Основные параметры отвалов

Основные положения отвалообразования

Технологический процесс размещения пустых пород и некондиционных руд, удаляемых при разработке месторождений открытым способом и при строительстве, называется отвалообразованием.

В настоящее время расходы на отвалообразование составляют 12 – 15 % расходов на вскрышные работы.

Способы отвалообразования и средства механизации отвальных работ должны обеспечивать бесперебойное складирование породы.

Породные отвалы должны иметь достаточную вместимость, находиться на минимальном расстоянии от мест погрузки породы. располагаться на безрудных (безугольных) площадях, не препятствовать развитию горных работ в карьере и формироваться с учетом требований безопасности и экологии.

В комплекс отвальных работ входят разгрузка пород, планировка отвального уступа и формирование предохранительного вала или размещение породы в отвале экскаватором, отвалообразователем, абзетцером, автосамосвалом и передвижка транспортных коммуникаций в новое положение. Высота породных отвалов может приближаться к предельной высоте устойчивой насыпи из данных пород, отличаясь на 20 – 30 % в меньшую сторону, что гарантирует устойчивое состояние отвала.

Способы отвалообразования выбираются в зависимости от условий залегания рудного тела, рельефа местности, характеристики пород, климатических и особенностей местности вида транспорта.

Отвалы могут быть постоянными и временными, тем не менее при открытых разработках принято классифицировать все отвалы по предложенной классификации известного ученого Н.В. Мельникова.

Классификационный признак	Тип отвала
Расположение относительно карьера	Внешний (за контуром карьера) и внутренний (в отработанной части карьера)
Число рабочих горизонтов отвала	Одно-многоярусные
Способы механизации отвальных работ	Плужный, экскаваторный, бульдозерный, конвейерный, автомобильный (разгрузка на откос).
Число обслуживаемых горизонтов в карьере	Общий, групповой. Отдельный
Рельеф местности, используемый под отвал	Равнинный, нагорный и нагорно-долинный
Деформационное состояние отвала	Устойчивые, подвижные и неустойчивые
Способ транспортирования вскрышной породы на отвал	Железнодорожный, автомобильный, конвейерный.

Основные параметры отвалов

К основным параметрам отвалов (рис.8.1 из Хох.) относятся высота отвального уступа h₀, высота отвала H_{O ,} шаг передвижки путей В, длина отвального тупика L, удельная емкость 1 м длины тупика отвальной заходки, число отвальных тупиков, производительность тупика в единицу времени (в сутки, год).

Высота 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. в малоустойчивых породах при разгрузке транспортных средств вплотную к отвальной бровке, то высоту отвала сокращают до 10 – 8 м.

В устойчивых крепких породах, а точнее на экскаваторных отвалах, где груженые вагоны находятся вне пределов возможной осадки породы. Высота отвалов может достигать 30 – 40 м.

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).

В условиях дефицита земельных площадей и повышенных требований к охране окружающей природной среды оптимальная высота отвала равна максимально допустимой по условиям устойчивости.

Приемная способность отвального тупика – количество породы, которое возможно поместить в отвале между двумя смежными передвижками пути (см.рис. 8.1 – хохр.). Она обычно измеряется на 1 м отвального фронта работ и характеризуется как удельная емкость отвальной заходки.

Приемная способность 1 м отвального тупика (в м³)

V = h₀ В / k_р, где

k_Р – коэффициент разрыхления породы.

Шаг передвижки путей определяется параметрами отвального оборудования и составляет при ж/д транспорте: на плужных отвалах – 1,5 – 3,0 м, на экскаваторных отвалах с мехлопатами – 24 – 24 м, с драглайнами – 70 – 120 м; на бульдозерных отвалах – о 50 – 60 м до 110 – 120 м, при автомобильном транспорте на бульдозерных отвалах 35 – 50 м.

Производительность отвального тупика или отвала – это количество породы, принимаемой тупиком или отвалом в единицу времени.

Число составов, разгружаемых в тупике за смену, определяется по следующей формуле:

N = [T/(t_P + t_O)] k_{И.С .},

где T – время смены, ч; k_И.С – коэф. использованя рабочего времени смены тупика при приеме составов; t_P - время разгрузки одного состава, мин (зимой в 2 – 3 раза больше, чем летом); t_O – время обмена составов, мин.

Исходя из этого производительность отвального тупика по пропускной способности путей (в м³/смену)

По = NQ, гдеQ – средняя емкость породного состава, м³.

Зимой производительность отвального тупика несколько ниже, чем летом. Разгрузка глинистых и вязких грунтов и пород происходит также медленнее.

При работе экскаватора на отвале производительность тупика, определенная по пропускной способности путей, должна быть равной или несколько больше производительности отвального экскаватора.

Фактическая производительность одного отвального тупика составляет: плужного – 1,5 – 2.0 тыс. м³ в сутки, экскаваторного (мехлопата или драглайн) в зависимости от модели экскаватора – от 4 до 7 тыс. м³ в сутки, бульдозерного – до 4 – 8 тыс. м³ в сутки.

Общее число тупиков с учетом передвигаемых принимается на 25 – 50 % больше рассчитанного по производительности.

Развитие отвалов в плане может быть криволинейным, параллельным (рис. 8.2. рисую сам.) или веерным. Наибольшее распространение получили отвалы с криволинейной схемой. Преимущество в том, что в процессе развития отвала систематически увеличивается длина отвального фронта и появляется возможность создания новых рабочих тупиков. Пути удлиняются за счет врезок различной длины.