Способ отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке

Изобретение относится к технологическим процессам открытых горных работ при отвалообразовании вскрышных пород в карьерной выемке смежного участка и может быть использовано при открытой разработке угольных месторождений пологого, наклонного и крутого падения.

Способ формирования отвалов на косогорах (Патент РФ №2237810, МПК Е21С 41/26, 2004.10.10). Для этого способ включают последовательную отсыпку пород ярусами на отвальном поле. При этом отвалообразование осуществляют осушением тела отвала, сместившегося на пологий участок склона с таянием снега и разжижающейся породой, путем создания при грузке его верхней площадки и откосов (II-й ярус) с боковых насыпей, подводимых вдоль косогора, и проведением водоотводящих выработок - траншей, канав - с уклоном на участке отвала перед обрушением для сбора воды, а последующую отсыпку ведут вначале нижнего (III яруса), затем 1-го яруса и на последнем этапе на отметке верхнего яруса завершают отсыпку IV яруса на полную высоту отвала.

Недостатком известного технического решения является то, что отсыпка отвала осуществляется ярусами с проведением водоотводящих выработок - траншей, канав - с уклоном на участке отвала перед обрушением для сбора воды, что усложняет технологию и организацию отвалообразования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ транспортирования горной массы в отвал карьера (Патент РФ №2151871, МПК Е21С 41/26, опубл. 2000.06.27). Способ включает соединение горизонтов несущими гибкими связями, например канатами, крепление к ним с возможностью свободного скольжения емкости с аэростатом, соединенной с другой емкостью с аэростатом, загрузку емкости и ее перемещение подъемной силой аэростата, разгрузку и возврат емкости. Две несущие гибкие магистрали натягивают из одного погрузочного пункта на верхнем горизонте расходящимися ветвями к опорным пунктам нижних горизонтов, а гибкую тяговую связь между одновременно движущимися по магистралям емкостями осуществляют непосредственно через барабаны одной лебедки с возможностью свободного (автономного) или двигательного режимов движения.

Недостатком известного технического решения является то, что требуется дополнительное время на установку опорных пунктов и настройку гибких магистралей.

Техническим результатом изобретения является складирование вскрышных пород драглайном в карьерной выемке смежного участка и снижение дальности транспортирования.

Указанный технический результат достигается тем, что вскрышные породы транспортируются автосамосвалами до разгрузочной ямы и складируются драглайном на полную глубину карьерной выемки одной, двумя, тремя продольными отвальными заходками.

Способ включает выемку из приемной ямы и складирование вскрышной породы заходками в карьерную выемку драглайном. Вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной, двумя и тремя продольными заходками на полную ее глубину 30, 50, 70 м (фиг. 1, 2, 3).

Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму (глубиной до 5 м) для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки одной продольной отвальной заходкой (В_КВ=А_о) на полную глубину карьерной выемки (фиг. 1). Перемещение драглайна осуществляется вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки.

При складировании вскрышных пород в карьерной выемке двумя отвальными заходками вскрышная порода размещается на радиус разгрузки драглайна, по всей ширине отвальной заходки (фиг. 2). Перемещение фронта отвальных работ происходит вдоль борта карьера до торца карьерной выемки.

При складировании вскрышных пород в карьерной выемке тремя отвальными заходками драглайн перемещается вдоль фронта отвальных работ до средней части торца карьерной выемки. После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в среднюю часть карьерной выемки (фиг. 3). Изменяя направление фронта отвальных работ драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся третью часть карьерной выемки.

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 1, 2, 3). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью h_o (фиг. 1, 2, 3).

Изобретение поясняется чертежом, где изображена технология отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке смежного участка, оставшейся от разработки угольных месторождений наклонного и крутого падения.

На фиг. 1 приняты обозначения: цифрами I, II, III - показана последовательность отвальных заходок при складирования вскрышных пород. L_КВ - длина карьерной выемки в плане; Н_КВ - глубина карьерной выемки, м; h₁, h₂, h₃ - глубина верхней, средней нижней части карьерной выемки, м; N₃ - количество отвальных заходок; В_КД - ширина карьерной выемки по дну, м; В_КВ - ширина карьерной выемки в плане, м; А - ширина отвальной заходки, м.; L_КВ - длина карьерной выемки; Н_КВ - глубина карьерной выемки; Н₀ - высота отвала; N_З - количество отвальных заходок; A₁, А₂, А₃ - ширина первой, второй и третьей отвальной заходки, м.

В_рп - ширина разгрузочной площадки; h_п - глубина приемной ямы; R_ч - радиус черпания; R_p - радиус разгрузки; А_о - ширина отвальной заходки; B_д - ширина карьера по дну; Н_кв - глубина карьерной выемки; γ_В, γ_Л - углы откосов бортов карьера соответственно со стороны висячего и лежачего бока, град.; А_вто - перемещение вскрышных пород автомобильным транспортом.

Технология отвалообразования вскрышных пород драглайном с размещением в карьерной выемке смежного участка заключается в следующем.

I. Продольное отвалообразование одной заходкой.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной продольной заходкой на полную ее глубину до 30 м (фиг. 1). Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму (глубиной до 5 м) для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки одной продольной отвальной заходкой (В_КВ=А_о) на полную глубину карьерной выемки (фиг. 1, I). Перемещение драглайна осуществляется вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки (фиг. 1).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 1). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

II. Продольное отвалообразование двумя заходками.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку экскаватором драглайном двумя продольными заходками на полную ее глубину до 50 м (фиг. 2).

Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь в торце карьерной выемки, для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Вскрышная порода размещается на радиус разгрузки драглайна, по всей ширине отвальной заходки. Перемещение фронта отвальных работ происходи т вдоль борта карьера до торца карьерной выемки. Для снижения дальности автотранспортирования бульдозер создает второй скользящий съезд (фиг. 2).

После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в оставшуюся часть карьерной выемки (фиг. 2, II).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 2). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

III. Продольное отвалообразование тремя заходками.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку экскаватором драглайном тремя отвальными заходками в карьерную выемку на полную ее глубин до 70 м (фиг. 3). Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней экскаватора драглайна (рис. 4). Драглайн создает приемную яму для разгрузки в ней вскрышных пород автомобильным транспортом. Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки первой продольной отвальной заходкой на полную глубину карьерной выемки (фиг. 3, I). Далее экскаватор складирует вскрышные породы вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки. Для снижения расстояний автотранспортирования вскрышных пород бульдозер создает второй скользящий съезд (фиг. 3, II). Драглайн перемещается вдоль фронта отвальных работ до средней части торца карьерной выемки. После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в среднюю часть карьерной выемки (фиг. 3, II). Изменяя направление фронта отвальных работ драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся третью часть карьерной выемки (фиг. 3. III).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 3). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

Способ складирования вскрышных пород драглайном в карьерной выемке смежного участка с применением автомобильного транспорта может быть использован в качестве отвалообразования при групповом расположении участков открытой угледобычи.