Способ совмещения вскрышных работ в карьере с рекультивацией верхнего отвального яруса драглайном
METHOD FOR COMBINING STRIPPING OPERATIONS IN A QUARRY WITH THE RECLAMATION OF THE UPPER DUMP TIER WITH A DRAGLINE

Область техники
Предлагаемый способ относится к горному делу, в частности к освоению месторождений открытым способом и восстановлению нарушенных отрытыми горными работами территорий, и может быть использован при рекультивации отвалов вскрышных пород.
Уровень техники
Известен способ снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ (ГОСТ 17.5.3.06-85 Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. Охрана природы. Земли: Сб. ГОСТов. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002), включающий требование массовой доли гумуса в нижней границе плодородного слоя почвы в лесостепной и степной зонах не менее двух процентов.
Недостатком известного способа является сложность рекультивационных работ по нанесению рекультивационного слоя на площадки отвалов вскрышных пород.
Известен наиболее близкий объект способ совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов (Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири / И.В. Зеньков и др. – Красноярск: СФУ, 2015. – С. 104-110), включающий создание бульдозером бурта плодородного слоя почвы (ПСП) высотой 1,5–3 м на кровле верхнего вскрышного уступа вдоль заходки экскаватора прямая лопата, раздельное извлечение экскаватором прямая лопата ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом и погрузкой в поданный железнодорожный состав в выделенные под ПСП думпкары, отгрузку экскаватором прямая лопата рядовых вскрышных пород заходки в оставшиеся думпкары в составе, транспортировку их на отвал, по очередную выгрузку их в приямок, перевалку рядовых вскрышных пород отвальным шагающим экскаватором драглайном в нижний подъярус, а ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом, в верхний подъярус.
Недостатком наиболее близкого объекта является низкое качество рекультивационной смеси в виде плодородного слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом является повышение качества рекультивационной смеси, включающей плодородный слой почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа, в виде массовой доли гумуса,при рекультивации верхнего отвального яруса.
Настоящий технический результат достигается в способе совмещения вскрышных работ в карьере с рекультивацией верхнего отвального яруса отвальным шагающим экскаватором драглайном, включающем создание бульдозером бурта плодородного слоя почвы (ПСП) высотой 1,5–3 м на кровле верхнего вскрышного уступа вдоль заходки экскаватора прямая лопата, раздельное извлечение экскаватором прямая лопата ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом и отгрузку в поданный железнодорожный состав в выделенные под ПСП думпкары, поочередную отгрузку экскаватором прямая лопата рядовых вскрышных пород заходок в оставшиеся думпкары в составе, транспортировку их на отвал, поочередную выгрузку их в приямок, перевалку рядовых вскрышных пород отвальным шагающим экскаватором драглайном в нижний подъярус, а ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом в верхний подъярус, причем технологические процессы выполняют в следующей последовательности:
первоначально создают бурт ПСП бульдозером в крайнем левом секторе заходки,
экскаватором прямая лопата последовательно в пространстве выполняют по секторам в заходке выемку рядовой вскрыши и её отгрузку в думпкары,
затем выполняют выемку бурта ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом неправильной трапецеидальной призмы в объеме заданной величины отгрузки в один думпкар,
думпкары с рядовой вскрышей из прибывшего железнодорожного состава на отвал разгружают в дальнюю часть приямка по ходу движения отвального шагающего экскаватора драглайна, а думпкары с ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом разгружают в ближнюю часть приямка в сторону укладки ПСП в верхний подъярус.
Отличительными признаками являются:
технологические процессы выполняют в следующей последовательности:
первоначально создают бурт ПСП бульдозером в крайнем левом секторе заходки,
экскаватором прямая лопата последовательно в пространстве выполняют по секторам в заходке выемку рядовой вскрыши и её отгрузку в думпкары,
затем выполняют выемку бурта ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом неправильной трапецеидальной призмы в объеме заданной величины отгрузки в один думпкар, такая последовательность действий позволяет повышение качества рекультивационной смеси, включающей плодородный слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа концентрировать в самом крайнем левом его секторе отгрузки заходки для рекультивации верхнего отвального яруса;
думпкары с рядовой вскрышей из прибывшего железнодорожного состава на отвал разгружают в дальнюю часть приямка по ходу движения отвального шагающего экскаватора драглайна, а думпкары с ПСП с разубоженными вскрышными породами под буртом разгружают в ближнюю часть приямка в сторону укладки ПСП в верхний подъярус, это дает возможность формировать нижний под ярус отвальным шагающим экскаватором драглайном с оптимальным малым углом поворота под разгрузку, а также формировать верхний подъярус с повышенным качеством рекультивационной смеси в виде массовой доли гумуса.
Сравнение заявляемого решения с аналогом и прототипом не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение, это позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна».
