способ отвалообразования и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ отвалообразования, включающий заполнение зон выемки пород, концентричное размещение отходов обогащения в отвал с ориентацией мелкой и средней фракций в верхних слоях отвала, отличающийся тем, что заполнение зон выемки пород осуществляют галечной фракцией, а формирование отвала осуществляют концентричными рядами галечной фракцией и чередованием заполнения промежуточных зон в нижней части средней эфельной фракцией со шлюзов, а в верхней части промежуточной зоны размещают мелкую эфельную фракцию с отсадочных машин.

2. Устройство для отвалообразования, включающее обезвоживатель, лотки для приема и лоток для распределения отходов обогащения, отвалообразователь с конвейером для подачи галечной фракции и приводом поворота, отличающееся тем, что оно снабжено накопителем мелкой эфельной фракции с отсадочных машин, а отвалообразователь снабжен лотком с конвейером для подачи средней эфельной фракции со шлюзов и лотком с конвейером для подачи мелкой эфельной фракции с отсадочных машин, при этом привод поворота связан с отвалообразователем посредством сектора смещения с возможностью фиксированного вращения по дуге спирали переменного радиуса, а лоток для распределения отходов связан с осью поворота сектора смещения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке россыпей и отвалообразовании.

Известен способ восстановления поверхности и рекультивации площадей зон обрушения, включающий отсыпку накопительных складов пород по периметру зоны обрушения вне зоны опасных сдвижений массива и засыпку зоны обрушения горизонтальными слоями с созданием водоупорного горизонта и рекультивацией поверхности засыпанной зоны обрушения.

Недостатком данного способа является потребность в специальном дополнительном оборудовании типа драглайнов и башенных экскаваторов.

Известен способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий отсыпку скальных пород на гидроотвал по контуру последнего ярусами с развитием фронта отсыпки концентрично к центру гидроотвала, при этом в первую очередь производят частично засыпку первого яруса, затем осуществляют отсыпку яруса на ширину, равную половине ширины частично отсыпанного первого яруса, после чего циклы отсыпки первого и второго ярусов повторяют до полного заполнения площади гидроотвала скальными породами и после полной отсыпки двух ярусов производят дальнейшее многоярусное отвалообразование.

Недостатком данного способа является многоярусное отвалообразование, представляющее собой искусственно созданное нагромождение гор с крутыми откосами, покрытыми скальными породами. Такие отвалы ухудшают экологическое состояние природной среды. При образовании повышенной концентрации радиоактивных элементов отваклы имеют излучающую способность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий поярусную отсыпку скальными породами, отсыпку каждого яруса, за исключением последнего, производят со смещением к центру гидроотвала на ширину дамбы, при этом каждый ярус на половину ширины дамбы с внешней стороны отвала досыпают потенциально плодородными породами, а последний ярус отсыпают полностью из потенциально плодородных пород.

Данный способ решает вопрос рекультивации одновременно с отвалообразованием, но не исключает создание высоких откосов, создающих опасность обрушения и эрозии почв.

Известны добычные установки дражного типа, включающие понтон с установленным на нем рабочим органом, оборудованием грохочения, дезинтеграции, первичной классификации, обогащения и отвалообразования. Отвалообразователь ленточного типа, по которому перемещается галечная фракция, установлен по оси с устройством грохочения и шарнирно связан с понтоном. Подъем и перемещение отвалообразователя осуществляется с помощью лебедки и фиксируется натяжными канатами. Хвосты отработки продукта обогащения сбрасываются по желобам с боковых бортов понтона.

Данные добычные установки могут быть снабжены обезвоживателями для хвостов промывки, но хвосты промывки подаются на отвалообразователь рассеянной массой, крупная галечная фракция сбрасывается вместе со средней и мелкой фракциями. Это усложняет рекультивационные работы, увеличивает смыв и дефляцию мелкозема, просадочные движения минерального субстата отвалов.

