Введение к работе
... Актуальность работы. В последние годы открытым способом разрабатывалось 14 млрд.т горной массы в год, а с будущем ее добыча соста-іит 25-26 млрд.т. Значительная часть объема горной массы размещается ю внешних отвалах. Площади отвалов в структуре нарушаемых земель, ;ак правило, в 1,2-1,5 раза превышаот площади, занимаемые горными вц-йботками, и составляют 36-48 % от общей площади нарушенных земель.
Дальнейшее расширение добычи полезных ископаемых открытым способом связано с увеличением размеров карьеров, ростом объемов вскриішшх юрод с различными физико-техническими свойствами и приводит к зна-ютельному увеличении площадей, занішаеішх породными отвалами. Ьэтому реаение вопросов, связанных с увеличением вместимости бульдо->ерных отвалов на поверхности со сложным рельефом, конфигурацией и іграничекшмн размерами в плане, является одной из актуальных научно-ехнических задач.
Целью работы является разработка технологии формирования буль-(озерных отвалов из пород с различными физико-техническими свойства-ш, основанной на управлении их устойчивость» и обеспечении максн-гальной вместимости.
Идея работы заключается в управлении устойчивостью бульдозерных «твалов путем формирования необходимой прочности массива пород в зо-ю концентрации максимальных касательных лапрятюний и изменения гео-(етрии откоса в процессе отвалообразования.
Научные положения работы:
-
Достижение максимальной удельной вместимости отвалов обеспе-твается оптимальны}* соотношением мевду высотой и углом откоса, кото хэо зависит от прочностных свойств пород массива отвала и основания, іго площади и формы, рельефа местности.
-
Управление устойчивостью отвалов, возводимых из пород с раз-(ичными физико-техническими свойствами, осуществляется применением технологии отвалообразования, учитывающей режим выемки прочных пород і их размещение в зоне концентрации максимальных касательных напряжений.
-
Использование технологии формирования отвалов из пород с вышкой степень» изменчивости прочностных свойств в режиме предельного равновесия создает условия для достижения максимальных пысотн и угл« устойчивого откоса.
4. Применение технологии формирования одноярусных отвалов, эгдусч'атривешеи отсылку опережающих насыпей перпендикулярно фронту отвальных работ, позволяет увеличить высоту отвала и его вместимость.
Научная новизна:
установлена взаимосвязь оптимальных параметров отвала, его максимальной вместимости от горно-технических условий отвалообра-зовакнл;
получены аналитические {зависимости оценки устойчивости отвала с послойным складированием юрод, опережающими насыпями, упорны-ыи заглубленными призмами с учетом прочности пород на контакте с основанием и рельефа местности;
разработана методика прогноза технологических параметров отвалов, формируемых из пород с различными физико-техническими свойст-сами;
обоснована область применения различных технологических схем отвалообразования, учитывающих режим выемки пород в карьере.
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается теоретически»! и експериментальними исследованиями в промышленных и лабораторных услов"ях, методами математического моделирования, статистической обработкой опытных данньрс, использованием графоаналитических методов расчета и средств вычислительной техники Объем экспериментальных данных обеспечивает их необходимую достовер-ность. Результаты теоретических исследований подтверждается удовлетворительным совпадением с данными натурных наблюдений с погрешиості не превышающей 17 %.
Значение работы. Научное значение работы заключается в установ-лешш закономерности изменения вместимости отвала от горно-технических условий отвалообразования, зависимости устойчивости откоса от структуры и формы приоткосиой части отвала и технологии складирования пород с различными физико-техническими свойствами.
Практическая ценность работы состоит в разработке методики опр< деления оптимальных параметров отвалов, создании новых технологичес-ких способов формирования отвалоЕ из пород различной прочности, ос-нованных на управлении устойчивостью откосов и обеспечивающих максимальну*) вместимость.
Реализация выводов и рекомендаций работы. Методика определения параметров и технология возведения отвалов с упорными заглубленными призмами, отвалообразованиз с установлением предела устойчивости от косой, укрепление их опережающими насыпями, рациональные контуры
земельного отвода использованы институтом Унипромедь при соетавле-іии проектов отвалообразовання и реализованы на Учалинском ГОКе,что изволило увеличить вместимость отвала более чей в 2 раза. Фактичес-шй годовой экономический эффект от внедрения результатов ксследова-0!Я составил 218,4 тыс.руб.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались ! обсувались на ежегодных научно-технических конференциях МГМИ І974-І99І гг.), семинаре "Совершенствование методов организации «емки пород вскрыши и их комплексное использование иа глубоких :арьерах" (г.Киев, 1980 г.), УП н X Всесоюзних научных конференциях іУЗов с участием научно-исследовательских институтов (г.Москва, МГЦ. .981 и 1991 гг.), конференции "Технический прогресс на открытых гор-мх работах Кузбасса" (г.Кемерово, I9S4 г.), научно-технических сортах института Унипромедь (г.Свердловск, І98І-І990 гг.), техничес-их советах Учалинского ГОКа (1979-1990 гг.), Всесоюзном совещании Техника и технология отвалообразовання и устойчивость отвалов арьеров" (г.Москва, ИПКОН АН СССР, 1907 г.). Технология возведения твалов увеличенной емкости экспонировалась на ВДНХ СССР в 1987 году была отмечена бронзовой медалью.
Публикации., Основное содержание диссертации отражено в 16 печатью работах, в том числе в трех авторских свидетельствах «а изобре-ения.
Структура и объем работа. Диссертация состоит из введения, 4 азделов, заключения, списка использованных источников из 117 наиме-ований. Работа содержит 134 страницы машинописного текста, 12 таблиц, Э рисунков и 13 страниц приложений.