СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ САМОВЫПОЛАЖИВАЮЩЕГОСЯ ОТВАЛА
METHOD FOR FORMATION OF SELF-FLATTENING OUT DUMP

1. Область применения изобретения.
Изобретение относится к открытым горным разработкам при рекультивации отвалов.
2. Аналоги изобретения.
SU 1273558, кл. Е21С 41/00, опубл. 30.11.1986.
3. Раскрытие изобретения.
Сущность изобретения заключается в формировании водоупорного слоя внутри отвала, угол наклона которого совпадает с углом выполаживания отвала при рекультивации отвала под пашню, луг, лес и т.д. Сверху от водоупорного слоя находятся выполаживаемые породы, снизу - невыполаживаемые. Выполаживание пород происходит при их обводнении поверхностными водами (и, как следствие, последующей потерей устойчивости), каковыми являются атмосферные осадки (дождь, снег, град), речки и ручьи, пересекающие отвал. Обводненные породы сходят по водоупору, как по поверхности скольжения, в приемную траншею. При недостатке поверхностных вод необходимо изменять русла близлежащих речек и ручьев так, чтобы они пересекали отвал, питая его; формировать дренажную систему по сбору вод и стеканию ее в отвал или другими способами добиваться наибольшего обводнения выполаживаемых пород. Для защиты невыполаживаемой части отвала от обводнения откосы его бортов и основание покрываются водоупорами.
Результатом осуществления изобретения является выполаживание необходимого объема пород отвала под необходимым углом без значительных затрат труда на рекультивацию. Рекультивация отвала производится почти полностью силами природы.
4. Краткое описание чертежей.
Фигура 1 характеризует основную идею изобретения.
Фигуры 2-8 характеризуют бестранспортную технологию формирования самовыполаживающегося отвала.
5. Осуществление изобретения.
1. Сначала перемещают выполаживаемый слой из забоя на старый отвал, вскрывая пласт угля, затем слой междупластья (который принимается как водоупор) (фиг.2).
2. Затем перемещают слой междупластья: часть в основание отвала, часть на старый отвал. Слой междупластья в основании отвала укладывают с наклоном против падения залежи, если фронт работ идет по падению залежи или если залежь горизонтальна; слой междупластья в основании отвала укладывают с наклоном, совпадающим с падением залежи, если фронт работ идет по восстанию залежи (фиг.3, 4).
3. Далее перемещают внешнюю вскрышу на сформированный наклонный водоупор в основании отвала. Угол откоса поверхности отсыпанной вскрыши совпадает с углом выполаживания отвала при горно-технической рекультивации (фиг.5, 6).
4. Затем навал водоупорного слоя (находящийся на старом отвале) перемещают на текущий отвал, оконтуривая его поверхность и откос борта (фиг.7).
5. Наконец, навал выполаживаемого слоя (находящийся на старом отвале) перемещают на текущий отвал, заканчивая формирование текущей заходки самовыполаживающегося отвала (фиг.8).
6. На каждой заходке производятся действия 1-5. Угол откоса поверхности отсыпанной внешней вскрыши (п.3) есть угол выполаживания отвала при горно-технической рекультивации (под пашню, под луг, под лес и т.д.). Он постоянен на каждой заходке. Водоупорный слой, оконтуривающий откос борта и поверхность отвала, с каждой заходкой меняют высоту (повышая, если фронт работ идет по падению залежи и понижая, если по восстанию), сохраняя мощность.
7. Крайний к траншее борт выполаживаемого слоя может закрываться водоупором для скопления воды в объеме выполаживаемых пород. При достижении определенного давления со стороны выполаживаемой массы водоупор прорывается и эта масса сходит в траншею (фиг.1). Водоупор может и не ставиться, в этом случае выполаживаемая масса сходит в траншею по мере снижения ее устойчивости.
8. Для защиты невыполаживаемой части отвала от обводнения откосы его бортов и основание покрываются водоупорами.
Повышение водоупорных и прочностных свойств пород.
В процессе разборки забоя водоупорные породы не останутся монолитными, так как необходимо их рыхление взрывом, и далее - ковшом экскаватора. Разрыхленные водоупоры имеют большой объем порового пространства и водоупорами уже не являются, поэтому необходимо восстановление их водоупорных свойств. Можно выделить следующие способы увеличения водоупорных и прочностных свойств пород.
1. Технологический способ.
1.1 Отсыпка пород с большой высоты - максимальной высоты разгрузки экскаватора;
1.2 Давление на породу весом горного оборудования (проходка экскаватора по водоупорному слою).
1.3 Заполнение порового пространства водоупора водоупором меньшей зернистости.
2. Технический способ.
2.1 Инкапсулирование породы в технические приспособления (металл, дерево, бетон, цемент, кирпич, брезент).
3. Инъекционный способ.
3.1 Внедрение в поры и пустоты пород цементирующих веществ (бетон, цемент, битум, жидкое стекло, синтетические смолы, глина)
4. Криогенный способ.
4.1 Охлаждение породы.
4.2 Заморозка воды в породе.