СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ Российский патент 2014 года по МПК E21C41/00 E21F15/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открыто-подземным способом мощных крутопадающих рудных тел.

Известен способ открытой разработки крутопадающих кимберлитовых месторождений, включающий отработку карьера до проектной глубины этапами с отстройкой бортов с параметрами, допустимыми по устойчивости, погашение бортов и доработку массива полезного ископаемого в прибортовых целиках с отстройкой бортов сверхвысокими крутыми уступами под предельным углом погашения (см. Патент РФ №2180041, МПК Е21С 41/26, от 27.02.2002).

К недостаткам указанного способа можно отнести то, что отработка прибортовых запасов руды только открытым способом не обеспечивает полноты выемки и не исключает повышенное разубоживание руды. Кроме того, доработка карьера на последнем этапе ведется с минимально допустимым коэффициентом запаса устойчивости (КЗУ), а это ведет к снижению безопасности горных работ.

Известен также способ комбинированной открыто-подземной отработки прибортовых и подкарьерных запасов, включающий доработку указанных запасов подземным способом системой разработки с подэтажным обрушением руды и вмещающих пород с выпуском руды на траншейное днище, с созданием над рудным массивом породной «подушки» обрушением борта карьера (см. Ю.В. Демидов, А.Ю. Звонарь, А.А. Леонтьев. Комбинированная открыто-подземная отработка прибортовых и подкарьерных запасов апатит-нефелиновых руд. Горный журнал, №9, 2009).

Недостатком этого известного способа является низкое качество добываемой руды за счет большого разубоживания налегающими породами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку карьера до проектной глубины, применение подземных выработок, бурение, взрывание скважин и выпуск руды на концентрационный горизонт, выемку руды горизонтальными слоями в контурах карьера с отстройкой борта с плавно изменяющейся крутизной откосов уступов и его участков, доработку запасов руды ниже расширенного дна карьера с разбуриванием с дна карьера и из подземных выработок, образуя подэтаж, отбойку руды придонного и прибортового целиков секциями со сгущенной сеткой скважин, отработку целика из подземных выработок общей высотой одного подэтажа, выпуск руды со стороны висячего бока в транспортные средства с постепенным смещением к лежачему боку и доставку руды на поверхность с помощью наклонного конвейера, (см патент РФ №2241119, МПК Е21С 41/00, 2003).

Основным недостатком этого способа является большой разброс отбитой руды по дну карьера и повышенное разубоживание руды при отработке прибортовых запасов от налегающих пород.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является уменьшение потерь и разубоживание при отработке прибортовых запасов руды от налегающих пород.

Указанный результат достигается тем, что в способе разработки мощных крутопадающих рудных тел, включающем отработку карьера до проектной глубины с отстройкой борта в предельное положение, отработку придонных и прибортовых запасов руды с применением подземных выработок, транспортировку отбитой руды по подземным выработкам, отработку прибортовых запасов руды ведут после выемки придонных камерной системой разработки под защитой комбинированного породно-закладочного массива со стороны карьерного пространства, причем породно-закладочный массив формируют снизу вверх послойно, с чередованием отсыпки породного отвала и заливки твердеющей закладочной смеси образованного пространства между отвалом и бортом карьера на каждом слое. В вертикальном сечении породному отвалу придают форму равносторонней трапеции, а закладочному массиву - перевернутой равносторонней трапеции. Высоту формируемого комбинированного породно-закладочного массива выбирают из соотношения:

$$h_{кц}=\frac{\left(m-l_{д}\right)\cdot \sin \alpha \cdot \sin \beta }{\sin \left(\alpha +\beta \right)}+b_k-h_{д},м,$$

где h_кц - высота комбинированного породно-закладочного массива;

m - горизонтальная мощность рудного тела, м;

l_д - длина очистного пространства придонных запасов, м;

α - угол падения висячего бока рудного тела, град.;

β - угол наклона борта карьера, град.;

b_k - ширина отрабатываемой камеры, расположенной в прибортовом массиве, м;

h_д - высота отработанных придонных запасов, м.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения характеризуется новой совокупностью признаков.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом,

где фиг.1 - проекция горных работ на вертикальную плоскость схемы отработки придонных и прибортовых запасов руды.

