Параметры и форма отвалов при дражной разработке россыпей в основном зависят от порядка отсыпки, гранулометрического состава пород и технологии выемки полезного ископаемого. В соответствии с этим отвалы могут располагаться в выработанном пространстве и на бортах полигона. Различают следующие виды отсыпки отвалов (рис. 12.17):
• кормовая прямая (симметричная) отсыпка в выработанное пространство;
• кормовая боковая (несимметричная) отсыпка в выработанное пространство;
• бортовая односторонняя отсыпка на нерабочий борт россыпи или в выработанное пространство.
В вертикальном сечении отвалы могут быть с однослойным смешанным распределением гальки и эфелей и с двухслойным обособленным распределением, с размещением эфелей в верхней части, а гальки в нижней, с размещением гальки в верхней части, а эфелей в нижней. Из указанных способов отсыпки отвалов каждый может осуществляться при наличии на драге определенного комплекса оборудования либо с применением особых приемов маневрирования драги.
Кормовая прямая и боковая отсыпки отвалов осуществляются отвалообразователем и кормовыми хвостовыми колодцами при работе драги соответственно в симметричном и несимметричном забоях. Бортовая отсыпка осуществляется при оснащении драги двумя бортовыми отвалообразователями (стакерами). В случае отсыпки на борт россыпи и эфельной фракции драга должна оснащаться гидротранспортным оборудованием. При отсыпке однослойного отвала драгу оснащают обезвоживающим устройством, обеспечивающим подачу эфельной фракции на ленточный конвейер стакера для совместного транспортирования с галькой в отвал. Так как ширина площади, на которой укладывается отвал меньше, чем ширина забоя, то высота отвала с учетом разрыхления получается значительно выше, чем мощность разрабатываемой россыпи. В эфельном отвале выделяют верхнюю, среднюю и нижнюю зоны, отличающиеся друг от друга гранулометрическим составом пород и углами естественного откоса. Верхняя зона, в которую сбрасываются с хвостовых колод галечная фракция и пульпа, имеет угол откоса 28—30°. В этой зоне преобладают в основном гравийные и песчаные фракции. Средняя зона состоит из песчано-илистых фракций, в результате чего угол откоса составляет 8—12°. В нижней зоне отвал состоит в основном из илисто-песчаных и тонкодисперсных фракций. Угол откоса этой зоны составляет 4—7°.
Галечные отвалы в обычных условиях размещаются на эфельных отвалах и высота их при отработке россыпи средней каменистости одинарным забоем примерно равна подводной мощности вынимаемой части залежи, а угол естественного откоса отвала составляет 36—38°.
Площадь поперечного сечения, м2, эфельного отвала
где Нрос — мощность разрабатываемой россыпи, м; Bз — средняя ширина забоя, м; μк — коэффициент каменистости (равен отношению объема валунной и галечной фракции к объему породы в целике, μк = 0,1+0,7); μв — коэффициент выноса породы из разреза (равен отношению объема тонкозернистых пород, выносимых водным потоком, к объему породы в целике, μв = 0,01+0,08); ρ1 — коэффициент разрыхления эфелей в отвале (ρ1 = 1,05+1,1).
Ширина эфельного отвала определяется по формуле
где Нраз — подводная глубина разреза в месте расположения эфельного отвала, м; hэф — надводная высота эфельного отвала, м; γ1 — средний угол откоса эфельного отвала (γ1 = 24/28°); 5 — расчетный угол откоса борта разреза, градус,
В1 и B2 — ширина забоя соответственно по плотику и по поверхности россыпи, м; Zп — принятая глубина задирки плотика, м; mус — условное перекрытие нижним отвалом основания разреза, м,
Ввыс — боковой выступ по борту разреза, м.
Взаимосвязь основных размеров эфельного отвала с его поперечным сечением выражается формулой
Полная высота эфельного отвала определяется по формуле
Полная высота эфельного отвала определяется по формуле
где lр.о — длина рамы между осями ведущего и натяжного барабанов отвалообразователя (стакера), м; со — угол подъема стакера (ω = 16/18°); у2 — расстояние выброса галечных фракций за ось верхнего барабана (у2 = 1/2,5 м); lкор — расстояние от кормы понтона до оси нижней опоры рамы стакера на палубе понтона, м; Ю — расстояние от понтона до оси свай, м.
Ширина площади рассеивания галечного отвала при выемке пород прямым (симметричным) забоем определяется по формуле
где β — угол маневрирования драги в забое, градус.
Площадь поперечного сечения галечного отвала определяется по формуле
где ρ2 — коэффициент разрыхления галечных фракций в отвале (ρ2 = 1,3/1,45).
Средняя высота галечного отвала определяется по формуле
Высота гребня галечного отвала определяется по формуле
где γ4 — угол откоса галечного отвала (γ4 = 33/42°); адр — шаг драги, м.
Полная высота галечного отвала от уровня эфельного отвала
Общая высота дражных отвалов
где hoc — осадка отвала (hoc = 0,4/0,7 м при Hраз = 20 м).