Известны промывочные установки, оснащенные отвалообразователями, обезвоживателями, лотками для приема отходов обогащения. Отвалообразователи выполнены независимого поворотного типа и осуществляют сброс в отвал крупной галечной фракции с дезинтеграторов. Мелкая эфельная и средняя эфельная фракции сбрасываются со шлюзов и отсадочных машин в стороны от галечного отвала.

Недостатком данных установок является то, что отходы обогащения со шлюзов - 12 мм и отсадочных машин - 5 мм идут в разнос и не подаются на отвалообразователь. Мелкая фракция не концентрируется, размывается и уносится в еще более низкие почвенные горизонты.

Цель изобретения - повышение эффективности отвалообразования и снижение негативного воздействия горных работ на окружающую природную среду.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отвалообразования, включающем заполнение зон выемки пород, концентричное размещение отходов обогащения в отвал с ориентацией мелкой и средней фракций в верхних слоях отвала, заполнение зон выемки пород осуществляют галечной фракцией, а формирование отвала осуществляют концентричными рядами галечной фракцией с чередованием заполнения промежуточных зон в нижней части средней эфельной фракцией со шлюзов, а в верхней части промежуточной зоны размещают мелкую эфельную фракцию с отсадочных машин.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для отвалообразования, включающее обезвоживатель, лотки для приема и лоток для распределения отходов обогащения, отвалообразователь с конвейером для подачи галечной фракции и приводом поворота, снабжено накопителем эфельной фракции с отсадочных машин, а отвалообразователь снабжен лотком с конвейером для подачи средней эфельной фракции со шлюзов и лотком с конвейером для подачи мелкой эфельной фракции с отсадочных машин, при этом привод поворота связан с отвалообразователем посредством сектора смещения с возможностью фиксированного вращения по дуге спирали переменного радиуса, а лоток для распределения отходов связан с осью поворота сектора смещения.

Способ и устройство для его осуществления со всеми заявляемыми признаками позволяет разместить отходы обогащения в определенной последовательности и чередовании зон заполнения мелкой фракции над средней в промежутках между крупными фракциях отходов, при этом устройство может изменять направление концентрично расположенных рядов согласно профилю и рельефу поверхности без предварительной подготовки ее для отвала.

На фиг. 1 - вид в плане схемы отвалообразования; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство добычи, первичной переработки и отвалообразования; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4.

Сущность способа отвалообразования заключается в следующем.

С помощью устройства для отвалообразования 1 осуществляют заполнение зон выемки 2 пород, расположенных ниже уровня горизонта рельефа местности, галечной фракцией 3, полученной с дезинтегратора 4 установки первичного обогащения 5. Затем производят концентричное размещение отходов обогащения 6 в отвал 7 на выработанную поверхность выше уровня горизонта.

Формирование отвала осуществляют в следующей последовательности: образуют с помощью отвалообразователя 1 концентричный ряд 8 галечной фракции 3 с дезинтегратора 4 с одновременной подачей в смешенную промежуточную зону 9, в нижнюю ее часть 10 средней эфельной фракции 11 со шлюзов 12; после определенной паузы подают в верхнюю часть 13 промежуточной зоны 9 между концентричными рядами 8 галечной фракции 3 мелкую эфельную фракцию 14 с отсадочных машин 15.

Способ реализуется с помощью устройства для отвалообразователя.

Устройство для отвалообразования 1 включает обезвоживатель 16 для получения более концентрированной массы отходов со шлюзов 12, лотки для приема 17 отходов обогащения 6, лоток для распределения 18 отходов обогащения 6, имеющий трехуровневые секции, две из которых имеют отверстия 19 для дополнительного просеивания более мелкой структуры. В центральную секцию 20 поступают отходы галечной фракции 3, за ней следует секция 21, в которую подаются отходы средней эфельной фракции 11 со шлюзов 12, в секцию 22 подается мелкая эфельная фракция 14 с отсадочных машин 15.

