СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НАГОРНОЙ ЧАСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Российский патент 1995 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке нагорных частей угольных и рудных месторождений.

Известны способы открытой разработки месторождений с обуриванием массива из подземных выработок [1] и с поверхности уступов с последующей погрузкой породы и вывозом ее во внешние отвалы, а при отработке нагорных месторождений с последующей погрузкой и перевозкой руды до капитальных рудоспусков, по которым она перепускается самотеком на уровень подножья горы или на нижний вскрывающий горизонт [2] Недостатком последнего способа является развитие очистных работ с верха горы. Это влечет за собой увеличение срока ввода месторождения в эксплуатацию и большие затраты на вскрытие, когда нагорная часть месторождения вскрывается автодорогой и внутренними полутраншеями и заездами, а нижняя часть, если позволяет рельеф местности, железнодорожными или автомобильными тоннелями и вертикальными или наклонными рудоспусками. Транспортирование пород вскрыши во внешние отвалы по серпантинам нагорных дорог также чрезвычайно дорого.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности в отношении перемещения пород вскрыши вниз является способ разработки нагорной части месторождений полезных ископаемых, включающий развитие фронта горных работ с отработкой массива уступами и транспортированием горной массы по рабочим площадкам уступов и сборным рудоскатам, размещенных на боковой поверхности разрабатываемого массива, по которой проводят магистральный рудоскат, а сборочными рудоскатами соединяют торцы рабочих площадок уступов с магистральным рудоскатом.

Недостатком этого способа является следующее:
большие материальные затраты на вскрытие нагорной части месторождения, связанные со строительством временных и постоянных автодорог на горных склонах, необходимых для доставки на верхние горизонты, карьера громоздкого оборудования, материалов и людей;
большие материальные затраты на строительство сборочных и магистрального рудоскатов, сложности с их эксплуатацией зимой, когда возможно смерзание пород и периодически может возникать необходимость в ликвидации образовавшихся заторов;
большое время на строительство автодорог и рудоскатов.

Цель изобретения ускорить срок ввода месторождения в эксплуатацию и повысить эффективности его разработки.

Цель достигается тем, что при разработке нагорной части месторождения, включающей вскрытие, обуривание и взрывание массива горных пород полезного ископаемого (руды), перепуск отбитой горной массы самотеком вниз, погрузку и транспортировку горной массы нагорную часть месторождения вскрывают, обуривают и взрывают из подземных выработок, образуя почвоуступный забой под общим углом, равным углу естественного откоса отбитой породы, из сползающей самотеком вниз горной массы с помощью драглайна формируют навал, находящийся за пределами опасной зоны сдвигающейся горной массы, из которого механическими лопатками горную массу грузят в транспортные средства.

Для уменьшения потерь и разубоживания руды горизонт погрузки горной массы образуют на высотной отметке, находящейся ниже верхней отметки вскрываемого полезного ископаемого не более, чем на высоту черпанья драглайна.

На чертеже приведен конкретный пример реализации предлагаемого способа.

Вскрытие месторождения начинают с подготовки площадки 1 на горизонте погрузки горной массы и проходки вентиляционно-ходовых 2 и буровых 3 выработок, из которых на подэтажах 4 разбуривают веера скважин 5. После взрывания зарядов ВВ в веерах скважин 5 отбитая горная масса 6 самотеком перемещается по откосу вниз, где из нее драглайном 7 формируют навал 8, из которого механической лопатой 9 горную массу отгружают в транспортное средство (на чертеже не показано). При этом верхняя отметка границы рудного тела 10 должна находиться ниже верхней отметки черпания драглайна 7.

Вентиляционно-ходовые выработки 2 на подэтажах располагают так, чтобы отсыпаемые из них отвалы из пород с проходки не перекрывали нижерасположенные выработки. Проходку этих выработок можно начинать после прокладки по склону горы трубопровода со сжатым воздухом (на чертеже не показан), подготовки площадок для заброски на них вертолетом дизельных погрузочно-доставочных машин, а затем и буровых установок. Для доставки грузов и людей на первом этапе можно построить временную дорогу для обычных автомашин. В последующем подземные работы целесообразно вести, организовав доставку оборудования, материалов, людей, вентиляцию и т.п. через вертикальные или наклонные стволы.

Отбойку массива пород на подэтажах 4 необходимо вести по графику, обеспечивающему самотечную доставку горной массы по откосу вниз. Возможные зависания горной массы, особенно при смерзании, необходимо ликвидировать путем внеочередного взрывания веера скважин 5 на данном подэтаже.

