Бульдозерное отвалообразование

Процесс отвалообразования при автотранспорте состоит из разгрузки автомашин на верхней площадке отвального уступа, перемещения породы под откос ии планировке ее на площадке, поддержания дорог на отвале. Последние два вида работ выполняются в основном бульдозерами.

Строительство бульдозерных отвалов на равнинной местности заключается в подведении автодорог к отвальному отводу и создания первоначального отвала шириной 70 -100 м и высотой 2 – 5 м. Отвал наращивается до проектной высоты путем послойного складирования пород. Практикуется также увеличение высоты отвала до проектной путем разгрузки автосамосвалов под откос при ширине насыпи 40 – 50 ми подъеме 5 – 7 %. На косогорах создается площадка для разворота самосвалов в полутраншее, плувыемке или на насыпи. При крутых склонах может быть сооружен эстакадный отвал с железобетонным м или бутобетонным барьером.

В эксплуатационный период отвалообразование производится двумя способами: периферийным или площадным.

В первом случае породу разгружают прямо под откос или в непосредственной близости от него, а затем бульдозерами перемещают к верхней бровке отвала. Во втором случае породу разгружают на всей площади отвала, а затем ее планируют бульдозерами и укатывают катками, после чего отсыпают следующий слой породы и т. д.; расстояние перемещения породы бульдозерами при этом составляет 5 – 15 м. Обычно экономичнее периферийное отвалообразование вследствии меньших объемов планирования и дорожных работ. Площадный способ иногда применяют при складировании малоустойчивых мягких пород.

Объем бульдозерных работ при периферийном отвалообразовании зависит от расстояния между разгружающимися автомашиной и верхней бровкой отвала, значение которого приведены ниже

Грузоподъемность автосамосвалов, т......................................................................... 12 27 40

Расстояние между автомашиной и верхней бровкой отвала, м:

при разгрузке всей породы под откос..................................................................... 2 2 2

при оставлении всей породы на отвальной площадке.......................................... 3.3 3.6 5.1

Это расстояние при отсыпке взорванных пород составляет 1.4 – 4.5 м, а в ночное время увеличивается на 40 %. Мягкие породы разгружают на расстоянии 2.5 – 5 м от верхней бровки, чтобы избежать разрушение верхней части отвального откоса. При этом до 60 % породы разгружается на площадке. Высота породного развала составляет 0.8 – 1.8 м, а ширина 1.2 – 5 м.

При устойчивом основании отвала разрушенные породы стремятся разгружать непосредственно под откос. Безопасная разгрузка автомашин обеспечивается устройством у верхней бровки отвала предохранительного породного отвала высотой 0.4 – 0.8 м и шириной 1 – 1.5 м, создаваемого периодически профилируемого при поперечно-продольных проходах бульдозера.

Бульдозер с неповоротным лемехом перемещает породу на отвале при поперечных проходах под углом 90° к верхней бровке откоса; планировка разгрузочной площадки осуществляется при параллельных бровке отвала (продольных) проходах с подъемом 1 - 2° к бровке. При использовании бульдозера с поворотным лемехом сокращается число их холостых перегонов, а производительность возрастает на 10 – 13 %. Среднее расстояние перемещения породы составляет 3.5 – 7 м.

При большом объеме планировочных работ и возможности увеличения фронта отсыпки его целесообразно разделить на два-три участка и попеременно производить на каждом участке отсыпку и планировку. Особенно эффективна попеременная отсыпка пород отдельными участками шириной 50 – 70 м при неустойчивом основании отвала. Отвалообразование на каждом участке осуществляется в течении 2 – 3 суток, перерыв для осадки пород составляет 4 – 7 суток. Такой порядок отсыпки предотвращает внезапное обрушение отвальных откосов и уменьшает объем планировочных работ.

Длина одного отвального участка (м) определяется условиями как планировки, так и разгрузки автомашин.