Краткое описание рисунков
На фиг. 1 представлена схема раздельного извлечения ПСП с элементами разубоживания вскрышными породами, при отработки забоя верхнего вскрышного уступа карьерным экскаватором прямая лопата, включающая: 1 – 8 – сектора выемки вскрышных пород верхнего уступа и погрузки их в очередной думпкар; 9 - поперечное сечение треугольной призмы CDE бурта ПСП; 11 – высоту верхнего вскрышного уступа; 12 – ширину карьерной заходки экскаватора прямая лопата; 13 – подошву  верхнего вскрышного уступа; 14 - ось железнодорожного пути на подошве уступа; 15 – ось хода карьерного экскаватора прямая лопата;
На фиг. 2 представлена схема рекультивации верхнего отвального яруса отвальным шагающим экскаватором драглайном, включающая: 16 - ось хода отвального шагающего экскаватора драглайна; 17 - ширину отвальной заходки экскаватора прямая лопата; 18 – ось железнодорожного пути на кровле верхнего яруса отвала; 19 – часть приямка на отвальном ярусе для приема ПСП; 20 - часть приямка на отвальном ярусе для приема рядовой вскрыши; 21 -  высоту верхнего отвального под яруса для приема ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом неправильной трапецеидальной призмы; 22 - высоту нижнего отвального под яруса для приема рядовой вскрыши.
Осуществление изобретения
3
В структуре комплексной механизации экспериментального участка совмещения вскрышных работ с работами горнотехнического этапа рекультивации отвалов в виде раздельного извлечения экскаватором прямая лопата бурта ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом и погрузкой рекультивационной смеси в железнодорожные думпкары предусмотрено использование: карьерного экскаватора прямая лопата ЭКГ-12,5 в количестве одной единицы, одного бульдозера Т-170, двенадцати железнодорожных думпкаров 2ВС-105, одного тепловоза ТЭМ-7, одного отвального шагающего экскаватора драглайна ЭШ-10/70. Средняя высота 11 вскрышного уступа 10 составляет 12 м. Ширина заходки 12 экскаватора прямая лопата 19 м. Предварительно снимают плодородный слой почвы с опережением горных работ на 3–5 лет и складируют в бурты 9 высотой 1,5–3 м. Располагают бурты 9 у крайней дальней линии заходки экскаватора прямая лопата. Карьерный экскаватор прямая лопата, продвигаясь вдоль оси 15, отрабатывает забой в следующей технологической последовательности: первоначально выполняет выемку рядовой вскрыши в призмах по секторам 1-7 заходки и отгружает эту рядовую вскрышу в думпкары поданного состава в объеме 50 м в очередной думпкар. Следующим этапом экскаватор прямая лопата выполняет выемку бурта ПСП 9 с разубоженными вскрышными породами под буртом в объеме неправильной трапецеидальной призмы сектора 8 в виде многоугольника ABCDE, в объеме заданного количества погрузки ПСП в один думпкар, который расположен на железнодорожном пути с осью 14 на подошве уступа 13. Процесс повторяется до полной загрузки железнодорожного состава. Далее выполняют транспортировку их на отвал. На кровле верхнего отвального яруса, с расположенного на железнодорожном пути с осью 18, из доставленного состава, выполняют по очередную выгрузку вагонов в приямок, причем думпкары с рядовой вскрышей, из прибывшего железнодорожного состава на отвал, разгружают в дальнюю часть приямка 20 по ходу движения отвального шагающего экскаватора драглайна, а думпкары с ПСП, с разубоженными вскрышными породами под буртом,  разгружают в ближнюю часть 19 приямка в сторону укладки его в верхний подъярус 21 с шириной отвальной заходки 17. Перевалку рядовых вскрышных пород выполняют в нижний подъярус 22 отвальным шагающим экскаватором драглайном продвигающимся вдоль оси 16. В приведенном примере тело верхнего отвального яруса разделено на два слоя в виде подъярусами с соотношением горных пород, укладываемых в верхний отвальный ярус, составляет 1/7.
Плодородный слой почвы, включающий черноземс содержанием гумуса до 10% и потенциально плодородные породы, которые включают глины, пески, супеси, суглинки и т.д. с содержанием гумуса в диапазоне 1,2 - 2,5% [2]. Содержание гумуса в подготовленной рекультивационной смеси укладываемой в верхний под ярус 21 прототипа составила 2,5%, содержание гумуса в подготовленной рекультивационной смеси экспериментального участка заявляемого объекта под ярусом 21 составила 2,6%.
Повышение качества рекультивационной смеси, включающей плодородный слоя почвы с разубоженными породами верхнего вскрышного уступа, в виде массовой доли гумуса, при рекультивации верхнего отвального яруса, составила 4%.
Источники информации
1. ГОСТ 17.5.3.06-85 Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ. Охрана природы. Земли: Сб. ГОСТов. – М.: ИПК Издательство стандартов, 2002;
2. Технология рекультивации и обустройство нарушенных земель в Западной и Восточной Сибири / И.В. Зеньков и др. – Красноярск: СФУ, 2015. – с. 104-110.