СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОКРУГЛОЙ ФОРМЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВРЕМЕННО НЕРАБОЧИХ БОРТОВ Российский патент 2017 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых округлой формы и может быть использовано при оптимизации параметров карьерного пространства.

Известен способ увеличения углов откосов рабочих бортов, основанный на поэтапной разработке месторождений [1]. Суть способа заключается во временной консервации отдельных уступов, при которой борт занимает временно нерабочее положение. Консервация производится под углом, близким к углу погашения предельного борта карьера. При достижении временно нерабочим бортом расчетной высоты начинают разнос его верхних горизонтов, но при этом продолжается наращивание высоты временно нерабочего борта снизу вследствие продолжающейся углубки карьера. Таким образом, участок временно нерабочего борта «скользит» по контуру этапа. Аналогично производят отработку участков временно нерабочего борта, сформированного на контуре последующих этапов разработки. Экономическая эффективность способа достигается снижением текущего коэффициента вскрыши за счет увеличения результирующего угла откоса рабочего борта. При этом эффективность возрастает с увеличением угла наклона временно нерабочих бортов. На крупных карьерах объемы законсервированной вскрыши могут достигать нескольких десятков миллионов кубометров со сроком консервации 10 и более лет.

Однако данный способ увеличения углов откосов рабочих бортов имеет существенный недостаток, состоящий в том, что разнос верхних горизонтов временно нерабочего борта сопровождается выбросом горной массы при производстве взрывных работ. В результате при достаточно крутом угле откоса временно нерабочего борта весь он может быть полностью засыпан взорванной скальной массой. Это исключает возможность размещения на участках временно нерабочего борта вскрывающих выработок и не обеспечивает условия безопасного ведения горных работ при приведении во временно нерабочее положение нижерасположенных рабочих горизонтов. Подобных негативных явлений избегают тем, что временно нерабочий борт формируют с достаточно широкими бермами, позволяющими разместить выброс взорванной горной массы на одном-двух горизонтах. Но это приводит к выполаживанию результирующего угла откоса рабочего борта карьера и к увеличению текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период работы карьера.

Из известных способов открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающих формирование в рабочей зоне карьера уступов временно нерабочего борта, разнос верхних горизонтов временно нерабочего борта одновременно с его формированием посредством приведения во временно нерабочее положение ниже расположенных рабочих горизонтов, является способ, отличающийся тем, что на горизонтах временно нерабочего борта отсыпают заградительные валы для улавливания камнепада через интервалы по высоте, равные высоте участков временно нерабочего борта, а в постоянном или временно нерабочем борту карьера на горизонтах размещения заградительных валов устраивают транспортные бермы, с которых проходят съезды на нижерасположенные рабочие горизонты в пределах интервала по глубине, равного высоте участка временно нерабочего борта [2], [3].

Недостатком способа является необходимость выполаживания временно нерабочего борта для устройства транспортных берм и площадок, площадок с заградительными валами и прерывание грузотранспортной связи между участками временно нерабочего борта при его расконсервации, а само устройство заградительных валов не обеспечивает безопасности ведения работ при расконсервации целиков и работ на рабочих горизонтах из-за разлета камней. Прерывание грузотранспортной связи между участками по глубине при расконсервации борта ведет к необходимости строительства дополнительных съездов на рабочем борту и его выполаживанию. При этом решение проблемы вскрытия за счет выноса вскрывающих выработок на соседнюю часть рабочей зоны с нормальными рабочими площадками и строительством соединительных транспортных площадок ведет к увеличению текущих коэффициентов вскрыши и дополнительным затратам на разработку месторождения.

Целью настоящего изобретения является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки глубокозалегающих крутопадающих месторождений округлой формы за счет временной консервации бортов и технологически обусловленной очередности отработки карьерного пространства.