По условиям планировки

L`о.у = Qб /Wо, (27.15) где Qб – производительность бульдозера, м³/смену; Wо – удельная приемная способность отвала м³/м;

Wо = Vо / b, (27.16) где Vо – вместимость кузова автосамосвала, м³; - коэффициент кратности разгрузки по ширине кузова; b – ширина кузова автосамосвала, м.

Длина отвального участка по условиям беспрепятственной разгрузки автомашин

L`` = Nа а tр.м/Tр, (27.17) (27.17) где Nа – число автомашин, обслуживающих отвальный участок; а – ширина полосы, занимаемая автосамосвалом при маневрировании и разгрузке, м (а = 20 – 30 м);

tр.м – продолжительность разгрузки и маневрирования автосамосвала на отвале, (tр.м = 1 – 2 мин); Тр – продолжительность рейса автосамосвала, мин.

Из значений, рассчитанных по формулам (27.15) и (27.17) принимается максимальное.

Число рабочих отвальных участков

Nо = Wс/ (nб Qб), (27.18) где Wс – объем вскрышных пород, складируемых на отвале, м³/смену; nб – число бульдозеров, работающих на отвале.

Общая длина отвального фронта

Lф.о =kо Nо Lо.у, (27.19) где kо – коэффициент одновременности работы отвальных участков (kо = 1 – 4)

На равнинных отвалах длина отвального разгрузочного участка составляет 50 – 80 м.

При разделении операций разгрузки и планировки длина фронта отсыпки увеличивается до 200 – 250 м.

Форма бульдозерных отвалов в плане определяется расположением подъездных дорог, числом участков разгрузки, схемой движения автомашин на отвале и рельефом поверхности.

При центральном расположении въезда на отвал пробег машин меньше, чем при фланговом. При большом объеме отвальных работ увеличении числа въездов на отвал сокращает расстояние транспортирования по насыпной породе, увеличивает скорость движения, позволяет избежать столкновений автомашин.

При складировании взорванных и смешанных пород обычно принимают схему движения с веерным расположением отвальных дорог для сокращения пробега машин. При отсыпке мягких пород рациональна кольцевая схема движения на отвале по улучшенным дорогам (см. рис. 27.8).

Высота равнинных бульдозерных отвалов Но ограничивается условиями и рациональным расстоянием пробега машин на отвальной площадке. На практике высота отвальных уступов в равнинных условиях обычно не превышает 30 – 40 м. На нагорных карьерах высота отвального уступа определяется прочностью пород самого отвала и его основания. При отсыпке взорванных скальных пород на склонах, покрытых четвертичными отложениями небольшой мощности, высота отвальных уступов достигает 100 – 150 м и более. По числу рабочих горизонтов бульдозерные отвалы разделяются на одно- и многоярусные. Последние применяют при ограниченной площади отвального отвода, для уменьшения расстояния транспортирования породы на отвале, при ограничении высоты отвальных уступов по условиям устойчивости. Коэффициент заполнения второго яруса обычно не превышает 0.5 – 0.7.

Ширина отвальных площадок многоярусных отвалов должна обеспечивать достижение общего угла системы отвальных откосов по условиям устойчивости, а также размещения и безопасность работы транспортного и отвального оборудования.

По последнему условию

Шо.п = Z + Шд + Шр.п, (27.20) где Z – ширина зоны разлета породных кусков от нижней бровки вышележащего яруса, м (Z = 3 – 25 м при высоте отвального яруса 4 – 30 м); Шд – ширина автодороги, м; Шр.п – ширина разгрузочной площадки, м [Шр.п = (3 – 4) Rп]; Rп – радиус поворота автосамосвала, м.

Общая ширина отвальной площадки составляет 60 – 80 м.

Производительность бульдозерных отвалов достигает 10 – 15 млн. м³/год. Производительность труда отвальных работ составляет 350 – 500 м³/смену.

Достоинства бульдозерного отвалообразования: простая организация, малый срок строительства отвалов, высока мобильность оборудования, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты на собственно овальные работы, высокий коэффициент использования фронта отвалообразования.