Для периодичности подачи мелкой эфельной фракции 14 устройство для отвалообразования 1 снабжено накопителем 23.

Отвалообразователь 24 установлен на платформе 25 на опорах качения 26 и связан с приводом поворота 27 посредством оси поворота 28 сектора смещения 29. Перемещение отвалообразователя 24 по дуге спирали 30 переменного радиуса 31 относительно оси поворота 28 сектора смещения 29 осуществляется фиксатором 32. Для согласованной подачи отходов обогащения на отвалообразователь 24 лоток для распределения 18 отходов обогащения 6 установлен на оси поворота 28 сектора смещения 29 и входит во взаимодействие с отвалообразователем 24.

Отвалообразователь 24 снабжен конвейером 33 для подачи галечной фракции 3. С двух сторон конвейера 33 расположены лоток 34 с конвейером 35 для подачи средней эфельной фракции 10 со шлюзов 12 и лоток 36 с конвейером 37 для подачи мелкой эфельной фракции 14 с отсадочных машин 15. Конвейеры 35, 37 расположены со смещением 38 относительно конвейера 33 в плоскости подачи отходов обогащения 6 для образования избирательно ориентированных зон.

Работа устройства для отвалообразования осуществляется следующим образом.

В соответствии со схемой отработки месторождения и рельефом местности осуществляют ориентир и позиционное расположение отвалообразователя 24 по отношению к сектору смещения 29 устройства для отвалообразования 1. По дуге спирали 30 переменного радиуса 31 осуществляют с помощью фиксатора 32 перемещение отвалообразователя 24, выбирая исходное положение. Закрепляют фиксатором 32 отвалообразователь 24 на секторе смещения 29. Включают привод поворота 27 для перемещения отвалообразователя 24 до зоны выемки 2 пород. Привод 27 через ось поворота 28 передает вращение на сектор 29, который воздействуя на опоры качения 26 отвалообразователя 24, заставляет их перемещаться по платформе 25, при этом лоток для распределения 18 отходов обогащения 6 поворачивается вместе с отвалообразователем 24 на тот же угол. Галечная фракция 3, образованная в результате процесса разделения дезинтегратором 4 установки первичного обогащения 5, поступает на лоток для приема 17 отходов обогащения 6, затем - в центральную секцию 20 лотка для распределения 18 отходов обогащения 6. Далее по конвейеру 33 галечная фракция 3 подается в зону выемки 2 пород, расположенных ниже уровня горизонта рельефа местности. После заполнения зоны выемки 2 пород осуществляют формирование отвала 7. Для этого, при необходимости, согласно профилю и рельефу поверхности снова производят ориентировку отвалообразователя 24 относительно сектора смещения 29 фиксатором 32. На конвейер 33 подается галечная фракция 3, которая образует первый концентричный ряд 8. Одновременно с секции 21 на конвейер 35 с лотком 34 подается концентрированная обезвоживателем 16 средняя эфельная фракция 11 со шлюзов 12. С конвейера 35 средняя эфельная фракция 11 поступает в нижнюю часть 10 промежуточной зоны 9 отвала за счет смещения 38. Мелкая эфельная фракция 14 с отсадочных машин 15 собирается в накопителе 23, затем она поступает в секцию 22 лотка для распределения 18 отходов обогащения 6 а вместе с поступившей из отверстий 19 массой отходов из секций 20, 21 перемещается по лотку 36 с конвейером 37. С конвейера 37 мелкая эфельная фракция 14 поступает в верхнюю часть 13 промежуточной зоны 9 между концентричными рядами 8. Цикл повторяется.

Схема отвалообразования может видоизменяться в зависимости от рельефа местности с учетом расположения гребней концентричных рядов галечной фракции таким образом, чтобы максимально ограничить смыв и дефляцию мелкозема, сократить просадочные движения минерального субстата отвалов. Это позволит эффективным образом осуществить отвалообразование и обеспечить (при необходимости), минуя горнотехнический этап рекультивации, проведение последующего биологического этапа.