Указанная цель достигается тем, что карьерное пространство по глубине делят на две зоны, в пределах верхней зоны со стороны лежачего бока выделяют первую очередь разработки, непосредственно прилегающую к конечному борту карьера, а со стороны висячего бока первую очередь ограничивают временно нерабочим бортом с углом наклона, близким к предельному. На конечном и временно нерабочем бортах формируют вскрывающие выработки для обеспечения грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью, а в основании временно нерабочего борта устраивают камнезащитные площадки с камнезащитной насыпью. После отработки запасов первой очереди карьера приступают к расконсервации поставленного во временно нерабочее состояние борта со стороны висячего бока и отработке расположенных за ним объемов. Отработку этих объемов ведут при продольном подвигании радиально ориентированного фронта горных работ. Взорванная горная масса, падающая при расконсервации на камнезащитную площадку, грузится гидравлическим экскаватором типа «обратная лопата» в транспортные средства и вывозится на поверхность. В процессе дальнейшего понижения горных работ со стороны висячего бока формируют еще один временно нерабочий борт также с камнезащитной площадкой в его основании, который затем расконсервируют способом, используемым при расконсервации временно нерабочего борта второй очереди.

Способ поясняется чертежами, где:

На фиг.1 отражено деление карьера на очереди разработки с указанием последовательности ведения работ римскими цифрами (I, II, III, IV, V).

На фиг.2 приведена конструкция камнезащитной площадки, обеспечивающей защиту от взорванной породы, падающей с верхних уступов при отработке приконтурных лент.

На фиг.3 представлен схематический план разработки крутопадающего месторождения округлой формы с использованием очередей на момент начала отработки второй очереди (II).

Способ заключается в следующем.

Карьерное поле по глубине делят на две зоны - верхнюю (1) и нижнюю (2) (фиг.1). Нижней границей первой зоны служит линия (5). В пределах верхней зоны со стороны лежачего бока выделяют первую (I) очередь разработки, непосредственно прилегающую к конечному борту карьера (3), и формируют на нем вскрывающие выработки, а со стороны висячего бока первую очередь ограничивают временно нерабочим бортом (4) с углом наклона, близким к предельному, и также располагают на нем вскрывающие выработки. В основании временно нерабочего борта устраивают горизонтальные площадки (6) для защиты от камнепада. Камнезащитную площадку принимают шириной, обеспечивающей размещение на ней (фиг.2) падающей с верхних горизонтов горной массы (7), камнезащитной насыпи (8) и транспортной полосы (9). На камнезащитной насыпи устанавливают гидравлический экскаватор типа «обратная лопата» (10), который предназначается для погрузки падающей с верхних уступов горной массы в транспортные средства (11), располагаемые на транспортной полосе, для вывозки на поверхность.

Грузотранспортную связь рабочих горизонтов первой очереди с поверхностью (фиг.3) осуществляют с помощью системы вскрывающих выработок (12), размещаемых на конечном борту со стороны лежачего бока (3).

Вторая очередь разработки месторождения (II) включает расконсервацию временно нерабочего борта и отработку объемов вскрышных пород между этим бортом и предельным бортом карьера (13). Отработку объемов второй очереди ведут при продольном подвигании радиально ориентированного фронта горных работ (14) (фиг.3), с одновременном понижении горных работ в центральной части карьера, что обеспечивает добычу руды. В процессе отработки объемов второй очереди часть взрываемой горной массы из приконтурной ленты временно нерабочего борта (4), падающую на камнезащитную площадку (6), гидравлическим экскаватором «обратная лопата» (10) грузят в транспортные средства (11) и вывозят на поверхность. По мере понижения горных работ на предельном борту карьера (13) формируют вскрывающие выработки. При дальнейшей отработке карьерного пространства со стороны висячего бока формируют еще один временно нерабочий борт (15), с углом наклона, близким к предельному, и с камнезащитной площадкой в его основании, который затем расконсервируют способом, используемым при расконсервации временно нерабочего борта (4) второй (II) очереди.

Указанная совокупность существенных признаков заявляемого способа обеспечивает значительное снижение текущих коэффициентов вскрыши в первоначальный период отработки глубокозалегающих крутопадающих месторождений округлой формы, повышение безопасности горных работ по условиям камнепада и замену большого число временных вскрывающих выработок рабочей зоны на полустационарные.

