Розрахунок параметрів відвалів за умови їх селективного утворення

Площа території, на якій будуть розташовані чотири відвала, визначається довжиною кожного відвала, шириною основи кожного відвала, відстанню між підошвами відвалів (приймається 10 м) та відстанню між підошвою відвала з токсичної породи і ближчим краєм зони розкриву (визначається як загальна товщина шарів розкривних порід з додаванням 4-6 м запасу – для варіантів завдань, у яких відвальна територія має позначення „за розрахунком”; для варіантів завдань у яких призначено відстань до відвальної території, така відстань не визначається). З урахуванням таких умов, визначення розмірів відвалів можливо здійснити у поперечному перерізі відвальної зони. Для цього потрібно встановити площу поперечного перерізу кожного відвала, виходячи з площі поперечного перерізу відповідних шарів у зоні розкриву. Треба, однак, мати на увазі, що попередньо має бути знятий родючий шар під майбутніми відвалами з потенційно-родючих, інертних та токсичних порід. Тобто, спочатку необхідно визначити параметри саме цих відвалів, а потім, визначивши загальну ширину зони, яку вони займають, можна буде розрахувати додатковий обсяг родючого ґрунту, який також буде пересуватися до відвалу, що був утворений з раніше пересунутого родючого ґрунту розкривної товщі. Розміри відвалів встановлюються шляхом визначення їх площі та форми (для відвалів трикутної форми ширина основи дорівнює подвійній висоті; для відвалів у формі трапеції ширина зверху дорівнює висоті відвала, а ширина основи у три рази більша висоти відвала). Крім того, треба враховувати збільшення геометричного обсягу порід у відвалах і, отже, площі перерізу, внаслідок розпушення порід під час їх розробки.

Коефіцієнти розпушення необхідно приймати такими:

- 1,05 – для родючого ґрунту;

- 1,1 - для потенційно-родючої породи;

- 1,25 – для інертної породи;

- 1,3 - для токсичної породи.

Таким чином, площа відвалу (S) визначається шляхом помноження площі відповідного шару породи у зоні розкриву (F) на коефіцієнт розпушення.

Розрахунок:

Потенційно-родюча порода:

 

S = 1,70х80 =136 м²; F = 136х1,1 =149,60 м²

 

Інертна порода:

 

S = 2,00х80 =160 м²; F = 160х1,25 =200 м²

 

Токсична порода:

 

S = 2,20х80 =176 м²; F = 176х1,3 =228,80 м²

 

Отримані значення площ відвалів послуговують основою для визначення їх параметрів, оскільки формулу площі відвала можна подати наступним чином:

 

F = ½× H × 2H = H², отже, H =  (для відвалів трикутної форми);

F = ½ × (H + 3H) × H = 2H², отже, H = (для відвалів у формі трапеції).

Розрахунок (відвали трикутної форми):

Відвал потенційно-родючої породи:

H₂ =  =12,23 м; В₂ = 2 х 12,23 = 24,46м.

 

Відвал інертної породи:

 

Н₃ =  = 14,14 м; В₃ = 2 х 14,14 = 28,28м.

 

Відвал токсичної породи:

 

Н₄ =  = 15,13 м; В₄ = 2 х 15,13 = 30,26 м.

 

Рис. 2 – Схема розкривної та відвальної територій

 

Схема розташування відвалів у плані і поперечному перерізі приведена на рис.2 і рис.3.

 

 8,02 м

 

	16,04 м

 

 

Рис.3 – Схема розташування відвалів (1 – родючий грунт, 2 – потенційно-родюча порода, 3 – інертна порода, 4 – токсична порода)

 

Тепер, коли відомі значення ширини основ відвалів, є можливість встановити ширину відвальної території під відвалами 2, 3 та 4, на якій має здійматися додатковий обсяг родючого ґрунту.

У такому випадку ширина відвальної території, на якій повинен здійматися родючий грунт, визначиться як сума ширини основ відвалів 2, 3 та 4, трьох відстаней між підошвами відвалів 1 – 2, 2 – 3 та 3 – 4, а також відстанню між підошвою відвала 4 та краєм зони розробки (остання становить: 0,30+ 1,70 + 2,00 + 2,20 + 5 =11,20 м).

Отже, загальна ширина виявиться такою: 24,46 + 28,28 + 30,26 +30 + 11,20 = 124,20 м.

Розрахунок (відвальна зона „за розрахунком”):

Додатковий обсяг родючого ґрунту становитиме: V_1дод = 124,20 х 0,30 х 370 =13786,20 м³. Загальний обсяг V₁ =13786,20+8880=22666,20 м³. Якщо приймемо кількість робочих змін t₁ =60, тоді змінний обсяг V₁ зм =22666,20/60=377,77 м³/зміну. Площа S₁ складатиме: 0,30 х (80 + 124,20) = 61,26 м², а площа F1 = 61,26 х 1,05 =64,32 м². Нарешті, знайдемо значення H1 =√ 64,32 = 8,02 м та ширину основи В1 = 8,02*2=16,04 м.