Глава XIX отвальные работы

§ 1. Общие сведения

Процесс размещения вскрышных пород на специально отведенной площади называют отвалообразованием, а выполняемые при этом работы — отвальными. Насыпь, которая обра­зуется в результате отвальных работ, называют отвалом.

От организации отвальных работ во многом зависит производи­тельность вскрышных экскаваторов и транспорта, а также ритмич­ность работы всего карьера. Удельный вес отвальных работ в общей стоимости 1 м³ вскрыши составляет 10—20%.

В зависимости от места расположения различают внутренние, внешние и комбинированные отвалы.

В н у т р е н н и е о т в а л ы располагают в выработанном пространстве карьера. Они наиболее эффективны, так как располо­жены непосредственно около места выемочных работ и занимают

территорию, малопригодную для использования под сельскохозяйст­венные угодья. Однако применение внутренних отвалов возможно только при разработке сразу на всю мощность горизонтальных или пологих залежей.

В н е ш н и е о т в а л ы размещают за пределами карьерного поля в местах, не содержащих в недрах полезных ископаемых и по возможности малопригодных для выращивания сельскохозяйст­венных культур. При этом всегда используют склоны гор и холмов, овраги и различные котлованы, что часто позволяет развивать от­валы без образования первоначаль­ных насыпей (рис. 138). При воз­ведении отвалов на равнинной ме­стности вначале необходимо соору­жать насыпи с помощью механиче­ских лопат, драглайнов, скреперов или бульдозеров.

Рис. 138. Схема развития отвала на склоне возвышенности:

1,2 — первоначальное и новое положения пути.

Внешние отвалы широко применяют в СССР при разработке наклонных и крутых месторождений.

При комбинированных отвалах одну часть вскрыш­ных пород перемещают на внешние отвалы, а другую — на внутрен­ние. Их обычно применяют при разработке горизонтальных и поло­гих месторождений с большой мощностью покрывающих пород. В этом случае породы верхних уступов перемещают на внешние отвалы, а нижнего уступа — на внутренний отвал.

Рис. 139. Схемы развития отвалов:

1 — граница отвала; 2— кривая стрелочного перевода.

Развитие отвалов в плане (рис. 139) может быть параллельным (а), веерным (б) и криволинейным (в).

При параллельном развитии отвала породы отсыпают слоями постоянной ширины, а рельсовые пути передвигают параллельно их первоначальному положению. Длина фронта отвала вследствие особенностей разгрузки вагонов в тупике постепенно сокращается. Угол а сокращения длины фронта отвала составляет 25—45°. Если необходимо сохранить постоянную длину фронта отвала, возводят передовую насыпь (рис. 140).

При в е е р н о м развитии отвала породу отсыпают слоями переменной ширины, что создает определенные затруднения при отвальных работах. Наряду с этим передвижка рельсовых путей упрощается, так как производится относительно постоянного поворотного пункта О и не требует переноски закруглений. Длина фронта отвала при веерном развитии также сокращается.

Характерной особенностью криволинейного развития отвала является постепенное удлинение фронта отвальных работ за счет увеличения длины более выпуклой кривой (см. рис. 139, в). Однако такое развитие неудобно при переноске рельсовых путей.

Наиболее широко на современных карьерах применяют параллельное и криволинейное развитие отвалов. Веерное развитие обычно применяют при работе на отвале отвальных многоковшовых экскаваторов – абзетцеров.

При ограниченной площади, отведенной под отвалы, отвальные работы ведут в два уступа и более. Необходимая площадь отвального отвода определяется объемом вскрышных пород на карьере и высотой отвала

S = V_п k_р / H1+H2η , (155)

где V_п - объем вскрышных пород на карьере, м³;

k_р - коэффициент разрыхления пород в отвале (1,1 – 1,3);

H1+H2 – высота первого и второго уступов отвала, м;

η – коэффициент заполнения площади отвала породами второго уступа (0,5 – 0,7).

Обычно на карьере устанавливают несколько самостоятельных отвалов или один большой разделяют на несколько участков - тупиков (рис. 141). Для обеспечения непрерывной работы карьера на одних отвальных участках идет прием породы, на других – планировка, на третьих – передвижка рельсовых путей, четвертые находятся в резерве.

По типу применяемого отвального оборудования отвалы делят на плужные, экскаваторные, конвейерные, бульдозерные и гидра-

влические. Средства механизации отвальных работ выбирают с учетом горно-геологических, топографических и климатических факторов.