала без уступов, как это предусмотрено по прототипу, то есть породы вскрыши отсыпаются с образованием сплошного откоса. В результате угол наклона внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера при неизменной ширине верхней рабочей площадки внешнего отвала увеличивается, уменьшая ширину основания внешнего отвала и площадь нарушенных земель. При этом, центр массы разгрузки пород вскрыши в поперечном сечении внешнего отвала смещается в сторону нерабочего борта карьера, сокращая расстояние перемещения вскрышных пород из разрезной траншеи во внешний отвал. В итоге повышается производительность, что направлено на достижение технического результата.

Способ осуществляется с применением экскавационно-транспортирующего комплекса по патенту РФ на изобретение №2456454, кл. Е21С 42/00, E02F 3/54, опубликовано 20.07.2012, Бюл. №20.

Отличие от прототипа доказывает соответствие заявляемого способа условию патентоспособности «новизна«. Из уровня техники неизвестна отсыпка пород вскрыши во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи посредством размещения нижней продольной насыпи с верхней рабочей площадкой на верхней площадке нерабочего борта карьера посередине расстояния между внешней и внутренней границами внешнего отвала при формировании каждой последующей отвальной насыпи на верхней рабочей площадке предыдущего отвального яруса посередине его ширины. Причем породы вскрыши отсыпают в нижние продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадкой, размещаемые вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, с укладкой вскрышных пород на внешний и внутренний откосы нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхней площадки внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов нижней отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой, и внешней и внутренней границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, соответственно. Кроме того, последующие продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль верхних бровок нижнего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, формируют, складируя породы вскрыши на внешний и внутренний откосы последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних рабочих площадок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов последующей отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и верхними бровками предыдущего отвального яруса с верхними рабочими площадками внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, соответственно, а ширину основания внешнего отвала нерабочего борта карьера определяют по математической формуле [1].

Содержание изложенных признаков доказывает соответствие условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, которые показаны на Фиг. 1, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

Фиг. 1 - складирование пород вскрыши в нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой, размещаемую посередине ширины основания внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг. 2 - складирование пород вскрыши в нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой, размещаемую посередине ширины основания внешнего отвала нерабочего борта карьера (план).

Фиг. 3 - складирование пород вскрыши в нижние продольные отвальные заходки, размещаемые вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг. 4 - складирование пород вскрыши в последующую продольную отвальную насыпь последующего (второго) отвального яруса посередине ширины рабочей площадки нижнего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг.5 - складирование пород вскрыши в последующие продольные отвальные заходки, размещаемые вдоль внешней и внутренних границ нижнего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг. 6 - складирование пород вскрыши в верхнюю продольную отвальную насыпь верхнего (третьего) отвального яруса посередине ширины рабочей площадки последующего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг. 7 - складирование пород вскрыши в верхние продольные отвальные заходки, размещаемые вдоль верхних бровок последующего (второго) отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера (поперечный разрез).

Фиг. 8 - складирование пород вскрыши в верхние продольные отвальные заходки, размещаемые вдоль верхних бровок последующего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера (план).

На фиг. 1, 3, 4, 5, 6, 7 - буквами а, б, в, г показан контур поперечного сечения разрезной траншеи.

На фиг. 1, 3, 4, 5, 6, 7 - в пределах контура поперечного сечения разрезной траншеи а, б, в, г сплошной и пунктирной линиями показаны контуры поперечного сечения отрабатываемых вскрышных заходок.

На фиг. 8 - стрелками показано направление отсыпки пород вскрыши слоями. На Фиг. 1, 7 - показан контур внешнего отвала нерабочего борта карьера. На Фиг. - 3, 4, 5, 6, 7 контур внешнего отвала нерабочего борта карьера представлен частично или не показан.

