Устойчивость бортов отвалов

 

Углы откосов внешнего отвала приняты в соответствии с Заключением № 3/06к и №2/06к ООО НПФ «КАРБОН» от 15.01.06 г. (табл. 3.1).

Таблица 3.1.

Параметры, обеспечивающие устойчивость внешнего отвала

Тип отвала и чем представлено его основание	Угол падения основания, град.	Общая высотаотвала в метрах при результирующем угле откоса в град.
22º	25º	28º	31º	34º	37º
1. Внешний отвал:		-	-	172,7	89,5	60,7	46,0
а. Необводненные наносы склонов, косогоров и логов		-	205,6	96,6	63,5	47,6	37,5
	203,4	94,9	62,5	46,9	37,6	30,6
	84,2	57,3	43,8	35,6	30,1	26,0
	49,3	38,9	32,2	27,6	24,3	21,6
б. Обводненные наносы склонов и тальвегов логов		85,3	61,0	47,7	39,4	33,6	29,2
	52,5	43,2	35,6	30,8	27,3	24,4
	36,1	31,2	27,2	24,2	21,9	20,2
2. Бестранспортные отвалы наносов на борту	0-10	-	-	40,0	32,0	26,0	22,0

 

Основное влияние на устойчивость отвала оказывают углы падения и степень обводненности их оснований. Поэтому в процессе отвалообразования с целью исключения деформации локальных участков необходимо следить за этими факторами. Кроме того, для повышения устойчивости отвала в отдельных случаях целесообразно проводить следующие мероприятия, а именно:

· повсеместно и всемерно снижать до минимума влажность пород, слагающих уступы (в целике), путем исключения на прилегающей к откосам вскрышных уступов поверхности дождевых и талых вод, отводя их планировкой этой поверхности к водосборникам;

 

 

· максимально исключать скопление дождевых и талы вод на поверхности отвала и тех участках дневной поверхности, в том числе и тальвегах логов, на которых будет огладываться вскрышная порода, путем планировки этих участков поверхности и организации их беспрепятственного к водосборникам;

· необходимо предусмотреть уборку снега с основания и откосов отвала. В случае невозможности механизированной уборки снега, отвалообразование необходимо осуществлять в летне-осенний и зимне-весенний периоды на раздельных участках;

· производить по возможность селективное размещение в зависимости от разной прочности пород в отвалах.

 

 

Вскрытие карьерного поля

 

Пласты, принятые к отработке в проекте, условно можно разделить на верхнюю и нижнюю свиты.

Верхняя свита представлена пластами с 13 по 7-7а. В ней содержится 5 пластов угля (13, 12, 11, 9-10, 7-7а), которые прослеживаются на всем протяжении участка и сохраняют кондиционную мощность.

Нижняя свита включает в себя 6 пластов (6-6а, 6-6а-5, 6-6а-4-5, 4-5, 5,
3-3а). Расстояния между пластами характеризуются невыдержанностью: они то сливаются (пласты 6-6а-5-4, 6-6а-5, 5, 4-5), то расходятся на 2‑20 м (рис. 4.1.).

Рис. 4.1. Геологический разрез по VIб р.л.

В связи со сложным рельефом поверхности участка, сложным геологическим строением (разрыв пластов нарушением А на висячие и лежачие крылья), принятой системой разработки и с целью оптимизации параметров ведения горных работ, рабочая зона карьера делится на два эксплуатационных блока (юго-западный и северо-восточный) (рис. 4.2.).

Рис. 4.2. Общий вид участка

Вскрытие юго-западного блока осуществляется разрезной траншеей по почве пласта 3-3а в районе VI г р.л. до гор. +340м. Также на северо-восточном борту с гор. +370 формируется два скользящих съезда на вышележащий и нижележащий горизонты. Направление движения фронта горных работ – с юго-запада на северо-восток, длина фронта – 630 м. Объем вскрыши по данному блоку составляет 11580 тыс. м³ (с учетом коэффициента разрыхления – 14475 тыс. м³). Складирование вскрышных пород осуществляется в западную часть внешнего отвала, среднее расстояние транспортирования составляет 1200 м.

На северо-восточном блоке в районе VI б р.л. осуществляется площадная отработка естественной возвышенности рельефа до гор. +490 м. Направление движения фронта горных работ – с юго-востока на северо-запад, длина фронта – 880 м. Складирование вскрышных работ (1912,5 тыс. м³) осуществляется в восточную часть внешнего отвала. Среднее расстояние транспортирования вскрыши составляет 1800 м.

Сейчас заканчивается 4-й год отработки (понижение горных работ по нижней свите северо-восточного блока, площадная отработка верхней свиты пластов по всему участку).

По нижней свите пластов северо-восточного блока идет понижение горных работ до гор. + 370 м. Юго-восточный борт (нерабочий) ставится в предельное положение. Подвигание рабочего борта осуществляется в северо-западном направлении с формированием скользящих временных съездов с вышележащих горизонтов. Длина фронта по данному блоку составляет 880 м.

По верхней свите пластов осуществляется площадная отработка запасов и пород вскрыши по всей длине участка до гор. +400 м. Длина фронта горных работ достигает 2000 м.

