СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ПРИМЕНЕНИЕМ РУДОСПУСКОВ И ЦИКЛИЧНО-ПОТОЧНОЙ ТЕХНОЛОГИИ (ЦПТ) Российский патент 2013 года по МПК E21C41/00 

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых, заключающийся в том, что для транспортирования руды используют глубокие вертикальные рудоспуски с большими бункерными устройствами [1].

Недостатком способа является то, что бункерные устройства и стволы рудоспусков разрушаются в связи со смерзанием руды и применением взрывчатых веществ (ВВ) для ликвидации зависаний руды.

Известен способ разработки месторождений с применением рудоспусков [2].

Недостатком способа является то, что в них образуются зависания руды, и постепенное их разрушение во времени.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ с применением рудоспуска и конвейерного транспорта [3] (прототип).

Недостатком способа является то, что он применяется при транспортировании по рудоспускам с применением плит руд сравнительно не прочных f=7-10 и трудноосуществим при рудах прочных и породе с крепостью f=12-20.

Целью изобретения является повышение эффективности транспортирования руды (породы) из глубоких карьеров применением рудоспусков с попаданием в рудную массу пластичного компонента (снега, воды) за счет поточности процесса и исключения смерзания руды при минимальном плече доставки руды на поверхность.

Поставленная цель достигается тем, что в известном методе разработки месторождений полезных ископаемых выделением этапов и подэтапов и отстройке глубокого карьера под дифференцированными углами откоса, борта в соответствии со снижающейся естественной и техногенной нарушенностью пород массивов с глубиной до отстройки вертикальных уступов и участков борта в глубоких зонах разделяют вскрышную толщу пород в поперечном разрезе в висячем и лежачем боках залежи на наклонные и крутонаклонные слои мощностью, соответствующей подэтапам и этапам разрабатываемого месторождения, и отличающиеся тем, что для снижения расстояния транспортирования руды, достигающего предельных значений при работе карьера уже на первом этапе рудное тело вскрывают рудоспусками таким образом, что плечо перевозки руды составляло минимальное значение, и это позволяет быстро окупит затраты по созданию комплекса из дробильного звена, устанавливаемого у устья рудоспусков и проходку рудоспусков и наклонной выработки с конвейером для доставки руды на фабрику или перегрузочный пункт, причем для снижения трудоемкости перепускных работ и исключения зависаний руды в рудоспусках при попадании в рудную массу пластичного компонента (снега, глины, воды) и сохранности стенок рудоспуски проходят выбуриванием и создают необходимый наклон ствола рудоспуска со (например, 65-70°), обеспечивают оптимальный средневзвешенный кусок руды (породы) с помощью дробильного устройства и тщательной с требуемыми параметрами срезке рудоспуска, а для исключения возникновения критического уплотнения рудной массы при ударе кусков о «подушку» примыкание бункера к рудоспуску устраивают под углом для сбора кусковатого материала в бункера в разрыхленном состоянии, кроме того смерзание рудной массы или образование техногенного селя из-за насыщения водой исключается непрерывным ее транспортированием и выдачей из люкового устройства на питатель и конвейер или непосредственно в вагоны при ликвидации случайного образования свода из крупных кусков руды (породы), причем питатель и конвейер размещают в верхней части выработки, и вагоны в нижней части, и работы продолжают по мере углубления горных работ и срезке рудоспусков с перенесением дробильных комплексов на нижние горизонты при минимальном плече откатки руды (породы), причем при работе в других зонах (по простиранию рудного тела) или его доработке для этих целей проводят другие рудоспуски таким образом, что достигаемое плечо откатки руды окупала затраты на их проведение.

Предлагаемое техническое решение представлено на чертежах (фиг.1-7).

Фиг.1. Схема вскрытия и транспортирование руды по рудоспускам (поперечный разрез):

1 - рудное тело; 2 - наклонный рудоспуск; 3 - наклонная (конвейерная) выработка; l_т, l_р - плечо транспортирования руды до и после проведения рудоспусков; β - угол наклона рудного тела.

