СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 1994 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых глубокими карьерами, преимущественно вытянутой формы.

Известен способ разработки крутопадающих месторождений (авт. св. N 968402), включающий внешнее и внутреннее отвалообразование, разделение карьера на добычную, подготовительную и отвальную зоны с поочередной их сменой и многократную перевалку вскрышных пород внутреннего отвала.

Недостатком этого способа является ограниченная область применения, поскольку способ может быть использован лишь при обработке месторождений панельным методом с рабочими площадками большой ширины, что требует значительного увеличения объемов вскрышных работ при необходимости в многократных перевалках вскрышных пород.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки крутопающих месторождений (авт. св. N 1155755), включающий выделение горизонта для перехода к внутреннему отвалообразованию по условию равенства приведенных затрат на внутреннее и внешнее отвалообразование, ведение ярусной отсыпки внутренних отвалов, при отработке карьера двумя очередями после создания выработанного пространства карьера второй очереди вскрышную породу внутреннего отвала совместно с вскрышными породами карьера второй очереди переваливают во внутренний отвал выработанного пространства второй очереди.

Недостатком этого способа являются низкая степень использования выработанного пространства (требуется большее расстояние между зонами ведения выемки горной массы и отсыпки пород) для размещения пород. Кроме того, формирование ярусов внутренних отвалов ограничивает создание достаточно фронта отсыпки пород во внутренний отвал, обусловливает большой переподъем горной массы при укладке пород в выработанное пространство, при углубке карьера порода с самых глубоких горизонтов доставляется во внешний отвал.

Цель изобретения - повышение эффективности и экологической чистоты разработки месторождения за счет снижения затрат на транспортирование горной массы и внутреннего отвалообразования.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений, включающему отработку карьерного поля этапами, транспортирование и укладку пород во внешний и внутренний в пределах контура карьера отвалы, транспортирование полезного ископаемого до потребителя, транспортирование всей массы вскрышных пород во внешний отвал производится до достижения горными работами нижнего горизонта первого этапа отработки карьерного поля, после чего ведут отсыпку максимально возможной части вскрышных пород в выработанное пространство карьера, образуемое отработкой его первого этапа; начинают с возведения пионерной насыпи на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контурах первого этапа, разделяющей выработанное пространство на две зоны: с погашенными и непогашенными горными работами; отсыпку внутреннего отвала первой очереди продолжают с пионерной насыпи в двух противоположных направлениях; одновременно с разных горизонтов зоны с погашенными горными работами по ее периметру ведется отсыпка пород отвала в направлении к центру зоны; внутренний отвал переводится в состояние непрерывно отсыпаемого с разных уровней по всей высоте отвальной зоны в направлениях в сторону перемещения рабочей зоны, вкрест перемещения рабочей зоны и к центру зоны; по достижении рабочей зоны положения, обеспечивающего технологически допустимое опережение выемочных работ относительно контура второго этапа углубки карьера, отделяющего внутренний отвал первой очереди от формируемого выработанного пространства для внутреннего отвала второй очереди, возводятся предохранительная, а следом за ней замыкающая насыпки, с замыкающей насыпи отсыпка пород в нижний ярус ведется в направлении, противоположном перемещению рабочей зоны карьера; после необходимого продвигания фронта отсыпки со стороны создаваемого выработанного пространства на поверхности образованного яруса возводятся очередные предохранительная и замыкающая насыпи; весь внутренний отвал первой очереди отсыпается по максимальному периметру в замкнутой зоне.

При достижении рабочей зоны горизонта, фиксирующего окончание второго этапа углубку карьера, приступают к развитию горных работ в противоположном направлении по разноске бортов карьера в пределах контуров третьего этапа и отработки внутреннего отвала первой очереди, последний отрабатывают теми же уступами, что и вмещающие породы третьего этапа, и перемещают их в выработанное пространство, созданное для внутреннего отвала второй очереди, причем отсыпку начинают с возведения пионерной насыпи на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контурах второго этапа отработки карьерного поля, и формируют внутренний отвал второй очереди аналогично формированию внутреннего отвала первой очереди.

