СПОСОБ ОТСТРОЙКИ НЕРАБОЧЕГО БОРТА КАРЬЕРА Российский патент 2003 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отстройки нерабочего борта карьера в условиях многолетнемерзлых горных пород, преимущественно в период доработки карьера с формированием сверхвысоких уступов высотой от 60 до 120 м.

Для разработки глубоких кимберлитовых карьеров применяют способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий сооружение транспортных и предохранительных берм с формированием уступов погашения высотой, не превышающей трехкратной высоты рабочего уступа, и оставлением предохранительных берм шириной не менее одной трети высоты создаваемого уступа погашения (Новожилов М. Г. и др. Высокопроизводительные глубокие карьеры - М.: Недра, 1984, С. 115-116).

Известен также способ отстройки нерабочего борта карьера, в котором при многоспиральной схеме вскрытия его горизонтов с уклоном спиральных автомобильных съездов 7-8% сооружают параллельные наклонные транспортные и предохранительные бермы с высотой уступов погашения 45 м и шириной предохранительных берм, равной ширине транспортной бермы (Галкин А.М., Галкин В.А., Попов В. И. Опыт проектирования и строительства карьеров с наклонными предохранительными бермами - М.: Цветметинформация, 1977. - 35 с.).

Однако оба способа не учитывают особых условий разработки многолетнемерзлых горных пород. К ним относится возрастание объемов вскрышных работ при разработке глубоких горизонтов карьера из-за невозможности отстройки более крутых и устойчивых откосов уступов погашения, а также резкие температурные колебания, создающие условия для интенсивного выветривания горных пород с откоса уступов. В результате этого предохранительные бермы заполняются осыпями и становятся труднодоступными и опасными для ведения работ по их очистке.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ формирования нерабочего борта карьера, включающий сооружение на транспортной берме в качестве предохранительного сооружения улавливающей траншеи с защитным валом, ориентированной вдоль откоса (патент РФ 2034150 с приоритетом от 09.03.93 г., МПК Е 21 С 41/26, опубл. БИ 12, 1995 г.).

Недостатками этого способа являются низкая эффективность и безопасность разработки карьера, что обусловлено дополнительными объемами работ по созданию улавливающей траншеи, а также необходимостью ее очистки по всей длине транспортной бермы, что является трудоемким и опасным производственным процессом.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить эффективность и безопасность ведения работ при разработке глубоких карьеров в условиях многолетнемерзлых горных пород.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при осуществлении способа отстройки нерабочего борта карьера, включающего сооружение транспортных берм и расположенных на них предохранительных сооружений с улавливающими выемками, предохранительные сооружения выполняют в виде нескольких расположенных последовательно по контуру откоса транспортной бермы и разделенных улавливающими площадками отдельных берм в форме усеченных призм, прямоугольным основанием и боковыми плоскостями примыкающими к откосу уступа, при этом отдельные предохранительные бермы по всей длине трассы транспортной бермы формируются погоризонтно, участками ступенчато, с расстоянием по вертикали между смежными участками, равным высоте рабочего уступа.

Выполнение предохранительного сооружения в виде нескольких расположенных последовательно по контуру откоса транспортной бермы и разделенных улавливающими площадками отдельных предохранительных берм в форме усеченных призм, прямоугольным основанием и боковыми плоскостями примыкающими к откосу уступа, и формирование отдельных предохранительных берм по всей длине трассы транспортной бермы погоризонтно, участками ступенчато, с расстоянием по вертикали между смежными участками, равным высоте рабочего уступа, являются отличиями от прототипа и обуславливают соответствие заявляемого технического решения критерию охраноспособности "новизна".

При выполнении указанного способа транспортировка осыпей осуществляется по отдельным предохранительным бермам под действием собственного веса без использования дополнительного оборудования, сокращается объем вскрышных работ в контурах карьера, отпадает необходимость очистки от осыпей по всей длине трассы транспортной бермы, а это позволяет снизить трудоемкость очистки и опасность производства таких работ, повысив тем самым эффективность горных работ в целом. Указанная выше совокупность операций при отстройке нерабочего борта карьера при анализе патентной и научно-технической информации не выявлена, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Способ отстройки нерабочего борта карьера поясняется чертежами. На фиг.1 показан план карьера; на фиг.2 - схема отработки горизонта на участке сооружения верхней части отдельных предохранительных берм (разрез Б-Б представлен на фиг.7); на фиг.3 - схема проходки транспортной бермы и формирования нижней части отдельных предохранительных берм (разрез В-В - на фиг.8); на фиг.4 - схема развития горных работ по заявляемому способу на карьерном поле; на фиг. 5 и 6 - профили формируемых бортов карьера по известному (фиг.5) и заявляемому способам (фиг.6).