Позиции способа отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи обозначены следующими цифрами и буквами:

1 - вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой;

2 - промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой;

3 - отвальная ходовая неповоротная платформа с мачтой;

4 - система подвески канатов;

5 - двухсторонний ковш с днищем V-образной формы;

6 - разрезная траншея;

7 - нижняя продольная отвальная насыпь с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

к-л - верхняя рабочая площадка нижней продольной отвальной насыпи внешнего отвала нерабочего борта карьера;

и-к - внешний откос нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

л-м - внутренний откос нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

к - верхняя бровка внешнего откоса нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

л - верхняя бровка внутреннего откоса нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

д-и - участок верхней площадки нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль внешней границы внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

м-з - участок верхней площадки нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль внутренней границы внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

8- нерабочий борт карьера;

9 - рабочий борт карьера;

а-б-в-г - поперечный профиль разрезной траншеи;

г - верхняя бровка рабочего борта разрезной траншеи карьера;

д-е - ж-з - поперечный профиль внешнего отвала нерабочего борта карьера;

д - внешняя граница внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

з - внутренняя граница внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

10, 11, 12, 13, 14, 15 - первая, вторая, третья, четвертая, пятая и шестая продольные вскрышные заходки, последовательно отрабатываемые в направлении от нерабочего борта карьера к рабочему борту, соответственно;

16 - нижняя продольная отвальная заходка, расположенная вдоль внешней границы внешнего борта нерабочего борта карьера;

17 - нижняя продольная отвальная заходка, расположенная вдоль внутренней границы внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

д-н-о-з - нижний отвальный ярус внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

н - верхняя бровка нижнего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

о - верхняя бровка нижнего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

18 - последующая продольная отвальная насыпь с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

р-с - верхняя рабочая площадка последующей продольной отвальной насыпи внешнего отвала нерабочего борта карьера;

п-р - внешний откос последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

с-т - внутренний откос последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

р - верхняя бровка внешнего откоса последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

с - верхняя бровка внутреннего откоса последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

н-п - участок верхней рабочей площадки нижнего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль внешней бровки нижнего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

т-о - участок верхней рабочей площадки нижнего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль верхней бровки нижнего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

н-ф-у-о - последующий отвальный ярус внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

19 - последующая продольная отвальная заходка, расположенная вдоль верхней бровки нижнего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

20 - последующая продольная отвальная заходка, расположенная вдоль верхней бровки нижнего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

21 - верхняя продольная отвальная насыпь с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

э-ю - верхняя рабочая площадка верхней отвальной насыпи внешнего отвала нерабочего борта карьера;

х-э - внешний откос верхней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ю-я - внутренний откос верхней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

э - верхняя бровка внешнего откоса верхней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ю - верхняя бровка внутреннего откоса последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ф-х - участок верхней рабочей площадки последующего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль верхней бровки нижнего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

я-у - участок верхней рабочей площадки последующего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, размещаемый вдоль верхней бровки нижнего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ф - верхняя бровка последующего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

у - верхняя бровка последующего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ф-е-ж-у - верхний отвальный ярус внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

22 - верхняя продольная отвальная заходка, расположенная вдоль верхней бровки последующего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

ф-х - участок верхней рабочей площадки последующего отвального яруса внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

23 - верхняя продольная отвальная заходка, расположенная вдоль верхней бровки последующего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

я-у - участок верхней рабочей площадки последующего отвального яруса внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера;

Способ отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи осуществляют следующим образом.

Исходным положением перед началом работ по отсыпке вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи являются пройденные на флангах месторождения въездная и выездная траншеи (на чертеже не показаны). Эти выработки проходятся с применением известных способов, например, с использованием автомобильного транспорта. Разрезная траншея 6 проходится между двумя выработками - въездной и выездной траншеями.

В соответствии с параметрами разрезной траншеи 6 и заявляемым способом отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи отстраивают поперечный профиль внешнего отвала д, е, ж, 3 (фиг. 1) и определяют ширину основания внешнего отвала по математической формуле [1].

Ширину верхней рабочей площадки «в» принимают равной суммарной ширине двух верхних рабочих площадок отвальной заходки, и ширине верхней рабочей площадки отвальной насыпи. Вычисляют высоту внешнего отвала. Высоту отвального яруса принимают равной, исходя из высоты промежуточной и отвальной мачт ходовых неповоротных платформ 2, 3 экскавационно-транспортирующего комплекса.

