При возведении отвала на равнине первоначальная насыпь сооружается из пород выемки, проводимой вблизи насыпи параллельно ее оси, или из вскрышных пород. В зависимости от типа вскрышных пород и вида карьерного транспорта первичная насыпь может сооружаться драглайнами, мехлопатами, бульдозерами и колесными скреперами (рис. 7.2, 7.3, 7.4, 7.5).

Выбор средств механизации для складирования пород зависит в основном от физико-технических свойств вскрышных пород и видов карьерного транспорта (табл. 7.1).

Планировка поверхности отвала осуществляется для обеспечения передвижки путей и конвейеров, трассирования отвальных автодорог и последующей рекультивации. Планировка, как правило, производится бульдозерами.

Перемещение транспортных коммуникаций на отвале носит периодический характер и производится после отсыпки отвальной заходки. Перемещение отвальных коммуникаций аналогично перемещению временных путей на карьере.

7.2 - схемы возведения первоначальной насыпи из пород выемки:

а - мехлопатой на косогоре; б - драглайном на равнинной местности

Рисунок 7.3 - схема возведения первоначальной насыпи из мягких пород колесным скрепером:

1 - откос отвала; 2 - забой; 3 - отвал; 4 - карьер; 5 – скрепер

Рисунок 7.4 - схема отвалообразования с использованием мехлопаты

Таблица 7.1 – выбор средств механизации для складирования пород

Рисунок 7.5 - схема отвалообразования с использованием драглайна ЭШ 10/60.

7.2 Железнодорожное отвалообразование

При железнодорожном транспорте для складирования пород на отвалах применяются мехлопаты, драглайны, отвальные плуги, абзетцеры и бульдозеры.

Экскаваторное отвалообразование при использовании железнодорожного транспорта на отечественных карьерах является ведущим (на его долю приходится 85-90% объема складируемых пород). Работа отвальных экскаваторов состоит в экскавации породы, разгружаемой из думпкаров, и укладке ее в отвал. При использовании мехлопаты отвальный уступ разделяется на два подуступа. Мехлопата размещается на кровле нижнего подуступа. Для удобства приема и последующей экскавации разгружаемой породы из думпкаров экскаватор на кровле нижнего подуступа образует специальную приемную выемку (канаву) длиной равной полуторной или двойной длине думпкара, и глубиной 0,8-1 м. Локомотивосостав на отвал подается вагонами вперед. В приемную выемку, как правило, разгружаются думпкары поочередно. Укладка породы экскаватором в отвал производится в трех направлениях: вперед по ходу в нижний подуступ, в сторону развития отвала под откос нижнего подуступа и назад в верхний подуступ.

Рациональная высота отвального уступа меняется в широких пределах и зависит в основном от физико-технических характеристик складируемых пород и пород основания отвалов, рельефа поверхности, параметров экскаватора и составляет на равнине 15-30 м, а в гористой местности 70 м и более. Высота верхнего подуступа зависит от высоты разгрузки экскаватора и составляет 4-6, 6-8 и 7-9 м соответственно для экскаваторов ЭКГ-5, ЭКН-8И иЭКГ-12,5.

Плужное отвалообразование предшествовало экскаваторному, но из-за небольшой производительности было в основном заменено экскаваторным. Плужное отвалообразование находит применение на карьерах с небольшим объемом скальных вскрышных пород при наличии большого числа тупиков, расположенных на разных горизонтах.

Процесс плужного отвалообразования включает выполнение следующих операций: разгрузку породы из думпкаров под откос отвального уступа, профилирование откоса уступа (вспашка), планировку поверхности отвала и передвижку пути (рис.7.6). Разгрузка думпкаров производится по всей длине отвального тупика. В зависимости от устойчивости откоса думпкары могут разгружаться по одному, группами и одновременно все. Часть разгружаемой породы скатывается по откосу, а большая часть (до 70 %) остается на откосе и препятствует разгрузке следующих составов. Для сбрасывания вниз оставшейся на откосе породы производится профилирование откоса отвала отвальным плугом. Разгрузка думпкаров и профилирование откоса отвала обычно производятся несколько раз. После заполнения отвального тупика тем же отвальным плугом производится планировка поверхности отвала. Планировка выполняется с таким расчетом, чтобы спланированная поверхность была выше старой трассы на 0,2-0,5 м для компенсации неизбежной просадки пути при движении локомотивосоставов. Профилирование откоса и планировка отвала выполняются плугом за несколько проходов вдоль отвального тупика. Рабочими органами отвального плуга являются выдвижные лемехи и крылья. Отвальные плуги выпускаются прицепные и самоходные (с вылетом крыльев до 7,5 м). Передвижка путей на плужных отвалах осуществляется путепередвигателями цикличного действия без разборки на звенья.

Рисунок 7.6 - схема плужного отвалообразования:

а - положение отвального откоса перед разгрузкой локомотивосостава; б - после разгрузки; в - после профилирования; г- после повторной разгрузки и передвижки путей.

Абзетцерное отвалообразование. Процесс отвалообразования с помощью абзетцеров включает разгрузку думпкаров в приемную траншею, расположенную на поверхности отвала параллельно верхней бровке отвального уступа, черпание породы из траншеи, перемещение породы в отвал, планировку поверхности отвала и передвижку путей,