Способ осуществляют следующим образом.

Вдоль трассы транспортной бермы 1 через определенные промежутки формируются отдельные предохранительные бермы 2 с оставлением улавливающих площадок 3 между ними для гравитационного накопления осыпей горных пород с вышележащих откосов уступов 4 (фиг.1). Количество отдельных предохранительных берм, сооружаемых в пределах одного горизонта (участка), определяется по формуле

где h - высота рабочего уступа (высота слоя горизонта), м;
Ш_о.б. - ширина отдельной предохранительной бермы, м;
β - уклон отдельной предохранительной бермы в сторону улавливающей площадки, град;
L - длина улавливающей площадки, м;
j - уклон транспортной бермы, сотые доли %.

Длина улавливающей площадки L выбирается из параметров имеющегося горного оборудования. Отдельная предохранительная берма 2 создается путем предварительного взрывания оконтуривающих скважин 5 (фиг.2). Взорванная горная масса 6 между отдельными предохранительными бермами 2 отгружается экскаватором "обратная лопата" 7, создавая при этом на нижнем основании транспортной бермы 1 улавливающую площадку 3. По основному забою для проходки транспортной бермы 1 используется экскаватор "прямая лопата" 8 в комплексе с автомобильным транспортом 9 (фиг.3).

В конечном положении отдельная предохранительная берма 2 принимает форму усеченной призмы с верхним 10 и нижним 11 основаниями в виде прямоугольников, боковые плоскости 12 призмы, примыкающие к откосу уступа, формируются с уклоном, достаточным для гравитационной доставки осыпей на улавливающую площадку 3 (фиг.3).

При отработке вышележащего горизонта (гор.45 м) на первом участке сооружается верхняя часть 13 отдельной предохранительной бермы 2. Нижняя часть 14 ее формируется в процессе проходки транспортной бермы 1 с вышележащего горизонта (гор. 45 м) на нижележащий горизонт (гор.60 м), как показано на фиг.4.

В ходе отработки нижележащего горизонта (гор.60 м) формируется верхняя часть 13 отдельных предохранительных берм 2 второго участка. С этого горизонта также ведется бурение оконтуривающих скважин 5 отдельных предохранительных берм 2 третьего участка. Таким образом, на первом участке верхние основания 10 отдельных предохранительных берм 2 имеют уровень горизонта 30 м, на втором участке уровень горизонта 45 м, на третьем участке уровень горизонта 60 м и т.д., то есть отдельные предохранительные бермы 2 по мере углубления транспортной бермы 1 формируются погоризонтно, участками ступенчато, с расстоянием между смежными участками, равным высоте рабочего уступа.

Осуществление предлагаемого способа отстройки нерабочего борта карьера позволяет повысить безопасность ведения горных работ, а также снизить затраты на отстройку борта и обеспечение безопасности работ.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отстройки нерабочего борта карьера в условиях многолетнемерзлых пород, преимущественно в период доработки карьера с формированием сверхвысоких уступов высокой от 60 до 120 м. Технический результат изобретения - повышение эффективности и безопасности ведения работ при разработке глубоких карьеров в условиях многолетнемерзлых горных пород. Способ отстройки нерабочего борта карьера включает сооружение транспортных берм и расположенных на них предохранительных сооружений с улавливающими выемками. Предохранительные сооружения выполняют в виде нескольких расположенных последовательно по контуру откоса транспортной бермы и разделенных улавливающими площадками отдельных берм в форме усеченных призм, прямоугольным основанием и боковыми плоскостями примыкающими к откосу уступа. Отдельные предохранительные бермы по всей длине трассы транспортной бермы формируются погоризонтно, участками ступенчато, с расстоянием по вертикали между смежными участками, равным высоте рабочего уступа. Предлагаемый способ отстройки нерабочего борта карьера позволяет повысить безопасность ведения горных работ при снижении затрат на ее обеспечение, а также снизить затраты на отстройку борта за счет уменьшения использования горного оборудования и снижения трудоемкости очистки от осыпей. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий сооружение транспортных берм и расположенных на них предохранительных сооружений с улавливающими выемками, отличающийся тем, что предохранительные сооружения выполняют на отдельных горизонтах или участках горизонтов в виде разделенных улавливающими площадками отдельных берм, имеющих форму усеченных призм с основаниями в виде прямоугольников и боковыми плоскостями, примыкающими к откосу уступа. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отдельные предохранительные бермы по всей длине трассы транспортной бермы формируются погоризонтно, участками ступенчато, при этом расстояние по вертикали между смежными участками равно высоте рабочего уступа.