Объем добычных работ за период 4-го года составляет 3000 тыс.т. Объем вскрышных пород составляет 22800 тыс. м³ (с учетом коэффициента разрыхление – 28500 тыс. м³). Складирование вскрыши осуществляется, как и в западную, так и в восточную части внешнего отвала. Восточная часть внешнего отвала ставится в предельное положение. Среднее расстояние транспортирования вскрышных пород составляет 3900 м. Коэффициент вскрыши равен 7,6 м³/т.

Положение горных работ на конец 4-го года представлено на рис 4.3. Рис. 4.3. Положение горных работ на конец 4-го года

По проекту положение горных работ на конец отработки участка характеризуется углубкой до нижнего гор. +280 м. и подвиганием рабочего борта в северо-западном направлении до предельного положения.

Положение горных работ на конец отработки участка горных работ «Разрез Глуховский» представлено на рис 4.4.

Рис. 4.4. Положение горных работ на конец отработки

 

Система разработки

Система открытой разработки – это комплекс мероприятий, обеспечивающий определенный порядок выполнения подготовительных, вскрышных и добычных работ, обеспечивающий планомерную и безопасную разработку месторождения с заданной производственной мощностью предприятия, при минимальных затратах в рациональном использовании его запасов и минимальном воздействии на окружающую природную среду.

На участке преимущественное залегание пластов наклонное с углом падения до 24 градусов, поэтому в соответствии с классификацией систем открытой разработки по академику Ржевскому В.В. карьерное поле отрабатывается по углубочной продольной однобортовой системе отработки использованием автотранспортной технологии.

Элементами транспортной системы разработки являются: борт, уступ, экскаваторная заходка, рабочая площадка, развал взорванной горной массы, ярус отвала.

К параметрам элементов системы разработки относятся: высота уступа, ширина экскаваторной заходки, ширина рабочей площадки, ширина развала взорванной горной массы, ширина транспортной бермы, угол откоса уступа, угол борта, высота ярусов отвала, угол откоса ярусов отвала.

Высота рабочего уступа зависит от физико-механических свойств горных пород и полезного ископаемого, горно-геологических условий их залегания и параметров оборудования. Минимальная высота уступа определяется из условия наполнения ковша за один цикл. Наибольшая высота уступа, согласно «ЕПБ при разработке угольных месторождений открытым способом», при отработке уступов без применения БВР не должна превышать максимальной высоты черпания экскаватора, при отработке с применением БВР допускается

 

 

увеличение высоты уступа (слоя) до полуторной высоты черпания экскаватора при условии, что высота развала (забоя) не превышает высоту черпания экскаватора. Исходя из принятого выемочного оборудования (CAT-385, CAT-5110 и RH-40, RH-170, RH-340B, RH – 200, PC-5500-6) в проекте принимаются следующие значения высоты уступа:

· на добычных уступах: – 10 м, с отработкой четырьмя слоями (высота слоя составляет 2,5 м);

· на вскрышных уступах – 15 м, с послойной отработкой (высота слоев будет зависеть от технологических параметров каждого экскаватора).

Ширина экскаваторной заходки составляет, в среднем:

При отработке массива горных пород (в целике):

· для CAT-385, CAT-5110 и RH-40 – 10,0 м;

· для RH-170 и RH-200 – 15,0 м.

При отработке развала взорванной горной массы:

· для CAT-385, CAT-5110 и RH-40 – 20,0 м;

· для RH-170 и RH-200 – 28,0 м.

Параметры буро-взрывных работ на уступах (количество взрываемых рядов скважин, расстояние между рядами и т.д.) выбраны с учетом обеспечения заданного качества дробления пород вскрыши. Буровзрывные работы ведутся по паспорту БВР. Ширина развала взорванной горной массы составляет – 38,0 м.

Ширина транспортной бермы составляет: в карьере – 32,0 м, на поверхности – 24,0 м. Предельный уклон автодороги составляет 80‰.

Угол откоса рабочего уступа в коренных породах принят равным 70^о, в рыхлых отложениях – 60^о.

На уступах образуется призма возможного обрушения (Z), заключенная между откосом уступа и наиболее напряженной поверхностью в массиве, ее ширина определяется как:

 

Z = h× (ctg g – ctg α);

 

где h – высота рабочего уступа (слоя), м;

g – устойчивый угол откоса уступа (g = 60°);

α – угол откоса рабочего уступа (α = 70°).

Z = 10 (сtg60° - сtg70°) = 2,0 м, принимается 2,0 м.

 

Скорость подвигания фронта открытых горных работ определяется как:

 

;

 

где П _{экс. год} – годовая производительность экскаватора, м³;

L_фр – длина фронта работ, м;

h_фр – высота фронта работ, м.

Расчет скорости подвигания фронта представлен в табл. 5.1.

Таблица 5.1.

Расчетная скорость подвигания транспортного фронта работ

Наименование показателей	ед. изм	Значение
Суммарная годовая производительность вскрышных экскаваторов	тыс.м3/год	25200,0
Средняя длина экскаваторного блока	м
Средняя высота фронта	м
Угол падения пласта	град
Cкорость подвигания фронта	м/год	280,0