Фиг.2. Схема разработки по простиранию рудного тела с применением рудоспусков:

1 - рудное тело; 2 - рудоспуски; 3 - наклонная (транспортная) выработка; 4 - дополнительный рудоспуск при углублении горных работ и по простиранию рудного тела.

Фиг.3. Схема бункера при повороте рудопотока и погрузке руды на средства непрерывного транспорта (питатель) и в вагоны:

2 - наклонный рудоспуск; 3 - транспортная выработка; 5 - бункер; 6 - наклонное ложе (армированное металлом); 7 - выпускной люк; 8 - питатель; 9 - вагон.

Фиг.4. Схема установки дробильного звена у рудоспуска:

10 - дробильное звено; 11 - питатель (фракция 0-350 мм); 12 - разгрузочный конвейер.

Фиг.5. Схема разгрузки руды из бункера в средства транспорта:

3 - выработка; 5 - бункер; 8 - питатель; 9 - вагон.

Фиг.6. Схема срезки рудоспуска:

2 - наклонный рудоспуск; 13 - уступ срезки; 14 - скважина (шпуры) срезки рудоспуска.

Фиг.7. Схема работы средств транспорта при ликвидации свода:

7 - люковое устройство; 8 - питатель; 9 - вагон; 15 - конвейер.

Пример выполнения

Предлагаемый способ разработки рудных тел различной мощности и угла падения может быть реализован на различных площадках как при разработке месторождений открытым, так и подземным способами. Целесообразно его применение при разработке нагорного месторождения апатит-нефелиновых руд «Восточный Расвумчорр» (ОАО «Апатит») и комплексных железных руд ОАО «Ковдорский ГОК».

Для этого при вскрытии наклонного рудного тела 1 в зоне первого (промежуточного) этапа работ, когда расстояние транспортирования руды (породы) l_т достигает 4-5 км и более проходят наклонные рудоспуски 2 выбуриванием, как на подземных работах, что обеспечивает сохранности их стенок на длительное время на глубину таким образом, чтобы на последнем этапе при доработке рудного тела 1 высота доставки руды до транспортной наклонной выработки 3 составляла 250-300 м, а минимальное плечо перевозки руды на всех этапах разработки, в том числе при разработке рудного тела по его простиранию может достигаться проведением дополнительных рудоспусков 4, причем угол наклона рудоспусков ω составляет 65-70°, это обеспечивает снижение предельных ударных нагрузок, вызывающих уплотнение руды до критического состояния, а разрыхленную в бункере 5 рудоспуска создают его устройством под углом α=45-48° движущегося потока по наклонному ложу 6, укрепленного например, рельсами и выпускают через люк 7 на питатель 8 или в вагоны 9 в выработке 3, при случайном образовании свода из крупных кусков, при этом при ликвидации зависания в люке 7 питатель 8 отводится в боковую зону, а кусковая руда выпускается в вагоны 9, что поддерживает поточность производства и не создает возможности для смерзания руды в бункере 5 рудоспуска 2, причем оптимальная крупность руды обеспечивается применением дробильного звена 10, устанавливаемого у устья рудоспуска 2, а руда подается в него через питатель 11, шириной равной 300-350 мм и далее на разгрузочный конвейер 12, а исключение негабаритов при срезке рудоспусков требуемой высоты 13 достигается проведением скважин необходимой длины и сгущенной сеткой. При понижении горных работ операции по перемещению дробильного звена и срезке рудоспусков продолжают до их выхода на лежачий бок залежи, достигая минимальное плечо откатки руды (породы) и поточность производства, что исключает смерзание руды и возможность сводообразования в ней.

Источники информации

1. Карьерные рудоспуски. / Ржевский В.В., Арсентьев А.И., Анистратов Ю.И. и др. - Изд. Недра. - 1969. - 208 с.

2. Глубокие рудоспуски. / Гущин В.В., Епимахов Ю.А., Козырев А.А. и др. - Изд. КНЦ РАН. - 1997. - 196 с.