Нижнюю продольную отвальную насыпь 7 с верхней рабочей площадкой к, л внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 размещают на верхней площадке д-з нерабочего борта карьера 8 посередине расстояния между нижними границами внешнего д и внутреннего з бортов внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 (фиг. 1). Объем отвальных пород в нижней продольной насыпи 7 с верхней рабочей площадкой принимают равной объему вскрышных пород первой продольной вскрышной заходки 10 разрезной траншеи 6.

Нижнюю продольную отвальную заходку 16 с верхней рабочей площадкой н-к, размещаемую вдоль внешней границы д внешнего борта д-е, внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 1, 2), формируют посредством укладки вскрышных пород на внешний откос и-к нижней продольной отвальной насыпи 7 с верхней рабочей площадкой нерабочего борта карьера и участок д-и верхней площадки внешнего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой к внешнего откоса и-к нижней отвальной насыпи 7 с верхней рабочей площадкой и внешней границей д внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 1, 3).

Нижнюю продольную отвальную заходку 17 с верхней рабочей площадкой л-о, размещаемую вдоль внутренней границы з внутреннего борта з-ж внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8, формируют посредством укладки вскрышных пород на внутренний откос м-л нижней продольной отвальной насыпи 7 с верхней рабочей площадкой к-л внешнего отвала нерабочего борта карьера 7 и участок м-з верхней площадки внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой л внутреннего откоса м-л нижней отвальной насыпи 7 с верхней рабочей площадкой к-л и внутренней границей з внутреннего борта з-ж внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 1, 3).

Суммарный объем отвальных пород нижних продольных отвальных заходок 16 и 17 с верхними рабочими площадками н-к и л-о, соответственно, внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 принимают равным объему пород вскрыши второй продольной вскрышной заходки 11 разрезной траншеи 6 (Фиг. 1, 3).

Последующую продольную отвальную насыпь 18 с верхней рабочей площадкой р-с отсыпают на верхней рабочей площадке н-о нижнего отвального яруса д, н, о, з посередине ее ширины (фиг. 4). Объем отвальных пород верхней продольной отвальной насыпи 18 с верхней рабочей площадкой р-с принимают равным объему вскрышных пород третьей продольной вскрышной заходки 12 (Фиг. 6).

Последующую продольную отвальную заходку 19 с верхней рабочей площадкой и-п, размещаемую вдоль верхней бровки н нижнего отвального яруса д-н-о-з внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, формируют, складируя породы вскрыши на внешний откос п-р последующей продольной отвальной насыпи 17 с верхней рабочей площадкой р-с и участок верхней рабочей площадки н-р нижнего отвального яруса д-н-о-з внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой р внешнего откоса п-р последующей отвальной насыпи 17 с верхней рабочей площадкой р-с и верхней бровкой нижнего отвального яруса н с верхней рабочей площадкой н-о внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 5)

Последующую продольную отвальную заходку 20 с верхней рабочей площадкой с-т, размещаемую вдоль верхней бровки о нижнего отвального яруса д-н-о-з внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, формируют, складируя породы вскрыши на внутренний откос с-т последующей продольной отвальной насыпи 17 с верхней рабочей площадкой р-с и участок верхней рабочей площадки т-о нижнего отвального яруса д-н-о-з внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой внутреннего откоса с последующей отвальной насыпи 17 с верхней рабочей площадкой р-с и верхней бровкой о нижнего отвального яруса д-н -о-з с верхней рабочей площадкой н-о внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 5).

Суммарный объем отвальных пород нижних продольных отвальных заходок 19 и 20 с верхними рабочими площадками ф-р и с-у, соответственно, внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8 принимают равым объему пород вскрыши четвертой продольной вскрышной заходки 13 разрезной траншеи 6 (Фиг. 1, 3, 5).

Верхнюю продольную отвальную насыпь 21 с верхней рабочей площадкой э-ю отсыпают на верхней рабочей площадке ф-у последующего отвального яруса н, ф, у, о посередине ее ширины (фиг. 6).

Объем отвальных пород верхней продольной отвальной насыпи 21 с верхней рабочей площадкой э-ю принимают равным объему вскрышных пород пятой продольной вскрышной заходки 14 (Фиг. 6).

