05-12-2012_06-59-54 / 8 раздел. Отвалообразование

8 Отвалообразование

В настоящее время горная масса от разработки вскрышных уступов и покрывающих рыхлых пород вывозятся и складируются на внешних породных отвалах.

Всего за период эксплуатации месторождения по состоянию на 01.01.2005 года в карьере добыто 64018тыс.т известняка и вывезено в отвал 4483,6 тыс.м вскрышных пород. Для сокращения расстояния транспортирования вскрышные породы складируются в 2 отвала. В настоящее время площадь отвала №1 составляет 6,3 га, отвала №2 - 30га. При дальнейшей работе карьера отвалы соединятся в один общий.

Согласно календарному плану горных работ средний годовой объем вскрышных работ за период с 2005 по 2016 годы составит порядка 200тыс.м . На конец 2016 года в отвале будет заскладировано 6883,6 тыс.мЗ вскрышных пород. Площадь единого отвала составит 46га.

Развитие отвала на период до 2016 года предусматривается в один ярус с абсолютной отметкой 265м. При этом максимальная высота отвала составляет 25м (черт. 2011-2004-ОР, Лист 8 И).

Первоначально производится отсыпка северо-восточной части отвала с доводкой его площади до проектного контура и высотных отметок.

Вскрышные породы представлены разрыхленным песчано-глинистым материалом из заполнения карстовых полостей и раздробленными при взрывных работах порфиритами средне-основного состава. Химический состав этих вскрышных пород в основном идентичен составу подстилающих отвал коренных пород, поэтому отвалы вскрышных пород не могут являться потенциальными загрязнителями подземных трещинных вод.

При выборе территории, под формирование внешнего отвала руководствовались принципами того, что территория должна быть мала эффективна для производства сельскохозяйственных работ, без содержания какого либо полезного ископаемого, расположена в низинах равнинной местности, не обводнено, расположена в дали от жилых поселков и сооружений.

Формирование бульдозерных отвалов периферийное. Автосамосвалы разгружаются вдоль отвального фронта в непосредственной близости от верхней бровки откоса отвала или под откос. Затем порода сталкивается бульдозерами под откос. Более экономичное периферийное отвалообразование, при котором объем планировочных работ меньше. Строительство бульдозерных отвалов на местности заключается в сооружении автодорог до места складирования пород и создании разгрузочной площадки высотой 2 – 6 м и шириной 70 – 100 м, необходимой для свободного маневрирования автосамосвалов. Затем осуществляется складирование пород до проектной высоты.

Технология периферийного бульдозерного отвалообразования при автотранспорте состоит из трех процессов: разгрузки автосамосвалов, планировки отвальной бровки ремонта и устройства автодорог. Последние по назначению делятся на подъездные и отвальные. Подъездные дороги находятся в длительной эксплуатации и должны иметь улучшенное покрытие (из щебня и гранулированного шлака) и водоотводные сооружения. Скальные породы на автодорогах профилируются бульдозером и укатываются катком (без дополнительного покрытия). Иногда верхнее строение дороги пропитывают вяжущим веществом.

Длина фронта разгрузки разделен на три участка, на которых последовательно осуществляют планировку, разгрузку и ремонт дорог. При значительных колебаниях объемов вскрышных работ один из участков отвала резервируют.

Отвальные дороги располагаются вдоль фронта отсыпки, придавая ему форму выпуклой кривой. При веерной схеме движения автосамосвалов, расстояние транспортирования пород по отвалу кратчайшее, а затраты на поддержание дорог при большой площади незначительны. При веерной схеме движения площадь планировки отвала и схема разворота автосамосвала при разгрузке зависит от расстояния между временной автодорогой и отвальной бровкой, которое может находиться в пределах 40 – 60 м. Ширина полосы, занимаемая одним автосамосвалом при маневрировании, зависит от радиуса разворота автосамосвала.

На карьере автосамосвалы разгружаются на расстоянии 1 – 1,5 м от верхней бровки отвала. При этом большая часть породы скатывается под откос отвала. При движении автосамосвалов задним ходом применяется ограничитель. В качестве ограничителей используется валик породы, оставляемый у бровки отвала. Высота валика 1 м, ширина – до 2 м.

Общая длина отвального фронта, включая длину фронта разгрузочной, планируемой и резервной площадок, зависит от числа одновременно работающих автосамосвалов, продолжительности их транспортного цикла и колеблется в пределах 100 – 500 м. Высота бульдозерных отвалов в равнинной местности составляет 25 – 30 м при складировании скальных пород.

