способ отвалообразования на наклонном основании

Формула изобретения

Способ отвалообразования на наклонном основании, включающий подготовку основания, формирование выемок в основании отвала, засыпку выемок крепкими породами с образованием удерживающих призм, формированием рабочих площадок и оставлением пространства между призмами вдоль склона горы, последующую отсыпку в пространство между призмами складируемых слабых пород и наращивание отвальных ярусов, отличающийся тем, что при складировании в отвалы слабых пород заполнением ими оставленного между призмами пространства осуществляют до уровня отметок рабочих площадок, после чего ведут отсыпку второго яруса, при этом формируют призмы вкрест простирания склона горы, а после заполнения пространства между призмами второго яруса циклы повторяют с чередованием направления отсыпки призм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых в условиях горного рельефа, а также в гидротехническом и дорожном строительстве.

Известен способ отвалообразования [1] включающий отсыпку опережающих насыпей на регламентированном расстоянии друг от друга перпендикулярно откосу отвала.

Недостаток этого способа в том, что отсыпка опережающих насыпей не позволяет предотвратить подподошвенные оползни отвалов, которые происходят в слабом основании или по контакту между слабым основанием и скальными породами, низкая эффективность отвалообразования за счет малой емкости отвала, а также ограниченность применения такого способа условиями горного рельефа.

Известен способ отвалообразования [2] при котором отсыпку пород в отвал ведут ярусами до появления пластических деформаций в нижележащих ярусах с последующей их пригрузкой для создания равномерного поля напряжений по всей высоте отвала.

Недостаток способа состоит в том, что при отсыпке ярусов отвала в его основании и нижних ярусах могут развиться пластические деформации, появление которых отрицательно сказывается на общей устойчивости отвала, предотвратить оползень, как правило, не удается из-за быстротечности процесса и отсутствия соответствующих площадей для размещения пригрузочного материала. Это ограничивает применение известного способа в условиях горного рельефа при наличии наклонного слабого основания.

Наиболее близким является принятый за прототип способ отвалообразования на наклонном основании [3] который включает формирование выемок в основании отвала, засыпку выемок крепкими породами, подготовку основания и образование удерживающей призмы, формирование из крепких пород рабочих площадок с оставлением пространства между ними вдоль простирания склона горы, последующую отсыпку и наращивание отвальных ярусов. Способ направлен на снижение коэффициента переэкскавации.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает устойчивость отвала.

Цель изобретения создание способа отвалообразования на наклонном основании, сложенном рыхлыми породами, позволяющего увеличить емкость отвала путем повышения его прочности за счет образования каркаса из крепких пород.

Способ включает формирование выемок в основании отвала, засыпку выемок крепкими породами, подготовку основания и образование удерживающей призмы, формирование из крепких пород рабочих площадок с оставлением пространства между ними вдоль простирания склона горы, последующую отсыпку и наращивание отвальных ярусов. Отличительная особенность способа состоит в том, что формирование рабочих площадок первого яруса осуществляют с образованием рабочих зон вдоль флангов отвала, а заполнение оставленного между рабочими площадками пространства песчано-глинистыми или другими слабыми породами осуществляют до уровня гребней рабочих площадок. После этого ведут отсыпку второго яруса, формируя рабочие площадки вкрест простирания склона горы. После засыпки пространства между рабочими площадками аналогичным образом цикл повторяют с чередованием направления отсыпки рабочих площадок. Создается прочный ячеистый каркас из крепких пород с укреплением рабочими зонами флангов отвала, который вмещает песчано-глинистые или другие слабые породы. Это дает возможность увеличить высоту отвала.

Таким образом, способ формирования отвала на слабом основании обеспечит более высокое сопротивление сдвигу по контакту отвал его основание и отвальных масс, позволит повысить устойчивость, высоту и емкость отвала, расширить фронт отвальных работ и сократить площади отчуждения под отвалы.

На фиг.1 изображена фаза формирования выемок, засыпки и образования удерживающей призмы; на фиг.2 фаза формирования рабочих площадок и отсыпки слабых пород в пространство между ними, первый ярус отвода; на фиг.3 разрез А-А на фиг. 2; на фиг.4 фаза формирования второго яруса отвала; на фиг.5 разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.6 фаза окончания формирования отвала.

Способ осуществляют следующим образом. На слабом основании 1 (фиг.1), имеющем ровную или слабо наклонную поверхность, примыкающем к склону 2 горы удаляют рыхлые 3 породы и проходят выемку 4 вдоль нижней бровки 5 склона 2 горы с заглублением до коренных 6 пород. Для исключения обрушения рыхлых 3 пород выемку 4 можно проходит заходками определенной длины. Ширину "в" выемки 4 по низу определяют зависимостью:

В k m ctg(45 / 2 ), где К числовой коэффициент, безразмерный;

m мощность пород слабого основания, м;

угол внутреннего трения пород слабого основания, град.

Образованные заходками выемки 4 заполняют крепкими породами, например скальными. И на подготовленном, таким образом, основании сооружают упорную призму 7 из скальных пород на высоту (0,1-0,2)Н общей высоты будущего отвала. Отсыпку первого 8 яруса (фиг.2 и 3) начинают с формирования из крепких, например скальных пород рабочих площадок 9 с оставлением пространства 10 между ними. Укрепляют фланги 11 и 12 путем образования рабочих зон 13, которые отсыпают аналогично рабочим площадкам 9 скальными породами вдоль флангов 11 и 12. В результате чего повышается устойчивость отвала. Оставленное между рабочими площадками 9 пространство 10 по мере отсыпки рабочих площадок 9 заполняют породами песчано-глинистого состава или другими слабыми породами до уровня гребней 14 рабочих площадок 9. После завершения первого 8 яруса приступают к отсыпке второго 15 (фиг.4 и 5) яруса ведут путем формирования рабочих площадок 9 вкрест простирания склона горы 2, с оставлением между ними пространства 10. Пространство 10 заполняют аналогично, как и на первом 8 ярусе. Такое расположение рабочих площадок 9 позволяет образовать ячеистый каркас из крепких пород, существенным образом способствующий повышению коэффициента запаса устойчивости отвала 16 (фиг.6). Дальнейшую отсыпку отвала 16 осуществляют путем чередования направления отсыпки рабочих площадок 9 на ярусах и заполнения пространства между ними до высоты гребней 14, т.е. нечетные ярусы отсыпают по схеме отсыпки первого 8 яруса, а четные яруса по схеме отсыпки второго 15 яруса. Цикл повторяют до отсыпки отвала проектной высоты.