Верхнюю продольную отвальную заходку 22 с верхней рабочей площадкой е-э, размещаемую вдоль верхней бровки ф последующего отвального яруса н, ф, у, о внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, формируют, складируя породы вскрыши на внешний откос э-х верхней продольной отвальной насыпи 21 с верхней рабочей площадкой э-ю и участок верхней рабочей площадки ф-х последующего отвального яруса н, ф, у, о внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой э внешнего откоса э-х верхней продольной отвальной насыпи 21 с верхней рабочей площадкой э-ю и верхней бровкой ф последующего отвального яруса н, ф, у, о с верхней рабочей площадкой ф-у внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 (Фиг. 7).

Верхнюю продольную отвальную заходку 23 с верхней рабочей площадкой ю-ж, размещаемую вдоль верхней бровки у верхнего отвального яруса ф, е, ж, у внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, формируют, складируя породы вскрыши на внутренний откос ю-я верхней продольной отвальной насыпи 21 с верхней рабочей площадкой э-ю и участок верхней рабочей площадки я-у последующего отвального яруса н, ф, у, о внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8 по его ширине, равной расстоянию между верхней бровкой ю внутреннего откоса ю-я верхней отвальной насыпи 21 с верхней рабочей площадкой э-ю и верхней бровкой у последующего отвального яруса н, ф, у, о с верхней рабочей площадкой ф-у внутреннего борта ж-з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8.

Суммарный объем отвальных пород верхних продольных отвальных заходок 22 и 23 с верхними рабочими площадками е-э и ю-ж, внешнего отвала д, е, ж, 3 нерабочего борта карьера 8, соответственно, принимают равным объему пород вскрыши шестой продольной вскрышной заходки 15 разрезной траншеи 6 (Фиг. 7).