3. Патент РФ №2249697. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Опубл. 10.04.2005 г. Бюл. №10 (прототип).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Техническим результатом является повышение эффективности транспортирования руды (породы) из глубоких карьеров. Способ включает выделение этапов и подэтапов и отстройку глубокого карьера под дифференцированными углами откоса, борта в соответствии со снижающейся естественной и техногенной нарушенностью пород массивов с глубиной до отстройки вертикальных уступов и участков борта в глубоких зонах. Разделяют вскрышную толщу пород в поперечном разрезе в висячем и лежачем боках залежи на наклонные и крутонаклонные слои мощностью, соответствующей подэтапам и этапам разрабатываемого месторождения. При работе карьера на первом этапе, рудное тело вскрывают рудоспусками так, что плечо перевозки руды составляло минимальное значение. Дробильное звено устанавливают у устья рудоспусков. А также проходят рудоспуски и наклонные выработки с конвейером для доставки руды на фабрику или перегрузочный пункт. Рудоспуски проходят выбуриванием и необходимым наклоном ствола рудоспуска ω (например, 65-70°). Обеспечивают оптимальный средневзвешенный кусок руды (породы) с помощью дробильного устройства и тщательной с требуемыми параметрами срезке рудоспуска. Для исключения возникновения критического уплотнения рудной массы, при ударе кусков о «подушку» примыкание бункера к рудоспуску устраивают под углом для сбора кусковатого материала в бункере в разрыхленном состоянии. Смерзание рудной массы или образование техногенного селя из-за насыщения водой исключается непрерывным ее транспортированием и выдачей из люкового устройства на питатель и конвейер или непосредственно в вагоны при ликвидации случайного образования свода из крупных кусков руды (породы). Причем питатель и конвейер размещают в верхней части выработки, а вагоны - в нижней части, и работы продолжают по мере углубления горных работ и срезке рудоспусков с перенесением дробильных комплексов на нижние горизонты при минимальном плече откатки руды (породы). При работе в других зонах (по простиранию рудного тела) или его доработке для этих целей проводят другие рудоспуски таким образом, что достигаемое плечо откатки руды окупало затраты на их проведение. 1 пр., 7 ил.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выделение этапов и подэтапов и отстройку глубокого карьера под дифференцированными углами откоса, борта в соответствии со снижающейся естественной и техногенной нарушенностью пород массивов с глубиной до отстройки вертикальных уступов и участков борта в глубоких зонах, разделяют вскрышную толщу пород в поперечном разрезе в висячем и лежачем боках залежи на наклонные и крутонаклонные слои мощностью, соответствующей подэтапам и этапам разрабатываемого месторождения, отличающийся тем, что для снижения расстояния транспортирования руды, достигающего предельных значений при работе карьера уже на первом этапе рудное тело вскрывают рудоспусками таким образом, что плечо перевозки руды составляло минимальное значение, и это позволяет быстро окупить затраты по созданию комплекса из дробильного звена, устанавливаемого у устья рудоспусков, и проходку рудоспусков и наклонной выработки с конвейером для доставки руды на фабрику или перегрузочный пункт, причем для снижения трудоемкости перепускных работ и исключения зависаний руды в рудоспусках при попадании в рудную массу пластичного компонента (снега, глины, воды) и сохранности стенок рудоспуски проходят выбуриванием и создают необходимый наклон ствола рудоспуска ω (например, 65-70°), обеспечивают оптимальный средневзвешенный кусок руды (породы) с помощью дробильного устройства и тщательной с требуемыми параметрами срезке рудоспуска, а для исключения возникновения критического уплотнения рудной массы при ударе кусков о «подушку» примыкание бункера к рудоспуску устраивают под углом для сбора кусковатого материала в бункера в разрыхленном состоянии, кроме того, смерзание рудной массы или образование техногенного селя из-за насыщения водой исключается непрерывным ее транспортированием и выдачей из люкового устройства на питатель и конвейер или непосредственно в вагоны при ликвидации случайного образования свода из крупных кусков руды (породы), причем питатель и конвейер размещают в верхней части выработки и вагоны в нижней части и работы продолжают по мере углубления горных работ и срезке рудоспусков с перенесением дробильных комплексов на нижние горизонты при минимальном плече откатки руды (породы), причем при работе в других зонах (по простиранию рудного тела) или его доработке для этих целей проводят другие рудоспуски таким образом, что достигаемое плечо откатки руды окупает затраты на их проведение.