В ГОРНОЙ ПРОМЫЫ1ЕННОСТМ •МАШИ" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ нАУчно-ис-слЕдовАТЕльскии, ПРОЕКТНОКОНСТРУКТОРСКИЙ И ПРОЕКТНЫЙ ИНСТИТУТ "УКРИИИПРОЕКТ'*

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАКЕЕВСКИЙ НАУЧНЭ-ИСС1КДОВАШЬС1Ша ИНСТИТУТ ПО БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ

---

ИНСТРУКЦИЯ

ПО УПЛОТНЕНИЮ ОТКОСОВ И ПО ПРИМЕНЕНИЮ ИЭОЛИРУОШ МАТЕРИАЛОВ И АНТШРОГЕНОВ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ САМО ВОЗГОРАНИЯ пдосш ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ (первая редакции)

КИЕВ-UA КЕБ ВКА-ДОНБАСС

1965 Г

2.1.7. При применении материалов, содержащих горючие вещества /перегоревшая порода, флотохвосты/, зольность их должна быть не ниже 90%.

2.1.8. Коэффициент воздухопроницаемости изолирующих материалов определяется по графикам /см.рис.2.3-2.7/ в зависимости от степени их уплотнения и влажности.

2.1.9. Кроме приведенных в Пункте 2.1.6 изолирующих материалов для профилактики самовозгорания плоских породных отвжлр* могут быть применены и другие материалы /суглинок, *ея, «я, авла котель ных у статно в® ж/, которые по своим свойстве* яе устуидрт -материалам приведете** ® табл.2.3. В этом слухгае доте отгредояшит коэ<ОД>ициен-га воздухопроницаемости использувтся (график т»пв -материала, который по гранулометрическому составу и эквивалентному диаметру соответствует имеющемуся изолирующему материалу.

2.1. Ю.Так как многие изолирующие материалы сильно подвержены равмыву дождевыми и талыми водами, то их целесообразно применять в смеси с отвальной массой. При этом значительно уменьшается расход изолирующего материала.

2.1.11. Коэффициент воздухопроницаемости смесей изолирующего материала с отвальной массой необходимо увеличить на 30% из-за неоднородности состава смеси.

2.1.12.    При определении устойчивости откосов породных отвалов должно учитываться влияние на нее изолирующего покрытия.

2.2. Определение толщины изолирующего покрытия.

2.2.1.Толщина изолирующего покрытия на откосах определяется при условии, что известна скорость сорбции кислорода рядовой отвальной массой G или задана толщина отсыпаемого слоя в соответствии с требованиями правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах /М.; Недра, 1976/. В первом случае по формуле /1.1/

За Виси мость to эсрерици ента Воздухопро ницаемости 1лины От c/»Mf«v уплотнения (при Влажности ■№*/•)

Степень уплотнения

Рис. г. 3.

- м -

Степень уплотнение V- при влажности 6, 4 ^с/> 2• При § ложности У,3 %

Рис. г.Р

-«г-

Степень уплотнения /- при Ёлажности vj,j% <?• /7/>и Ёлаакности /, 0/£

Л/С. г 5.

Зависимость коэффициента Ёоздухопро ница е мости отходов Камнедробильного производство от степени уплотнение

Сазсрсрициент оаздухап роницаетос ти, пе-М'”
4~ при Сложности /■/% <?• при $Аажности <?,&% Рис. г. 7

-/в-

рассчитывается толщина пожаробезопасного слоя Н, ьо агорой - скорость сорбции кислорода рядовой отвальной массой G • Далее порядок расчета для обоих случаев -одинаков. По формуле /I.6/ рас-считаваатсн коэффициент воздухопроницаемости отвальной массы, К_п требуемой для предупреждения ее самовозгорания, по формуле /1.10/ нирина зоны интенсивного самонагревания L и по формуле /I.?/ -фактический коэффициент воздухопроницаемости отвальной массы К₀ при пористости ее в зоне интенсивного самонагревании, равной 25-30%. Коэффициент воздухопроницаемости изолирующего материала К_и устанавливается по стапели его уплотнения /см.подраздел 2.1/. Иопольауя вычисленные значения K_ntK₀«Ku a L    , опре

деляется толщина изолирующего покрытии В_и на откооах по формуле /1.3/.