Экскавационно-транспортирующий комплекс включает вскрышную ходовую неповоротную платформу с мачтой 1, промежуточную ходовую неповоротную платформу с мачтой 2 и отвальную ходовую неповоротную платформу с мачтой 3, соединенные между собой системой канатов 4, к которым подвешен двухсторонний ковш с днищем V-образной формы 5 (Фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8). Экскавационно-транспортирующий комплекс при отработке продольных вскрышных заходок 10, 11, 12, 13, 14, 15 может перемещается как в направлении от въездной траншеи к выездной, так и в обратном направлении - от выездной траншеи к въездной траншеи. Вскрышные породы складируются в нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой 7 наклонными слоями по технологии, изложенной в описании патента РФ на изобретение №2520234 C₁ Е21С 41/26 Опубл. 20.06.2014, Бюл. №17. При отработке первой продольной вскрышной заходки 10 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта 9 разрезной траншеи карьера 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 10 и перемещая их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8 (Фиг. 1, 2). Промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней площадке д-з нерабочего борта карьера 8 в пределах ширины основания внешнего отвала д-з вдоль его внутренней границы з, транспортируя и складируя породы вскрыши из забоя первой продольной вскрышной заходки 10 в направлении складирования их в нижнюю продольную отвальную насыпь 7 с верхней рабочей площадкой к-л внешнего отвала д, е, ж, з. Отвальная ходовая неповоротная ходовая платформа с мачтой 3 перемещается по верхней площадке д-з нерабочего борта карьера 8 в пределах ширины основания внешнего отвала д-з вдоль его внешней границы д, транспортируя и складируя породы вскрыши в нижнюю продольную отвальную насыпь 7 с верхней рабочей площадкой к-л внешнего отвала д, е, ж, з (Фиг. 1, 2). При отработке второй продольной вскрышной заходки 11 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта карьера 10 разрезной траншеи 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 10 и перемещая их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8 и складируя породы вскрыши в нижние продольные заходки 16 и 17, размещаемые вдоль верхней д и нижней з границ внешнего д-е и внутреннего ж-з бортов внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 2, 3). При этом, промежуточная ходовая промежуточная неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней рабочей площадке к-л нижней продольной отвальной насыпи 7 транспортирует и складирует породы вскрыши в в нижние продольные заходки 16 и 17, размещаемые вдоль верхней д и нижней з границ внешнего д-е и внутреннего ж-з бортов внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 2, 3). Причем, отвальная ходовая неповоротная ходовая платформа с мачтой 3 перемещается по верхней площадке нерабочего борта карьера 8 вдоль внешней границы д внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, транспортируя и складируя породы вскрыши в нижние продольные заходки 16 и 17, размещаемые вдоль верхней д и нижней з границ внешнего д-е и внутреннего ж-з бортов внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 2, 3). Вскрышные породы могут отсыпаться в продольные отвальные заходки 16 и 17, как в направлении внешнего и внутреннего откосов нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой 7, так и в обратном направлении. На Фиг. 8 показана отсыпка пород вскрыши в продольные отвальные заходки в направлении внешнего и внутреннего откосов продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой. При отработке третьей продольной вскрышной заходки 12 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта 9 разрезной траншеи карьера 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 12 и перемещая их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8. При этом, промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней площадке т-о нижней отвальной заходки 17, размещаемой на верхней площадке д-з нерабочего борта 8 карьера вдоль внутренней границы з, транспортируя и складируя породы вскрыши в последующую отвальную насыпь 18 с верхней рабочей площадкой р-с. Причем отвальная ходовая неповоротная платформа с мачтой 3 перемещается по верхней площадке н-п нижней отвальной заходки 16, размещаемой на верхней площадке д-з вдоль внешней границы д внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, транспортируя и складируя породы вскрыши в последующую отвальную насыпь 18 с верхней рабочей площадкой р-с (Фиг. 4). При отработке четвертой продольной вскрышной заходки 13 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта карьера 9 разрезной траншеи 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 13 и транспортируя их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8 и складируя породы вскрыши в последующие продольные отвальные заходки 19 и 20, размещаемые вдоль верхних границ н и о нижнего отвального яруса д, н, о, з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 3, 5). При этом, промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней рабочей площадке р-с последующей продольной отвальной насыпи 18, транспортирует и складирует породы вскрыши в последующие продольные отвальные заходки 19 и 20, размещаемые вдоль верхних бровок ни о нижнего отвального яруса д, н, о, з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 3, 5). Причем, отвальная ходовая неповоротная ходовая платформа с мачтой 3 перемещается по верхней площадке нерабочего борта карьера 8 вдоль внешней границы д внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, транспортируя и складируя породы вскрыши в последующие продольные заходки 19 и 20, размещаемые вдоль верхних бровок ни о нижнего отвального яруса д, н, о, з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 3, 5). При отработке пятой продольной вскрышной заходки 14 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта карьера 9 разрезной траншеи 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 14 и перемещая их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8 и складируя породы вскрыши в верхнюю продольную отвальную насыпь 21 внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8. (Фиг. 6). При этом, промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней рабочей площадке я-у последующей отвальной заходки 20, транспортируя и складируя породы вскрыши в верхнюю отвальную насыпь 21 с верхней рабочей площадкой э-ю. Причем, отвальная ходовая неповоротная платформа с мачтой 3 перемещается по верхней рабочей площадке ф-х последующей отвальной заходки 19, транспортируя и складируя породы вскрыши в верхнюю отвальную насыпь 21 с верхней рабочей площадкой э-ю (Фиг. 6). При отработке шестой продольной вскрышной заходки 15 вскрышная ходовая неповоротная платформа с мачтой 1 перемещается вдоль верхней бровки г рабочего борта карьера 9 разрезной траншеи 6, экскавируя породы вскрыши из забоя этой заходки 15 и транспортируя их в направлении, перпендикулярном к нерабочему борту карьера 8 и складируя породы вскрыши в последующие продольные отвальные заходки 22 и 23, размещаемые вдоль верхних границ ф и у последующего отвального яруса д, н, о, з внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 5). При этом, промежуточная ходовая неповоротная платформа с мачтой 2 перемещается по верхней рабочей площадке э-ю последующей продольной отвальной насыпи 21, транспортирует и складирует породы вскрыши в верхние продольные отвальные заходки 22 и 23, размещаемые вдоль верхних бровок ф и у последующего отвального яруса н, ф, у, о внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 7). Причем, отвальная ходовая неповоротная ходовая платформа с мачтой 3 перемещается по верхней площадке нерабочего борта карьера 8 вдоль внешнй границы д внешнего борта д-е внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, транспортируя и складируя породы вскрыши в верхние продольные отвальные заходки 22 и 23, размещаемые вдоль верхних бровок ф и у последующего отвального яруса н, ф, у, о внешнего отвала д, е, ж, з нерабочего борта карьера 8, соответственно (Фиг. 1, 7).

