Глава V

ОТВАЛЬНЫЕ РАБОТЫ

§ 1. Общие сведения

Процесс размещения вскрышных пород на специально отведен­ной площади называют о т в а л о о б р а в о в а н и е м, 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.

Внутренние отвалы располагают в выработанном про­странстве карьера. Они наиболее эффективны, так как расположе­ны непосредственно около места выемочных работ и занимают тер­риторию, мало пригодную для использования под сельскохозяй­ственные угодья. Однако применение внутренних отвалов возмож­но только при разработке сразу на всю мощность горизонтальных или пологих залежей.

Внешние о т в а л ы размещают за пределами карьерного по­ля в местах, не содержащих полезных ископаемых и по возможно­сти мало пригодных для выращивания сельскохозяйственных куль­тур. Они применяются при разработке наклонных и крутопадаю­щих месторождений и являются наиболее распространенными.

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.

Строительство отвала при железнодорожном транспорте вклю­чает возведение первоначальной насыпи, укладку рельсового пути, монтаж контактной сети и линий электропередач.

При строительстве отвалов целесообразно использовать склоны гор и холмов, овраги и различные котлованы, что часто позволяет развивать отвалы без образования первоначальных насыпей (рис. V.1). При возведении отвалов на равнинной местности внача-

Р ис. V.I. Схема развития отва­ла на склоне возвышенности:

1, 2 — первоначальное и новое по­ложение пути

Рис. V.2. Этапы I, II, III, IV развития экскаваторного отвала

ле необходимо сооружать насыпи с помощью механических лопат, драглайнов, скреперов или бульдозеров.

При железнодорожном транспорте первоначальную насыпь воз­водят экскаваторами, (механическими лопатами или реже драглай­нами) из пород, вынимаемых рядом с насыпью (рис. V.2). Высота ее при применении экскаваторов средних размеров составляет 3 — 4 м. Дальнейшее увеличение высоты отвала до проектной осущест­вляется в процессе его эксплуатации постепенным подъемом пути.

При транспортировании вскрыши на отвалы автомобилями соз­дание первоначальной насыпи значительно упрощается, так как эта работа выполняется непосредственно автосамосвалами и бульдозе­рами. В последние годы строительство отвалов с помощью автоса­мосвалов и бульдозеров успешно применяют на многих карьерах даже тогда, когда в карьере основным является железнодорожный транспорт.

Развитие отвалов в плане (рис. V.3) 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 сокращения длины фронта отвала а составляет 25—45°. Если необходимо сохранить постоянную длину фронта от­вала, возводят передовую насыпь (рис. V.4).

При веерном развитии отвала породу отсыпают слоями пе­ременной ширины, что усложняет отвальные работы. Наряду с этим передвижка рельсовых путей упрощается, так как произ­водится относительно постоянного поворотного пункта О и не тре-

бует переноски закруглений. Длина фронта отвала при веерном развитии также сокращается.

Характерной особенностью криволинейного отвала являет­ся постепенное удлинение фронта отвальных работ за счет увели­чения длины более выпуклой кривой (см. рис. V.3,в), что позволя­ет создавать новые рабочие тупики. Удлинение пути при этом про­изводят путем вставки в него отрезков рельсов различной длины.

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_пk_р\H₁+H_2η м², (V.1)

где V_n — объем вскрышных пород на карьере, м³; k_p — коэффи­циент разрыхления пород в отвале (1,15—1,35); Н₁ и Н₂ — высота соответственно первого и второго уступов отвала, м; т) — коэффи­циент заполнения площади отвала породами второго уступа (0,5-0,7).

Обычно на карьере устраивают несколько самостоятельных отвалов или один большой разделяют на несколько участков-тупиков (рис. V.5). Для обеспечения непрерывной работы карьера на одних отвальных участках идет прием породы, на дру­гих — планировка, на третьих — передвижка рельсовых путей, четвертые находятся в резерве.

Рис. V.5. Схема развитии

двухъярусного отвала:

1—7 — отвальные тупики

К основным параметрам отвалов относятся их высота, длина отвального тупика, приемная способность отвального тупика меж­ду двумя смежными передвижками пути, объем отвала, число от­вальных тупиков, производительность тупика и всего отвала. Вели­чина этих параметров зависит главным образом от свойств разме­щаемых в отвал пород и способа отвалообразования.

По типу применяемого отвального оборудования отвалы делят на плужные, экскаваторные, конвейерные, бульдозерные и гидрав­лические. Средства механизации «отвальных работ выбирают с уче­том горно-геологичееких, топографических и климатических факто­ров, а также вида применяемого на карьере погрузочно-транспортного оборудования.

Правильно выбранный способ отвалообразования должен обес­печивать необходимую приемную способность отвала, безопасную работу людей и оборудования, низкую стоимость отвальных работ и высокую производительность труда.