2.2.2. Независимо от того, какое получается расчетное значение В_и . толщина изолирующего покрытия на откосах из суглинка и подобных материалов должна быть не менее 0,3 и, а из сыпучих мате* риалов - не менее 0,5 м.

2.2.3. Горизонтальная поверхность ярусов на расстоянии, равном 0,4 от высоты отвала, покрывается изолирующим материалом. Толщина покрытия из суглинка при степени уплотнения 0,95 должна бить не менее 0,25 м. При другой степени уплотнения или при применении других изолирующих материалов толщина покрытия определяется по

~ /9-

3. УПЛОТНЕНИЙ ОТВАЛЬНОЙ МАССЫ И ИЗОЛИРУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

3.1. Уплотненно откосов н горизонтальной части отпала

3.1Л. Характерной особенностью уплотнения откосов плоских породных отвалов угольных предприятий является то, что уплотнять их ыожно только прицепными катками. Схемы компоновки механизмов при уплотнении откосов приведены на рис.3.1.

3.1.2. По первой схеме уплотняется выполохенный откос в горизонтальная часть отвала. По остальным схемам - не выполохенный откос.

B.I.2.I.Схема II. Каток прицепляется к бульдозеру с помоиью жесткой тяги /труба ф *100 мм/ длиной 5-6 м о приваренными проушинами для сцепки/. Для того, чтобы дивло катка не зарывалось в откос, под него пристраивается поддерхиэаюиий ролик, выполнев-ний или из 2-х пневматических колео или барабана ленточного конвейера.

3.1.2.2.    Схема Q. Каток прицепляется к бульдозеру с помочью гибкой тяги /канат/. Для того, чтобы канат при передвижении бульдозера не зарывался в тело отвала, на бровке устанавливается отклонявший ролик, самая простая конструкция которого может быть выполнена на основе Страбона ленточного конвейера, поставленного на платформу, q наваренными на наго ребордами высотой 50 мм для исключения сползания каната с бараолнч. Но мере уплотнения откоса шатфэрма с отклоняющим роликом передвигается бульдозером вдоль бровки отвала.

3.1.2.3.    Схемы ХУ и у идентичны по компоновке механизмов и технологии уплотнения и различаются только типом тягового механизма: трубоукладчик или экскаватор с лраглаймэвнм оборудованием. Преимуаество этих схем перед схемой Ы в том, что не нужно прерывать цикл уплотнения на передвижку отклоняющего ролика. *чк

Приказом Цкауглелрома СССР от 15.06.82 г. to 285 институтом "УкрНИИпроект", и "МакНИИ•• поручено разработать технологию безвредного для окружающей среды складирования пород шахт я обогатительных фабрик в плоские отвалы. УкрНИИпроект и УакНИИ разработали "Технологические схемы формирования плоских породных отвалов о профилактикой самовозгорания", в которых изложена технология формирования плоских породных отвалов с новыми пожаробезопасными параметрами, предусматривающими для исключения самовозгорания отвальной массы покрышие откосов изолирующими материалами и уплотнение на откосах отвальной массы и изолирующих материалов.

Лучший материалом для изолирующего покрытия является глина, однако во многих местах расположения плоских пород! ых отвалов она является дефицитным материалом или добыча ее сопряжена со значительными затратами. Исследованиями установлено, что достаточно плотное изолирующее покрытие можно создать из смеси породы с глиной или с другими заменителями глинн: пеоком, перегоревшей породой, флотохвостами, отходами камнедробильного производства и др.

В нас гонцеГ инструкции изложены требования к отвальной массе ■ иволирующим материалам, дана характеристика наиболее распространенных изолирующих материалов, параметры уплотнения я их увя8ка о пожаробевопасными параметрами. Приведена технология уплотнения откооов и рекомендации по выбору маханиамов для уплотнения. Дана характеристика антипирогенов я рекомендация по ях применению.

Инструкция предназначена для всех организаций, занимающихся проектированием и эксплуатацией плоских породных отвалов угольных шахт и углеобогатительных фабрик.

Инструкция разработана на основания исследований, проведеннчх ЫакНИИ и УкрИИИпроектом о привлечением Киевского автомобильно-дорожного института /КАДИ/.