При отработке карьерного поля четырьмя этапами технология и последовательность выполнения работ по выемке вскрышных и отвальных пород в контурах четвертого этапа и укладка их во внутренний отвал третьей очереди аналогичны технологии и последовательности выполнения работ по выемке вскрышных и отвальных пород в контурах третьего этапа и укладке их во внутренний отвал второй очереди.

На фиг. 1 изображено развитие карьера при формировании первой очереди отсыпки внутреннего отвала; на фиг. 2 и 3 - отсыпка во внутренний отвал первой очереди при сформированных ярусах; на фиг. 4 - начало формирования второй очереди внутреннего отвала; на фиг. 5 - формирование третьей очереди внутреннего отвала; на фиг. 6 - отсыпка во внутренний отвал третьей очереди при сформированных ярусах; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 3.

На фиг. 1-7 показана контур карьерного поля 1, пионерная насыпь 2, внутренний отвал 3, предохранительная насыпь 4 и замыкающая насыпь 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Сначала карьерное поле 1 в пределах контуров первого этапа отрабатывают по известной технологии с внешним отвалообразованием до горизонта, ограничивающего первый этап по глубине. Затем на этом же горизонте на технологически допустимом расстоянии от нижнего контура рабочей зоны вкрест направлению ее перемещения возводят пионерную насыпь 2 с высотой, равной высоте отсыпаемого слоя (яруса), кратной высоте погашаемых уступов, разделяющую выработанное пространство на две зоны: с погашенными и непогашенными горными работами на уступах. Отсыпку внутреннего отвала 3 первой очереди продолжают с пионерной насыпи 2, расширяя ее в двух противоположных направлениях; одновременно с разных горизонтов зоны с погашенными горными работами по ее переметру в заранее разграниченных секторах ведется отсыпка пород в направлении к центру зоны. После заполнения пространства выделенной зоны с погашенными горными работами направление отсыпки каждого яруса по условию безопасности отвальных работ стабилизуется и внутренний отвал 3 принимает состояние непрерывно отсыпаемого с разных уровней по всей высоте отвальной зоны в направлениях перемещения рабочей зоны и вкрест перемещения рабочей зоны. Например, первый и второй ярусы, смещенные на ширину рабочей площадки, отсыпаются в направлении перемещения рабочей зоны карьера, третий и четвертый - в двух направлениях. Это создает достаточно большой фронт одновременной отсыпки породы, снижает переподъем отсыпаемой породы и, следовательно, затраты на транспортирование.

Далее по достижении рабочей зоны положения, обеспечивающего технологически допустимое опережение выемочных работ относительно контура второго этапа углубки карьера, определяемого линией пересечения графически отстроенного временно нерабочего борта со стороны, противоположной положению рабочей зоны карьера, с поверхностью горизонта, фиксирующей нижнее основание внутреннего отвала первой очереди, параллельно линии контуpа на горизонте нижнего основания отвала первой очереди на расстоянии минимально допустимой ширины бермы безопасности возводится предохранительная насыпь 4. Следом за предохранительной возводится замыкающая насыпь 5 высотой, равной высоте отсыпаемого нижнего яруса, так что смежные откосы насыпей пересекаются на высоте, не превышающей 0,2-0,3 высоты предохранительной насыпи. Предохранительная 4 и замыкающая 5 насыпи соединяют уступы одного высотного уровня противоположных бортов карьера. Высота предохранительной насыпи 4 устанавливается минимальной из условия исключения падения кусков породы при возведении замыкающей насыпи 5 за пределы контура второго этапа углубки карьера.

По окончании возведения замыкающей насыпи 5 с ее верхней площадки по периметру приступают к отсыпке пород в нижний ярус в направлении, противоположном перемещению рабочей зоны карьера, и после достаточного продвижения фронта отсыпки на верхней площадке насыпи на расстоянии, равном ширине минимально допустимой бермы безопасности по условию обрушения откоса, от верхней бровки нижнего яруса со стороны формируемого выработанное пространства возводятся предохранительная 4 и замыкающая 5 насыпи. По завершении возведения замыкающей насыпи 5 с ее верхней площадки по периметру приступают к отсыпке пород во второй ярус.