Для планировки отвальной бровки используется бульдозер типа ДЭТ-110, снабженный неповоротным лемехом.

Производительность отвальных бульдозеров зависит от ряда факторов, основным из которых является расстояние перемещения породы бульдозером. Лемехи бульдозеров иногда оборудуют уширителями, позволяющими увеличить производительность бульдозеров на 30 – 50%.

Достоинствами бульдозерного отвалообразования являются простая организация работ при строительстве и эксплуатации отвала, высокая мобильность и маневренность применяемого оборудования, небольшие эксплуатационные затраты. Из недостатков бульдозерного отвалообразования следует отметить зависимость его от крепости и кусковатости пород, трудность осуществления мероприятий по борьбе с пылеобразованием.

Сменная производительность бульдозера определяется по формуле:

(8.1)

где N – продолжительность смены 720 мин;

g – объем грунта в плотном состоянии, перемещаемый бульдозером 3,5 м³;

а – коэффициент учитывающий потери грунта в процессе перемещения, 0,95;

К_в – коэффициент использования во времени, 0,75;

К_у – коэффициент, учитывающий влияние уклона, 1,2;

Т_н – продолжительность набора грунта, 0,2 мин;

Т_п – время, затраченное на переключение скоростей, 0,1 мин;

l_г – расчетное расстояние перемещения грунта, 15 м;

l_п – расчетное расстояние при движении порожняком, 15 м;

υ_г – скорость при движении с грузом, 42 м/мин.;

υ_п – скорость при движении порожняком, 83 м/мин;

П_б.см=

Суточная производительность бульдозера определяется по формуле:

_.=_.×n, м³, м³/сут; (8.2)

где _.– сменная производительность бульдозера, 2052 м³/см.;

n – число смен в сутки, 1 шт.

=2052_.×1=2052 м³/сут.

Годовая производительность бульдозера определяется по формуле:

=_.×Т_год.×К_кл., м³; (8.3)

где _. – суточная производительность бульдозера, 2052 м³/сут.;

Т_год. – годовое время работы, сут.;

К_кл. – коэффициент, учитывающий климат, 0,95.

Годовое время работы определяется по формуле:

Т_год. = Т_к – Т_рем. – Т_кл. – Т_пер., сут.; (8.4)

где Т_к. – календарное время работы разреза, 365 сут.;

Т_рем. – время простоя в ремонтах, 10 сут.;

Т_кл. – время простоя по метеоусловиям, 7 сут.;

Т_пер. – время на технологические перегоны, 10 сут.

Т_год. = 365 – 10 – 7 – 10 = 338 сут;

_.=2052×338×0,95=658897 м³.

Потребное количество бульдозеров определяется по формуле:

(8.5)

где _. – годовой объем перевозимой вскрыши, 200 тыс.м³;

Для отвальных работ принимается парк бульдозеров состоящий из 1 штук.

Необходимая площадь отвала для размещения пород определяется:

S = _,м² (8.6)

где V_п – объем вскрышных пород – 200 тыс.м³;

К_р – коэффициент разрыхления – 1,15;

h₁ - высота первого яруса – 40,0 м;

h₂ - высота второго яруса – 20,0 м;

 - коэффициент заполнения площади – 0,8.

S = , тыс.м²;

Приемная способность отвала на 1 м длины составит:

Q = ,м³; (8.7)

где V – емкость кузова автосамосвала – 28 м³;

 - коэффициент кратности разгрузки по ширине кузова – 1,5;

в – ширина кузова автосамосвала – 3,8 м.

Q = ,м³.

Длина отвального участка:

L_ф = ,м; (8.8)

где П_б – производительность бульдозера – 2,54 тыс.м³;

L_ф = ,м.

Число рабочих отвальных участков:

N = , шт; (8.9)

где V_с – объем вскрышных пород в смену, складируемых на отвале 591 м3/см;

n_б - число бульдзеров, работающих на отвале – 1 шт;

N = , шт.

Тогда число рабочих отвальных участков составит 1шт.

Общая длина отвального фронта:

L _ф.о = К_о х N х L_ф, м; (8.10)

где К_о – коэффициент одновременности работы отвальных участков – 2.

L _ф.о = 2 х 1 х 423=846, м.

Общая длина отвального фронта составит 846 м