как трубоукладчик и экскаватор могут двигаться вдоль орэвки откоса одновременно перемещая уплотняющий механизм.

У. 1.3. Технология приготовления смеси отвальной массы о глиной или ее заменителями и покрытие ею откоса отвала о последующим уплотнением приведена на рис.3.2. и заключается в следующем: отвальная масса и глина радмещаются у бровки отвала о таким расчетом, чтобы бульдозер при перемещении под откос захватывал отвальную массу и глину в необходимой пропорции, затем производится уплотнение.

3.1.%. Параметры уплотнения отвальной    глины    и ее замени

телей на откосах и горизонтальной части отвала гриеедемы в табл.

8.1 и 8.2.

8.2. Выбор оборудования для уплотнения откосов отвалов.

8.2.1. Выбор катков для уплотнения отвальной массы и изолирующих материалов производится следующим способом:

1.    Определяется материал для изолирующего покрытия;

2.    для каждого типа катка из табл.3.1 или 8.2 берется степень

уплотнения £    ,    соответствующая выбранаоыу материалу изолирую

щего покрытия;

8. зная степень уплотнения, определяется толщина изолирующего покрытия /см.подпаэдел 2.2/;

%. установленная толщина изолирующего покрытия должна соответствовать глубине уплотнения /см.табл.9.1 и 3.2/. Коли толщина изолирующего покрытия больше глубины уплотнения, го изолирующий слой должен состоять из 2-х или нескольких слоев, кратных глубине уплотнения для данного каткя.

3.2.2. При выборе катка могут быть 2 варианта:

X/ изолирующий слой состоит из одного слоя, но для его уплотнения до нужной стопони требуется более тявелнй каток;

В ооставлания шнструкция принимали участие: к. т.я.Рчоквл-кин В.К., ян*.Панфилове Н.П. /ИакНИИ/, к.т.н.Виткин Б,И., ян*. ДоОровольояя* О.П. /ТнрНИИпроакв/, яня.Краснвпобвлия» С.Д. /ШИ/

о -ОЫШ ПОЛОАШЯ

Х.Ь Целесообразность применении того или иного изолирующего материала и антипирогена определяется влиянием их на пожаробезопасность плоских породных отвалов.

1.2. Пожаробезопасность плоских отвалов обеспечивается требуемой толщиной неизолированного слоя отвальной массы, степенью ее уплотнении, толщиной изолирующего покрытия на откосах, шириной а&ходки и предельным сроком изоляции внеаних откосов, которые определяются по следующим формулам

Ко/К* ♦ \

Ъ-at

TTR7

5,156. ■ Ю'¹' СпГСТк. -То)

AL-    _&    »

- пожаробезопасная толщина неизолированного слоя отвальной массы, м ;

теплопроводность отвальной массы, изменяющаяся от 1,05 до 1,85 bf(M.к);

Т_к - критическая температура самонагревания, изменяющаяся от 310 до ЭЗО К;

Т₀ - температура окружал.,ей срезы, К;

G - скорость сорбции кислорода рядовой отвальной маосой, кмоль( М*.с) ;

£ - степень уплотнения отвальной массы, обеспечивающая пожа

робезопасность отвала ;

K_n " коэффициент воздухопроницаемости отвальной массы, требу-емвй для предупреждения ее самовозгорания, м²; d - эквивалентный диаметр кусков отвальной массы, м ;

-    толщина изолирующего покрытия на откосе, м;

К₀;К_и- коэффициент воздухопроницаемости соответственно отвальной массы и изолирующего материала, м²;

(Ц - ширина заходКи, м;

-    количество породы, поступающей на ваходку, м³/сут. ;

ЛТ - предельный срок изоляции боковых откосов, сут. ;

L - аиоина зоны интенсивного самонагревания отвальной массм,м ; Н* - высота яруса, м ;

С_п - удельная теплоемкость отвальной массы, вменяющаяся от IOOO до 1300 дж (кг_Фк);

Jp - насыпная плотность отвальной массы, кг/м⁸.

