ОЦIНКА ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО АНАЛIЗУ ПОРОДНИХ ВIДВАЛIВ

Гранулометричному составу і фракційному аналізові піддається матеріал, що направляється у відвал, і матеріал, узятий безпосередньо з відвала. У першому випадку проби для аналізу відбиралися з вагонеток канатної дороги, у друкому для вивчення змін у будівлі відвала в напрямку від підошви до вершини проби відбиралися по схилі відвала на різних висотах (0-6,6-14,14-22,22-30,30-38 м).

У результаті аналізу породи, що надходить у відвал, було встановлено, що 9,3% складає вугілля, зростки і колчедан, а інші 90,7%- вуглисті породи і породи, що не містять пальних.

По висоті відвала зміст різних компонентів не залишається постійним. Якщо в першому поясі від підошви відвала вугілля утримується 3,47%, то на вершині – 13,4%. Велике розходження спостерігається й у загальному місті пальних. Так, у другому поясі, що відстоїть від підошви відвала на відстані 6-14 м, пальні складають 4%, а в четвертому, розташованому на висоті 22-30 м, -48,8%.

Середньозважений розмір шматків породи по поясах знизу до верха відповідно вийшов рівним 170, 105, 50, 30, 27 мм.

Для одержання об’ємного представлення про структуру різного типу породних відвалів з урахуванням сегрегації було проведено фізичне моделювання, у результаті якого були з’ясовані умови, необхідні для відтворення на моделі процесу сегрегації (рис.1). Фізична сутність цього процесу полягає в наступному. Шматок породи рухається по похилій площині, утвореної іншими шматками породи. Ця площина не рівна, а має

поглиблення і виступи, розміри яких залежать від розмірів шматків, що складають цю площину. При своєму русі шматок, що котиться, багаторазово зіштовхується з цими нерівностями, втрачаючи частину своєї енергії. Імовірність того, що шматок затримується в якій-небудь крапці площини, залежить від співвідношення його розмірів з розмірами нерівностей похилої площини, а також від кінетичної енергії, якою він володіє. Це приводить до того, що великі шматки котяться далі дрібних, накопичуючись у нижній частині відвала.

На розрізах усіх відвалів виділяється три зони (рис.2.3), перша (1), що складається з великих шматків породи, друга (2) зі шматків пороли середніх розмірів? третя (3) – із дріб’язку. На моделях відвалів усіх форм чітко видні три області сповзання дрібної породи з третьої (верхньої) зони в другу, а в деяких випадках і в першу.

Результати моделювання відвалів різної форми, гранулометричні і фракційні аналізи породи, що надходить у відвали й відбирається з їхніх схилів, а також натурні спостереження при відсипанні породи показують, що кожна кожна технологічна схема складування порід обумовлює властиву їй структуру відвала, що повинний враховуватися при гасінні і профілактиці самозаймання породних відвалів, а також при технічній та біологічній рекультивації.

Дослідження МакНДІ встановлено, що породи у відвалі по крупності часток розподіляються приблизно в наступному порядку. У підстави терикона (нижня зона) розташовується переважно (90%) крупно кускова порода, у середній частині терикона (середня зона) кількість великих шматків зменшується до 20-35%. Вершина ж складається в основному з дрібно кускової породи.

З розподілом породи по фракціях тісно зв’язаний процес горіння. Тому що повітря більш інтенсивно проходить через порожнечі великих шматків, то загоряються швидше породи середніх зон. Вигорання з відвальної маси пальних речовин приводить до утворення в породі каналів і порожнеч.

Частина таких порожнеч заповнюється при опадах порід, а частина (у місцях спеченої маси) збільшується в розмірах.