Способ поэтажной разработки минерального сырья на естественном склоне нагорного месторождения Российский патент 2025 года по МПК E21C41/00 E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих и наклонных месторождений минерального сырья.

Известен способ разработки крутопадающих месторождений, который включает вскрытие месторождения системой подземных горных выработок и скважинами, пройденными с дневной поверхности, формирование из скважин выемочных камер с оставлением междукамерных целиков и выпуск разрушенного полезного ископаемого из выемочных камер на подземные горные выработки с последующей выдачей их на дневную поверхность. Разработку месторождения ведут по направлению от лежачего к висячему боку (Патент на изобретение RU 2059810 C1, 20.08.1996, МПК (1995.01) Е21С 41/00).

Недостатками этого способа являются отсутствие селективной отработки запасов, что приводит к высокой трудоемкости работ по устройству искусственных целиков в виде цилиндра. Сложность сохранения выработанного пространства, предназначенного для транспортирования отбитого полезного ископаемого, а также для разгружения напряжений в кровле горной выработки.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ селективной отработки запасов нагорных месторождений минерального сырья, включающий деление массива горных пород на добычные блоки, выделение первоочередных зон отработки минерального сырья, а также оснащение скважин и шпуров в штольне зарядами взрывчатых веществ и проведение разупрочнения массива горных пород готового блока посредством инициирования зарядов взрывчатого вещества штольни и крепление штолен. (Земляной М.А., Разоренов Ю.И., Денисов А.В. Патент на изобретение RU 2453700 C1, 20.06.2012, МПК (2006.01) E21C 41/26).

Недостатками этого способа является то, что селективную отработку осуществляют только после проведения разрезной траншеи вкрест простирания фронта горных работ открытым способом для чего необходимо дополнительно формировать рабочую площадку для размещения горнодобывающего оборудования на временно неработающих бортах карьера. Отсутствие отработки сдвоенных и строенных добычных уступов временно нерабочего борта карьера приводит к консервации запасов, подлежащих отработке, а также отсутствие доступа к запасам, расположенным на нижних уступах временно нерабочего борта карьера, увеличивает трудоемкость добычи запасов.

Техническим результатом является обеспечение доступа к запасам, залегающим на нижних горизонтах временно нерабочего борта карьера, что позволит снизить трудоемкость и повысить скорость отработки запасов карьерного поля.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки минерального сырья на естественном склоне нагорного месторождения, включающем деление массива горных пород на добычные блоки, выделение первоочередных зон отработки минерального сырья, согласно изобретению, осуществляют создание дополнительной плоскости обнажения выполнением нарезки полутраншеи по естественному склону на всю длину добычного блока, создание ниши для рабочей и технологической площадки для проведения штолен в временно нерабочем борту карьера на верхнем горизонте, деление добычного блока на готовый, подготовительный и подготавливаемый блоки в каждом этаже, а отработку начинают с добычного блока верхнего этажа с переходом далее на нижеследующие этажи, для отработки добычных блоков на каждом этаже в каждом блоке из ниши проводят штольню и осуществляют ее крепление, после чего в кровлю и бока штольни бурят веером взрывные скважины и шпуры и производят разупрочнение массива горных пород готового блока инициированием зарядов взрывчатого вещества, по результатам разупрочнения массива горных пород готового блока формируют экскаваторный блок, устраивают транспортные бермы и экскаваторные заходки по разрушенному полезному ископаемому, осуществляют погрузку горных пород готового блока в транспортные средства экскаватором, затем также осуществляют отработку запасов подготовительного и подготавливаемого блока, а далее отрабатывают в нисходящем порядке каждый следующий этаж с поочередной отработкой готового, подготовительного и подготавливаемого блоков добычного блока.

Способ поэтажной разработки минерального сырья на естественном склоне нагорного месторождения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена реализация способа при выполнении разупрочнения массива путем взрывания и создания ниши для обустройства порталов штолен при отработке полезного ископаемого готового I, подготовленного II и подготавливаемого III блоков, добычных уступов временно нерабочего борта карьера (План); на фиг. 2 - представлена схема поэтажной разработки нагорного месторождения при помощи штолен (Профиль); на фиг. 3 - схематично представлена штольня со шпурами и скважинами, для размещения взрывчатого вещества и разупрочнения массива путем взрывания готового I блока; на фиг. 4 - схематично представлен экскаваторный блок с транспортными бермами и экскаваторной заходкой.