Формировать откос массива пород под углом, большим угла естественного откоса, нецелесообразно по соображениям безопасности. В противном случае при заколе уступов или зависании, а потом сползании смерзшейся массы, эти обрушающиеся массы породы при движении с высоты в сотни метров могут накопить огромную кинетическую энергию со всеми вытекающими отсюда последствиями.

После очередной отбойки слоя пород на подэтажах горная масса под углом естественного откоса (45-50^о) самотеком перемещается вниз. Этот поток регулируется с помощью драглайна, который подрезает откос внизу с помощью навещенного на него скрепера и формирует навал пород в зоне, не опасной по разлету скатывающихся по откосу кусков породы. В этих условиях высоту откоса можно не ограничивать, сделав ее 200-400-600 м и более и образовав горизонт погрузки у подножья горы, если в проектном контуре дно карьера находится на этом уровне или ниже.

В этом случае, если при подвигании фронта очистных работ вскрывается рудное тело (полезное ископаемое) горизонт погрузки образуют на отметке, которая должна быть ниже верхней отметки вскрываемого рудного тела не более, чем на высоту черпанья драглайна. Это дает возможность убрать с вскрываемого рудного тела породу скрепером драглайна, особенно с его верхней отметки, а после его отбойки произвести зачистку остатков отбитой руды, что будет способствовать снижению разубоживания и потерь руды.

Эффективность применения данного способа разработки можно пpодемонстрировать на примере отработки Удоканского месторождения, где абсолютный перепад высот в контурах карьера между тремя вершинами гор и межгорными долинами достигает 200-600 м. Крутизна склонов гор в нижней части достигает 40-45^о. Для вскрытия нагорной части месторождения в контурах карьера "Удокан" необходимо выполнить огромный объем работ по строительству временных и постоянных дорог с шириной полотна 30 м и тоннелей сечением 122 м² из расчета движения в нормальный период эксплуатации карьера автосамосвалов грузоподъемностью 150-180 т.

Стоимость строительства 1 км дороги в ценах до 1991 г. составляет 3 млн. руб. а 1 км тоннеля 3,3 млн.руб. Время прокладки автодорог первой очереди составит около 2,5 лет и только после этого начнется строительство карьера.

При применении предлагаемого способа разработки нет необходимости в строительстве указанных транспортных коммуникаций. Строительство карьера начинается с горных работ на площадке горизонта погрузки, т.е. у подножья горы, и одновременного вскрытия месторождения подземными выработками.

При вскрытии хребта с торцовой части на высоту 200 м, средней его ширине 240 м, расположении подэтажей через 30 м, расположении вентиляционно-ходовых выработок в 100 м от склона торца хребта, их сечении 9 м² и буpовых выработок 16 м², себестоимости проходки выработок 20 руб/м³, полное вскрытие торцовой части хребта составит 3 млн.руб. Однако следует учесть, что очистные работы можно начинать после вскрытия одного из флангов торцовой части хребта и не на полную высоту. Поэтому затраты на вскрытие до начала очистной выемки не превысят 1 млн.руб. в ценах до 1991 г. а время проведения этих работ при скорости проходки 500-900 м/мес составляет 1-2 мес.

Весь объем отбиваемой породы и полезного ископаемого из нагорной части месторождения перепускается к подножью горы самотеком без образования специальных рудоскатов и породоскатов, что также повышает эффективность разработки месторождения.

Использование: добыча полезных ископаемых. Сущность изобретения: нагорное месторождение вскрывают, обуривают и взрывают из подземных выработок с образованием почвоуступного забоя. Угол наклона линии забоя равен углу естественного откоса отбитой горной массы. Из сползающей по откосу горной массы драглайном формируют навал, размещаемый за пределами опасной зоны. Формируемый навал разрабатывают механическими лопатами с погрузкой в в транспортные средства. При этом, горизонт погрузки образуют ниже верхней отметки вскрываемого полезного ископаемого на высоту черпания драглайна. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НАГОРНОЙ ЧАСТИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий вскрытие, обуривание и взрывание массива горных пород (полезного ископаемого, руды), перепуск отбитой горной массы самотеком вниз, погрузку и транспортировку горной массы, отличающийся тем, что нагорную часть месторождения вскрывают, обуривают и взрывают из поздемных выработок, образуя почвоуступный забой под общим углом, равным углу естественного откоса отбитой породы, из сползающей самотеком вниз горной массы с помощью драглайна формируют навал, находящийся за пределами опасной зоны сдвигающейся горной массы, из которого механическими лопатами горную массу грузят в транспортные средства. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для уменьшения потерь и разубоживания руды горизонт погрузки горной массы образуют на высотной отметке, находящейся ниже верхней отметки вскрываемого полезного ископаемого не более чем на высоту черпания драглайна.