Аналогично осуществляют замыкание остальных ярус внутреннего отвала первой очереди относительно формируемого выработанного пространства для второй очереди внутреннего отвалообразования. При этом не прерывается отсыпка пород во внутренний отвал на ранее созданных фронтах. Все это создает возможность увеличить фронт отсыпки пород, повысить приемную способность внутреннего отвала 3 и обеспечить безопасность работ.

К второй очереди внутреннего отвалообразования приступают при достижении рабочей зоны горизонта, фиксирующего окончание второго этапа углубки карьера. Отсыпку начинают с возведения пионерной насыпи на нижнем горизонте в той последовательности выполнения работ, что и при создании пионерной насыпи первой очереди отвалообразования. Одновременно приступают к развитию горных работ в противоположном направлении по разноске бортов карьера в пределах контуров третьего этапа и отработке внутреннего отвала первой очереди. Отработка внутреннего отвала первой очереди производится одними уступами с вмещающими породами третьего этапа углубки карьера. Перемещают породы в выработанное пространство, созданное для внутреннего отвала второй очереди, который формируют аналогично формированию внутреннего отвала первой очереди. Аналогично осуществляется его замыкание относительно создаваемого выработанного пространства для третьей очереди внутреннего отвала.

Использование: при разработке крутопадающих месторождений вытянутой формы глубокими карьерами. Сущность изобретения: разработку осуществляют очередями с формированием в контурах карьера на каждом этапе зон добычи полезного ископаемого и временным складированием вскрышных пород, пионерную насыпь образуют до противоположных бортов карьера на высоту яруса и ведут с нее отсыпку отвала, после достижения горными работами контура второй очереди вдоль указанного контура формируют замыкающую и предохранительные насыпи до противоположных бортов карьера, при этом формирование замыкающей насыпи и отсыпку отвала ведут с образованием единой поверхности яруса. На поверхности образованного яруса формируют замыкающую и предохранительную насыпи следующего яруса отвала. При отсыпке последующих ярусов операции повторяют. После изменения направления фронта горных работ пионерную насыпь образуют на отработанном горизонте и формирование отвала второй очереди производят аналогично порядку отсыпки очереди отвала. 1 з. п. ф-лы, 7 ил.

1. СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий отработку горизонтов в контурах карьера очередями по глубине, транспортирование породы, отсыпку внешнего и внутреннего отвала, формирование ярусов внутреннего отвала с уступов карьера и на горизонте отработки между противоположными бортами насыпями до их смыкания, изменение направления развития фронта горных работ на противоположное после углубки следующей очереди и отработку вскрышных уступов совместно с породами отвала первой очереди, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет увеличения приемной емкости отвала и уменьшения площадей отчуждения под внешние отвалы, при обеспечении безопасности ведения горных работ на отработанном горизонте формирование пионерной насыпи производят до противоположных бортов карьера на высоту яруса и ведут с нее отсыпку отвала, после достижения фронтом горных работ контура второй очереди углубки на горизонте отработки вдоль указанного контура до противоположных бортов формируют замыкающую и предохранительные насыпи, причем замыкающую насыпь отсыпают высотой, равной высоте яруса отвала, и ведут с нее отсыпку отвала в направлении, противоположном фронту горных работ, с формированием единой поверхности яруса, после чего на поверхности указанного яруса формируют замыкающую и предохранительную насыпи следующего яруса отвала с повторением аналогичного порядка отсыпки каждого яруса отвала, а после изменения направления фронта горных работ на противоположное пионерную насыпь формируют на отработанном горизонте и формирование отвала второй очереди производят в порядке, аналогичном порядку отсыпки первой очереди отвала. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отсыпку породы с пионерной насыпи производят в противоположных направлениях.