6. Отвалообразование вскрышных пород
6.1. Общие положения
Характерная особенность открытого способа разработки месторождений – необходимость удаления значительных объемов пустых пород. Вскрышные породы складируют на специально выделенных площадках в виде насыпей – отвалов. Совокупность операций по приему и размещению вскрыши называют отвалообразованием, или отвальными работами. Они включают: разгрузку, укладку пород в отвале, планировку отвальных уступов и перемещение транспортных коммуникаций. В зависимости от места расположения различают: внутренние (в выработанном пространстве карьера), внешние (за контуром карьера) и комбинированные отвалы. Для образования внешних отвалов используют склоны возвышенностей, овраги, рвы, выработанное пространство других карьеров. Возведение отвала на косогоре начинают с создания горизонтальной площадки для размещения транспортных коммуникаций. Заполнение отвала производят под откос косогора.
При возведении отвала на равнине сооружают первоначальную насыпь, высота которой зависит от способа ее возведения, а ширина поверху равна 5–10 м для нормального размещения транспортных коммуникаций. Ее отсыпают из привозного грунта или из пород выемки, проводимой параллельно оси насыпи. Для этой цели используют бульдозеры, колесные скреперы, одноковшовые экскаваторы.
Отсыпку отвалов ведут в один или несколько уступов – ярусов. Высота уступа зависит от горно-технических свойств складируемых пород и несущей способности грунтов основания, а также от способа механизации отвальных работ. При устойчивых грунтах основания отвала наибольшая высота уступа на равнине составляет: при отсыпке скальной вскрыши – 30–60 м, рыхлых песчаных пород – 15–30 м, рыхлых глинистых грунтов – 10–20 м. На косогоре высота может составлять 150–270 м [25]. Увеличение высоты уступа способствует снижению себестоимости отвалообразования за счет повышения производительности отвального оборудования и уменьшения объема работ по перемещению транспортных коммуникаций. Углы откоса отвальных уступов практически равны углу естественного откоса размещаемых в отвале пород [25].
Различают три способа перемещения фронта, отвальных работ: параллельно, по вееру и криволинейный (рис. 6.1). Криволинейная схема развития сопровождается увеличением длины фронта работ после каждого перемещения транспортных коммуникаций. Для рассредоточения основных и подготовительных работ отвальный фронт делят на отдельные тупики (участки). Длина тупика (участка) зависит, в основном, от принятого способа механизации отвальных работ.
В
а
б
в
Рис.
6.1. Способы перемещения отвального
фронта:
а
– параллельное; б
– веерное;
в
– криволинейное
Параметры отвальных уступов и рабочие размеры используемого оборудования предопределяют приемную способность и приемную емкость отвалов. Под приемной способностью понимают количество породы, размещаемое на отвале в единицу времени (час, смену, сутки), а под приемной емкостью – количество породы, укладываемой в отвал между двумя передвижками транспортных коммуникаций.