Отвалообразование мягких горных пород. Отвалообразование крепких горных пород. Складирование некондиционного полезного ископаемого и попутного полезного ископаемого
Конструкция отвалов и их параметры. Формирование отвалов.
Технологический процесс размещения пустых пород и некондиционных руд, удаляемых при разработке месторождений открытым способом и при строительстве, называется отвалообразованием.
Складирование – комплекс производственных операций по приему и размещению не временное хранение плодородного слоя почвы, некондиционного полезного ископаемого, попутных ископаемых, горных пород экономическая целесообразность использования которых может возникнуть в будущем.
Насыпи пустых горных пород, возводимые в процессе отработки карьера называют отвалами.
Технические сооружения и средства механизации отвальных работ составляют отвальное хозяйство карьера.
Объемы отвальных работ, как правило, в несколько раз превышают объем добычи ПИ. и в каждый момент времени могут быть определены по соответствующему коэффициенту вскрыши. Затраты на отвалообразование достигают 12 – 15% расходов на вскрышные работы.
Способ отвалообразования зависит от физико-механических свойств пород, принятой схемы механизации их возведения и вида транспорта.
Отвалы различают:
- по месту расположения;
- количеству действующих отвальных уступов;
- рельефу местности, отведенной под отвал;
- средствам механизации отвальных работ.
В зависимости от места расположения отвалы бывают:
· внутренние, расположенные в отработанном пространстве карьера;
· внешние, размещенные за пределами карьерного поля;
· комбинированные — с частичным размещением пород в отработанном пространстве карьера и за пределами карьерного поля.
Внутренние отвалы формируют при разработке горизонтальных и пологих пластообразных залежей, внешние — при разработке наклонных и крутых месторождений.
По стационарности отвалы делятся на:
- постоянные
- временные.
Способы отвалообразования зависят, прежде всего, от вида применяемого транспорта и типа рабочего оборудования:
- при железнодорожном транспорте применяются экскаваторные (с механическими лопатами, драглайнами, абзетцерами), плужные и бульдозерные отвалы,
- при автомобильном транспорте — бульдозерные и экскаваторные отвалы,
- при конвейерном транспорте для механизации укладки породы в отвал используются консольные отвалообразователи.
На выбор способа отвалообразования и параметры отвала основное влияние оказывают вид транспорта, устойчивость и крепость пород, складируемых в отвал, рельеф местности и устойчивость основания отвала.
Правильно выбранный способ отвалообразования должен обеспечивать:
· необходимую приемную способность отвала;
· безопасную работу людей и оборудования на отвалах;
· наименьшую площадь отчуждаемых под отвалы плодородных земель;
· низкие затраты на отвальные работы и высокую производительность труда рабочих;
· достаточно высокую эффективность капитальных затрат.
Процесс отвалообразования включает возведение первоначальных отвальных насыпей, разгрузку и складирование вскрышных пород, планировку поверхности отвала и перемещение транспортных коммуникаций на отвале.
При доставке породы из карьера автосамосвалами эту работу выполняют непосредственно бульдозерами. На рис. 1 показаны основные схемы образования отвалов.
Рис. 1. Схема формирования отвалов:
а — на склоне;
б — в искусственных и естественных выемках;
в — возведение первоначальной насыпи «из резерва» (I стадия).
Допустимая высота отвала ограничивается условиями его устойчивости.
Место для расположения отвала должно отвечать следующим требованиям:
- быть как можно ближе к карьеру, чтобы расстояние транспортирования пород было наименьшим;
- площади, занимаемые постоянными отвалами, должны быть безрудными и безугольными;
- рельеф местности должен допускать планомерное развитие отвала с наименьшими объемами первоначальных насыпей.
Выбор места расположения отвалов обосновывается технико-экономи-ческими расчетами. В качестве критерия при этом принимается минимум капитальных и эксплуатационных затрат за весь период работы карьера.
Основные параметры отвалов
К основным параметрам отвалов (рис. 2) относятся:
- высота отвального уступа 
,
- высота отвала 
,
- шаг передвижки путей В,
- длина отвального тупика 
,
- удельная емкость 1 м длины тупика отвальной заходки,
- число отвальных тупиков,
- производительность тупика в единицу времени (в сутки, год).
Выбор средств механизации для складирования пород зависит в основном от физико-технических свойств вскрышных пород и видов карьерного транспорта.
|
Рис. 2. Параметры отвального тупика
Высота отвалов зависит от способа механизации отвальных работ, устойчивости пород и основания отвала, рельефа местности и ценности земель, отводимых под отвалы, а также вида транспорта.
Отвал по высоте состоит из ярусов, высота каждого из которых равна высоте отвального уступа и ограничивается прежде всего условиями безопасного ведения работ.
Чем больше высота отвала, тем больше затраты на транспортирование породы на отвал, но тем меньше площадь, занимаемая отвалом, и тем меньше затраты за отчуждение земли под отвалы.
Поэтому оптимальная высота отвала зависит от затрат на подъем породы принятым видом транспорта (руб. на 1 м высоты подъема), от ценности отчуждаемых земель (руб. на 1 га в год), от себестоимости укладки породы в отвал (руб. на 1 м3).