Таким образом, в результате реализации существенных признаков заявляемого изобретения достигается следующий технический результат. Последовательное складирование пород вскрыши в нижний, последующий и верхний отвальные ярусы по высоте внешнего отвала вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера формируется сплошной откос отвальных пород вскрыши внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера. При этом, угол наклона откоса внешнего борта внешнего отвала увеличивается по сравнению с прототипом за счет ликвидации уступов внешнего борта внешнего отвала, сокращается ширина основания внешнего отвала, а внешняя граница внешнего отвала смещается в сторону нерабочего борта карьера, уменьшая расстояние транспортирования вскрышных пород из разрезной траншеи во внешний отвал, повышая производительность. Так, при проходке разрезной траншеи средней ширины 125,0 м и глубиной 40,0 м по заявке на изобретение можно сформировать внешний отвал со следующими параметрами: высота отвала и отвального яруса - 46,0 и 15,3 м, ширина верхней площадки и основания отвала - 81,0 и 212,5 м, соответственно. Ширина основания внешнего отвала по сравнению с прототипом сокращается на 13,3%, а расстояние перемещения вскрышных пород - на 10,0%. Это повышает производительность, создавая условия для увеличения ширины разрезной траншеи.

Изложенные результаты осуществления заявляемого способа отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи доказывает соответствие заявляемого способа условию патентоспособности «промышленная применимость».

Оригинальность заявляемого изобретения заключается в формировании внешнего отвала на верхней площадке нерабочего борта карьера со сплошными откосами внешнего и внутренних бортов внешнего отвала при бестранспортной проходке разрезной траншеи без дополнительной перевалки отвальных пород вскрыши.

Способ отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи, включающий ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками, перемещение пород вскрыши в поперечном направлении к продольной вскрышной заходке и складирование пород вскрыши наклонными слоями во внешний отвал с внешним и внутренним бортами, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, с формированием продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и откоса отвальных пород вскрыши внутреннего борта внешнего отвала нерабочего борта карьера, отличающийся тем, что нижнюю продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой размещают на верхней площадке нерабочего борта карьера посередине расстояния между нижними границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, при этом каждую последующую продольную отвальную насыпь с верхней рабочей площадкой формируют на верхней рабочей площадке предыдущего отвального яруса посередине его ширины, причем, породы вскрыши отсыпают в нижние продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль внешней и внутренней границ внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, с укладкой вскрышных пород на внешний и внутренний откосы нижней продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних площадок внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов нижней отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой, и внешней и внутренней границами внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера соответственно, кроме того, последующие продольные отвальные заходки с верхними рабочими площадками, размещаемые вдоль верхних бровок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера, формируют, складируя породы вскрыши на внешний и внутренний откосы последующей продольной отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и участки верхних рабочих площадок предыдущего отвального яруса внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера по их ширине, равной расстояниям между верхними бровками внешнего и внутреннего откосов последующей отвальной насыпи с верхней рабочей площадкой и верхними бровками предыдущего отвального яруса с верхними рабочими площадками внешнего и внутреннего бортов внешнего отвала нерабочего борта карьера соответственно, а породы вскрыши складируют на верхнюю площадку нерабочего борта карьера во внешний отвал по ширине его основания, определяемой по следующей математической формуле:

а=(в²+4 S×К_P/tgα)^0.5, м,

где а - ширина основания внешнего отвала нерабочего борта карьера, м;

в - ширина верхней рабочей площадки последнего отвального яруса внешнего отвала нерабочего борта карьера, м;

S - площадь поперечного сечения разрезной траншеи карьера, м²;

К_р - коэффициент разрыхления вскрышных пород во внешнем отвале нерабочего борта карьера, ед.;

α - угол наклона откоса вскрышных пород внешнего отвала нерабочего борта карьера, град.