Отвалы при бульдозерно-скреперном способе разработки

Объем песков, который может быть промыт на одной стоянке промывной установкой, ограничивается емкостью галечного отвала и отвала мелкозернистых хвостов (рис. 38). В галечные отвалы бочечно-шлюзовых установок направляется галька размером более 15—50 мм, выход которой для большинства россыпей составляет 30—60% общего объема песков. Необходимый объем галечного отвала W подсчитывается по уравнению

где рг = 1,30/1,35 — коэффициент разрыхления;

uг = 0,02/0,10 — коэффициент недогрохачиваемости пород (зависит от вязкости песков);

u = 0,3/0,6 — коэффициент каменистости, равный отношению объема гальки диаметром более отверстий решетчатых листов бочки к объему исходных песков;

Wп — объем промывных (исходных) песков в целике.

Мелкозернистые хвосты — эфеля от бочечно-шлюзовых установок перемещают в отвалы самотеком совместно с отработанной водой. Наиболее тонкозернистые глинистые частицы при этом оседают не все, а частично выносятся водой за пределы отвала. Мелкозернистые породы укладываются в отвал после перемещения их водным потоком плотно и коэффициент разрыхления в них составляет рм = 1,07/1,12. Количество пород, выносимых за пределы отвала, зависит от содержания в породах глины и от условий размещения хвостов в отвал. Так, при сборе хвостов в речку со значительным расходом воды количество уносимых пород достигает 1/3 первоначального объема, а иногда и больше.

Необходимый объем отвала для размещения мелкозернистых хвостов определяется по уравнению

где uв = 0/0,3 — коэффициент выноса пород из отвалов, равный отношению объема выносимых пород к первоначальному (исходному) объему песков (его устанавливают опытным путем).

Отвалы после шлюзовых промывных установок тождественны отвалам гидравлических разработок, они имеют более однородное строение, поскольку при промывке галю не отделяют от мелкозернистой части. Объем этого отвала определяют по уравнению (48), но коэффициенты u, и uг принимают равным нулю, а коэффициент разрыхления увеличивают на 3—5%.

В настоящее время запрещено спускать хвосты и загрязненную воду в речки, имеющие рыбохозяйственное значение. В таких случаях мелкозернистые хвосты размещают в низинах, которые отгораживают от речек насыпями. Загрязненная вода в этих хвостохранилищах отстаивается и вновь подается на промывку. Устройство хвосто-хранилищ и очистка загрязненной воды рассматриваются в курсе «Гидротехнические сооружения».

Отвал гальки, отсыпаемый четырехзвенным отвалообразователем, состоит из четырех отдельных конусно-кольцевых отвалов (рис. 38, а). Объем первого отвала 1; 2; 3 W1 можно определить по уравнению

где h1 — высота первого отвала, м;

T1, T2 — длина рам первого и второго звеньев отвалообразователя, м;

Ж — высота установки горизонтальной оси рамы, м;

е — расстояние между осью рамы и вершиной отвала, м;

bг = 36/42° — угол откоса галечных отвалов;

ф — угол поворота отвалообразователя в горизонтальной плоскости, град;

е — угол наклона ленты, град;

R1 — радиус отсыпки гальки, м;

I1 = tg а1 — уклон поверхности с углом а1; (при подъеме применять минус, при уклоне плюс).

Для последующих кольцевых отвалов объем определяют по уравнению (49), подставляя высоту и радиус отсыпки соответствующего отвала. Высоту и радиус отсыпки второго отвала подсчитывают по уравнениям:

Уравнения (49) и (50) выражают объем отвала, ограничиваемого площадью 4; 6; 7. Из этого объема необходимо вычесть объем, ограничиваемый площадью 3; 4; 5. Объем последней части подсчитывают по уравнению (49), подставляя соответствующие высоты и радиусы отсыпки. Для второго кольцевого отвала эти размеры определяют из схемы треугольника 3; 4; 5 по уравнениям:

Для третьего и четвертого кольцевых отвалов объем подсчитывают таким же образом. Объем гали, размещаемой в отвалах, приведен в табл. 15.

Для увеличения объема галечных отвалов нижнее звено с поворотным устройством перестанавливают на выровненный гребень второго кольцевого отвала гали. Из бочки в этом случае галю подают на отвалообразователь дополнительным конвейером.

Отвалы, размещаемые хвостовой колодой шлюзов от бочечных промывных установок, состоят из мелкозернистых пород и размещаются самотеком. Поэтому углы откоса этих отвалов рм в сторону движения водного потока небольшие и составляют 5—12 град.

При размещении отвалов со шлюзовых промывных установок хвосты содержат галю и булыжник, вследствие чего углы откоса отвала увеличиваются и в основной верхней части достигают 15— 25 град.

Чтобы поток не перемещался в сторону промывной установки это место обваловывают, и углы откоса отвала увеличиваются до 20—30 град. Обвалование производят бульдозером, которым сооружают невысокие насыпи, направляющие поток хвостов в нужном направлении.

В плане отвал обычно имеет вид веера с центральным углом от 100 до 160 град (рис. 38, б). Объем хвостов, которые могут быть размещены в отвал самотеком, приближенно определяется по уравнению, при выводе которого принято, что отвал состоит из конуса 1; 2; 3; 4; 5 и двух пирамид 1; 2; 5:

где h — высота расположения хвостовых колод над поверхностью, м;

bм — угол откоса отвала из мелкозернистых хвостов, град;

ф — центральный угол разворота шлюза, град;

е — угол отклонения бокового стока равен 20—45 град;

b1 — угол откоса отвала в сторону промывной установки, град;

iз= tg b1 — угол отвала в сторону промывной установки;

I1 = tg a1 — уклон по падению долины;

а1 — угол падения, град;

А, т — угловые коэффициенты.

Отвалы и промывная установка связаны между собой, поэтому место их расположения следует выбирать совместно. Большое влияние на выбор этого места оказывает размещение бункера в разрезе, при котором обеспечивалось бы наилучшее использование добычных машин.

Промывную установку желательно размещать таким образом, чтобы в течение лета ее не переносить. Для этого необходимо обеспечить достаточную емкость отвалов, что достигается расположением установки на возвышенных старых отвалах или на специальной насыпи. Высоту насыпи определяют в зависимости от объема песков, подлежащих промывке на одной стоянке. Отвалы целесообразно также отсыпать в выработанное пространство или низину. На поверхности отвалы стремятся располагать в сторону падения долины для того, чтобы уменьшить высоту подъема песков.

Поверхность для размещения мелкозернистых хвостов должна иметь уклон в обратную сторону от разреза или разрез необходимо оградить от стока в него отработанной воды. Объем земляных работ по выравниванию и подготовке места расположения установки должен быть по возможности наименьшим, а водоснабжение промывного прибора должно быть надежным и не требовать больших затрат на его устройство.

Для обоснования места расположения промывной установки сопоставляют два — три варианта.