Источники информации

1. Хохряков B.C. Открытая разработка месторождений этапами. Изв. вузов. Горный журнал, №10, 1965.

2. Патент RU 2064582 C1, МПК E21C 41/26.

3. Линев В.П., Рубинштейн С.Б. Обеспечение безопасности горных работ при использовании временно нерабочих бортов. Горный журнал, 2001, №5, с. 20-23.

Изобретение относятся к горной промышленности и может быть использовано при вскрытии и открытой разработке глубокозалегающих крутопадающих месторождений округлой формы с применением временно нерабочих бортов. Техническим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Для этого в способе и открытой разработки крутопадающих месторождений округлой формы, включающем формирование рабочей зоны, технологию отработки вскрышных уступов и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью, карьерное пространство по глубине делят на две зоны, в пределах верхней зоны со стороны лежачего бока выделяют первую очередь разработки, непосредственно прилегающую к конечному борту карьера, и формируют на нем вскрывающие выработки, а со стороны висячего бока первую очередь ограничивают временно нерабочим бортом с углом наклона, близким к предельному, и также располагают на нем вскрывающие выработки. В основании временно нерабочего борта устраивают горизонтальные площадки для защиты от камнепада, ширину которых принимают из расчета размещения на них откоса из падающих камней, камнезащитной насыпи с установленными на ней гидравлическими экскаваторами типа «обратная лопата» и автодороги. После отработки первой очереди переходят ко второй очереди формирования карьерного пространства - расконсервации временно нерабочего борта и отработке прилегающих к нему объемов при одновременном понижении горных работ в центральной части карьера. При этом отработку объемов при расконсервации временно нерабочего борта ведут при продольном подвигании радиально ориентированного фронта горных работ. Горную массу, падающую при расконсервации временно нерабочего борта вниз на камнезащитную площадку, гидравлическим экскаватором, установленным на камнезащитной насыпи, грузят в транспортные средства и вывозят на поверхность. На формируемом конечном борту размещают вскрывающие выработки взамен выбывших при расконсервации временно нерабочего борта. В процессе дальнейшего понижения горных работ со стороны висячего бока формируют еще один временно нерабочий борт также с камнезащитной площадкой в его основании, который затем расконсервируют способом, используемым при расконсервации временно нерабочего борта второй очереди. 3 ил.

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений округлой формы, включающий формирование рабочей зоны, технологию отработки вскрышных пород и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью, отличающийся тем, что карьерное пространство по глубине делят на две зоны, в пределах верхней зоны со стороны лежачего бока выделяют первую очередь разработки, непосредственно прилегающую к конечному борту карьера, и формируют на нем вскрывающие выработки, а со стороны висячего бока первую очередь ограничивают временно нерабочим бортом с углом наклона, близким к предельному, и также располагают на нем вскрывающие выработки, в основании временно нерабочего борта устраивают горизонтальные площадки для защиты от камнепада, ширину которых принимают из расчета размещения на них откоса из падающих камней, камнезащитной насыпи с установленными на ней гидравлическими экскаваторами типа «обратная лопата» и автодороги, после отработки первой очереди переходят ко второй очереди формирования карьерного пространства - расконсервации временно нерабочего борта и отработке прилегающих к нему объемов при одновременном понижении горных работ в центральной части карьера, при этом отработку объемов при расконсервации временно нерабочего борта ведут при продольном подвигании радиально ориентированного фронта горных работ, горную массу, падающую при расконсервации временно нерабочего борта вниз на камнезащитную площадку, гидравлическим экскаватором, установленным на камнезащитной насыпи, грузят в транспортные средства и вывозят на поверхность, на формируемом конечном борту размещают вскрывающие выработки взамен выбывших при расконсервации временно нерабочего борта, в процессе дальнейшего понижения горных работ со стороны висячего бока формируют еще один временно нерабочий борт также с камнезащитной площадкой в его основании, который затем расконсервируют способом, используемым при расконсервации временно нерабочего борта второй очереди.