На чертеже показаны этапы последовательности горных работ - I, II, III и IV; 1 - этажные запасы руды, отрабатываемые камерной системой разработки; 2 - придонные запасы руды; 3 - прибортовые запасы руды; ПЗ - комбинированный породно-закладочный массив; 4 - породный отвал первого слоя ПЗ; 5 - закладочный массив из твердеющей смеси первого слоя ПЗ; 6 - подземные выработки; 7 - запасы руды для подземной отработки.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Отработка запасов руды осуществляется в четыре этапа (I-IV). На I-ом этапе отрабатывают камерной системой разработки этажные запасы руды - 1 под придонными - 2 и прибортовыми - 3 рудами и закладывают выработанное пространство твердеющей смесью. Затем отбивают придонные запасы руды -2 и отгружают их через подземные выработки - 6. Выработанное пространство закладывают (этап - II). После набора закладочным массивом нормативной прочности приступают к созданию комбинированного породно-закладочного массива ПЗ, под защитой которого будут отработаны прибортовые запасы руды - 3 (этап - III). Вначале формируют породный отвал первого слоя - 4 комбинированного породно-закладочного массива - ПЗ. Затем в образовавшееся пространство между прибортовыми запасами - 3 и сформированным породным отвалом первого слоя - 4 подают твердеющую смесь, чем формируют закладочную часть первого слоя - 5 комбинированного породно-закладочного массива - ПЗ. После набора закладкой нормативной прочности приступают к формированию второго слоя аналогично первому и так далее до полного оформления комбинированного породно-закладочного массива ПЗ. Последний, верхний, слой располагают выше верхнего контура выхода в карьер прибортовых запасов руды - 2. На IV-ом этапе одновременно отрабатывают прибортовые запасы руды - 2, под защитой комбинированного породно-закладочного массива - ПЗ, и оставшиеся на подземную отработку запасы руды - 7.

Применение предлагаемого способа разработки крутопадающих рудных тел обеспечит отработку прибортовых запасов руд, под защитой комбинированного породно-закладочного массива, с минимальными потерями и разубоживанием руды. Конструкция породно-закладочного массива, сформированная чередованием отсыпки породного отвала и заливки твердеющей закладочной смеси образованного пространства между отвалом и бортом карьера на каждом слое, позволит сократить расходы на закладочную смесь за счет использования комбинации породы и закладки из твердеющей смеси на каждом слое.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открыто-подземным способом мощных крутопадающих ценных рудных тел. Техническим результатом является уменьшение потерь и разубоживание при отработке прибортовых запасов руды от налегающих пород. Способ включает отработку карьера до проектной глубины с отстройкой борта в предельное положение, отработку придонных и прибортовых запасов руды с применением подземных выработок, транспортировку отбитой руды по подземным выработкам. Отработку прибортовых запасов руды ведут после выемки придонных камерной системой разработки под защитой комбинированного породно-закладочного массива со стороны карьерного пространства, причем породно-закладочный массив формируют снизу вверх послойно, с чередованием отсыпки породного отвала и заливки твердеющей закладочной смеси образованного пространства между отвалом и бортом карьера на каждом слое. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ комбинированной разработки крутопадающих рудных тел, включающий отработку карьера до проектной глубины с отстройкой борта в предельное положение, отработку придонных и прибортовых запасов руды с применением подземных выработок, транспортировку отбитой руды по подземным выработкам отличающийся тем, что отработку прибортовых запасов руды ведут после выемки придонных запасов камерной системой разработки под защитой комбинированного породно-закладочного массива со стороны карьерного пространства, причем породно-закладочный массив формируют снизу вверх послойно, с чередованием отсыпки породного отвала и заливки твердеющей закладочной смеси образованного пространства между отвалом и бортом карьера на каждом слое.

2. Способ по 1, отличающийся тем, что в вертикальном сечении породному отвалу придают форму равносторонней трапеции, а закладочному массиву - перевернутой равносторонней трапеции.

3. Способ по 1, отличающийся тем, что высоту формируемого комбинированного породно-закладочного массива выбирают из соотношения:
$$h_{кц}=\frac{\left(m-l_{д}\right)\cdot \sin \alpha \cdot \sin \beta }{\sin \left(\alpha +\beta \right)}+b_k-h_{д},м,$$
где h_кц - высота комбинированного породно-закладочного массива;
m - горизонтальная мощность рудного тела, м;
l_д - длина очистного пространства придонных запасов, м;
α - угол падения висячего бока рудного тела, град.;
β - угол наклона борта карьера, град.;
b_k - ширина отрабатываемой камеры, расположенной в прибортовом массиве, м;
h_д - высота отработанных придонных запасов, м.