1.9. При формировании отвала пожаробезопасными слоями Н степень уплотнения отвальной массы £₀ в зоне интенсивного самонагревания должна быть не менее тробуемэй б • определяемой по формуле /1.2/. Коэффициент воздухопроницаемости К_п , при котором обеспечивается пожаробезопасность отвала, рассчитывается по формуле

K„ = aG-H,    Об)

где CL - коэффициент, равный соответственно 0,337 при угле откоса 40° и 1,203 при угле откоса 20°.

Если So > Е , то для предупрежденин самовозгорания отвальной массы необходимо иметь изолирующее покрытие на откосах, толщина которого определяется по формуле /1.3/. Йхоляг-.ие в эту формулу коэффициент воздухопроницаемости отвальной массы Ко и ширина зоны интенсивного самонагревания L рассчитываются по следующим формулам:

гда П - пористость отвальной массы, %;

6^ - доли отвальной массы L -того класса крупности ; di - средний диаметр частиц I -того класса крупности, и;

Ь<;6_г • коэффициенты,равные соответственно 1,522 и 0,?38 при угле откоса **0° и 3,401 и 1,299 при угле откоса 20°. данные по воздухопроницаемости изолирующих материалов содержатся в разделе 2, а по степени уплотнения отвальной массы и изолирующих материалов - в разделе 3.

1*4. В том случае, когда отвал формируется сразу на высоту яруса Н_я t превышающую пожаробезопасную толщину слоя Н , дополнительно реглаиентируетсн ширина заходки и время изоляции ДЧГ боковых откосов по отношению к фронту отсыпки откосов» 1.5» При обработке отвальной массы антипирогенными материалами снижается ее химическая активность, которая находитоя в прямой зависимости от скорости сорбции кислорода G • Это приводит к увеличению толщины пожаробезопасного сдоя и предельного срока изоляции боковых откосов, определяемых соответственно по формулам /1.1/ и /1.5/. Данные по снижению скорости сорбции кислорода отвальной массой после обработки ее антг.пирогенами приведены в раздала 4.

1.6» Для определения скорости сорбции кислорода рядовой отвальной массой рекомендуется метод, содержащийся в "Методике определения пожаробезопасных параметров плоских породных отвалов угольных шахт и обогатительных фабрик Донбасса".

3o*or алгг/иг/сгугьА/ocy csyccv cvts окольной M&cobs, ом tfa &<*€** о и

шахтами

I

<Ь

■Янг.г.-/

3ovcr 0/7rT7c/s*-cxs*6s*C7cs CfY&cts •.:. \ 0£T}£c?JbHОU MOOObs_y ЁыдОЁавт OU C P

Рас. e. г

•to-

г. ИЗОЛИРУЮЩИЕ !ДАТьРИАЛЫ ДЛЯ ПРОФИЛАКТИКИ САМОВОЗГОРАНИЯ ПЛОСКИХ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ

г.1. Свойства отвальной иассы и изолирующих материалов.

2.1.I.Основными свойствами отвальной массы и изолирующих материалов, влияющими на их уплотнение, являются гранулометрический состав и влажности.

2.I.2.Отвальная масса вахт и углеобогатительных фабрик по гранулометрическому составу разделяется на четыре группы, характеристика которых приведена в табл.2.1.

Таблица 2.I

Группа

отвальной

массы

Эквивалентный диаметр, мм

Содержание класса крупности не менее,% 0-110-310-6 10-13 10-25 I 0-50 ! 0-100

Классификация отвальной массы по группам

I	7,5	15,0	25,0	*0,0	50,0	60,0	70,0	1-*3-*,23
п	М	8,0	15,0	25,0	*0,0	52,5	65,0	*,2*-7,34
0	2,0	*.о	8,0	15,0	25,0	*5,0	65,0	7,35-12,30
и	0,5	1,0	2,0	3,0	10,0	25,0	60,0	ЯВ,31

2.1.3. Для получения максимальной плотности необходимо в отвальную массу добавлять мелкую фракцию. На рис.2.1 и 2.2 показана зона оптимальной смеси отвальной массы. Для установления процента добавки мелкой фракции производится ситовой анализ отвальной массы, по результатам которого стрэитоя кривая просеивания. Если кривая просеивания полностью попадает в зону оптимальной упаковки, то в отвальную массу не требуется добавка мелкой фракции.

2.1.4. На основании исследования для каждой группы отвальной массы установлено оптимальное состояние ее с изолирующим материалом /табл.2.2/