Тема: Рекультивация внутренних отвалов. Организация работ. Использование технологических схем.

Особенности расчета схем рекультивации при бестранспортной системе разработки обусловлены спецификой ее технологии. Большое значение при этом имеет рациональное пространственное расположение основного (вскрышного) и вспомогательного (рекультивационного) оборудования на вскрышном уступе и отвале, обеспечивающее в определенном диапазоне горно-геологических условий заданный порядок выемки, перемещения и укладки в карман пригодных и непригодных для биологической рекультивации пород. Особенно велики значения этого фактора при совмещенных схемах рекультивации, когда вскрышные и рекультивационные работы выполняются основным технологическим оборудованием.

Расчет вскрышных и рекультивационных работ при совмещенных и комбинированных схемах выполняется в следующей последовательности:

1. Фиксируются исходные данные – горно-геологические и горно-технические условия разрабатываемого месторождения.

2. Проверяется возможность применения селективных схем экскавации пород драглайнами.

3. По исходным данным аналитически рассчитываются координаты характерных точек и осуществляется предварительное построение схем экскавации.

4. По параметрам схем экскавации выбираются вскрышной и отвальный экскаваторы с минимальными линейными параметрами (длиной стрелы).

5. По объемам экскавации и средним углам поворота определяется средневзвешенное время цикла и производительность экскаваторов.

6. По соответствию объема работ вскрышного и отвального экскаваторов, с учетом когерентности переэкскавации, выбирается рациональный комплекс экскаваторов.

7. По параметрам выбранных экскаваторов уточняются элементы забоя, определяется место установки экскаваторов на вскрышном уступе и отвале и производится корректировка схем по условиям безопасной работы экскаваторов.

8. Определяется тип и количество дополнительного рекультивационного оборудования.

9. Рассчитываются приведенные затраты на формирование отвала.

Специфика технологии экскаваторной перевалки вскрыши во внутренние отвалы не всегда позволяет включать все операции технического этапа рекультивации в основной процесс угледобычи.

К факторам, лимитирующим включение операций рекультивации в основную технологию, относятся: направление рекультивации разрушенных земель; состав вскрыши по пригодности пород для биологической рекультивации; тип и параметры основного технологического оборудования и т.д.

Так при с/х направлении рекультивации одной из основных операций технического этапа является разработка, перемещение и укладка на отвале плодородного слоя почвы. Использование на этих операциях вскрышного драглайна с ковшом большой емкости приводит к потерям и загрязнению почвы, резко снижается производительность экскаватора. Поэтому операции по разработке плодородного слоя почвы, как правило, выделяются в самостоятельный процесс и выполняются специальным оборудованием.

Геологическое строение вскрышного уступа и состав пород по пригодности для биологической рекультивации также регламентируют использование основного оборудования на рекультивационных работах.

Мощность слоя потенциально плодородных пород (h_н^˝), при которой возможны селективные схемы экскавации определяется условиями:

- h_н^˝ должна быть достаточной для формирования на отвале насыпного рекультивационного слоя мощностью h_р^˝ с учетом потерь потенциально плодородных пород в процессе экскавации. В свою очередь, параметр h_р^˝ определяется требованиями биологической рекультивации в соответствии с принятым видом хозяйственного освоения нарушенных земель.

- h_н^˝ должна быть равной или превышать минимальную высоту верхнего вскрышного подуступа h_п^˝, при которой обеспечивается номинальное заполнение ковша драглайна при разработке подуступа верхним черпанием.

Как показала опытно-промышленная проверка селективных схем экскавации на разрезах, минимальная высота верхнего подуступа, сложенного потенциально плодородными породами, при использовании драглайна с ковшом емкостью 10 м³ и выше по условиям черпания не должна быть меньше 4 м.

Такая высота отвечает требованиям биологической рекультивации, т.к. при перемещении такого объема потенциально плодородных пород с поля разреза на соответствующую площадь отвала создается необходимый рекультивационный слой, что достаточно как для с/х, так и для лесохозяйственного направления рекультивации отвалов.

Практически, реализация такого положения в процессе экскавации драглайнами возможна только при условии веерной отсыпки пород.

При конусообразных и гребневидных отвалах происходят технологические потери потенциально плодородных пород в межгребневом пространстве в процессе последующей планировки поверхности. В этом случае может оказаться, что высота подуступа, равная 4 м, будет недостаточной для создания на основе рекультивационного слоя требуемой мощности.

Особенности селективных схем заключаются в следующем: вскрышной экскаватор, установленный на подушке, верхним черпанием разрабатывает потенциально плодородные породы и укладывает их обособленно либо в штабель на кровлю угольного пласта, либо в предотвал с подвалкой откоса угольного уступа; нижним черпанием отрабатывает непригодные породы и отсыпает их с опережением в выработанное пространство; отвальный экскаватор устанавливается на предотвале и переэкскавирует необходимый объем породы, при этом непригодные породы укладываются по ходу экскаватора в нижнюю часть отвала, потенциально плодородные породы – с отставанием в верхнюю часть второго яруса отвала.

Технологическим ограничением применения селективных схем экскавации является не более, чем однократная переэкскавация потенциально плодородной породы, т.к. при большем числе перевалок увеличиваются потери этих пород.

Построение схем экскавации осуществляется по координатам характерных точек, к которым относятся:

о – нижняя бровка угольного уступа – центр координат;

а – верхняя бровка вскрышного уступа;

в – вершина гребня предотвала;

с – верхняя бровка отвала предыдущей заходки;

d – верхняя бровка первого яруса предотвала;

е – нижняя бровка второго яруса отвала и т.д.

Координаты характерных точек определяются аналитически на основе равенства объемов вскрышной заходки и отсыпаемого отвала с учетом коэффициента разрыхления пород.