Способ поэтажной разработки минерального сырья на естественном склоне нагорного месторождения осуществляли следующим образом.

Сначала выполняют нарезку полутраншеи по естественному склону нагорного месторождения минерального сырья на всю длину добычного блока, что создает дополнительную плоскость обнажения.

Затем создают нишу 1 (см. фиг.1) в временно нерабочем борту карьера на верхнем горизонте, которую используют как рабочую и технологическую площадки для проведения штолен.

Производят деление добычного блока на готовый I, подготовительный II и подготавливаемый блоки III, где добычной блок этажа (ДБ №1) отрабатывают в первую очередь, далее отрабатывают добычной блок следующего этажа (ДБ №2), после чего отрабатывают добычной блок этажа (ДБ №3) (см. фиг.2). Для отработки добычных блоков каждого этажа выполняют проведение и крепление подземных горных выработок - штолен 2 (см. фиг. 3).

По завершении проведения и крепления штолен 2 (см. фиг. 3) производят оснащение скважин 3 и шпуров 4 (см. фиг. 3) зарядами взрывчатых веществ. По завершении оснащения штолен 2 (см. фиг. 3) шпуровыми и скважинными зарядами производят разупрочнение массива горных пород готового блока I посредством инициирования зарядов взрывчатого вещества (ВВ).

По результатам разупрочнения массива горных пород готового блока I формируют экскаваторный блок, устраивают транспортные бермы 5 (см. фиг. 4) по разрушенному полезному ископаемому 6 (см. фиг. 4), а также устраивают экскаваторные заходки 7 (см. фиг. 4). Далее осуществляют погрузку горных пород готового блока I в транспортные средства 8 экскаватором 9 (см. фиг. 4). Последующую отработку запасов осуществляют в нисходящем порядке первоочередных зон, а именно, подготовительный II и подготавливаемый III блоки и так поочередно каждый этаж.

Энергию взрыва шпуровых зарядов используют для создания микротрещин в массиве горных пород, которые необходимы для ослабления сплошности массива горных пород, обеспечения их перемещения в выработанное пространство штольни 2 (см. фиг. 3), создавая дополнительные плоскости обнажения. При помощи скважинного заряда нарушается сплошность и устойчивость основного массива горных пород, входящих в контур готового блока I (см. фиг. 3). Энергия скважинных зарядов нарушает несущую способность массива горных пород, аккумулирует локальную энергию массива горных пород, способствуя разупрочнению массива горных пород до условий его экскавации.

Использование способа поэтажной разработки нагорного месторождения минерального сырья позволит по сравнению с прототипом обеспечить доступ к запасам, залегающим на нижних горизонтах временно нерабочего борта карьера, что позволит снизить трудоемкость и повысить скорость отработки запасов карьерного поля.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке крутопадающих и наклонных месторождений минерального сырья. Способ включает деление массива горных пород на добычные блоки и выделение первоочередных зон отработки минерального сырья. При этом осуществляют создание дополнительной плоскости обнажения выполнением нарезки полутраншеи по естественному склону на всю длину добычного блока, создание ниши для рабочей и технологической площадки для проведения штолен в временно нерабочем борту карьера на верхнем горизонте. Делят добычной блок на готовый, подготовительный и подготавливаемый блоки в каждом этаже. Отработку начинают с добычного блока верхнего этажа с переходом далее на нижеследующие этажи. Для отработки добычных блоков на каждом этаже в каждом блоке из ниши проводят штольню и осуществляют ее крепление. В кровлю и бока штольни бурят веером взрывные скважины и шпуры и производят разупрочнение массива горных пород готового блока инициированием зарядов взрывчатого вещества. По результатам разупрочнения массива горных пород готового блока формируют экскаваторный блок, устраивают транспортные бермы и экскаваторные заходки по разрушенному полезному ископаемому. Осуществляют погрузку горных пород готового блока в транспортные средства экскаватором. Также осуществляют отработку запасов подготовительного и подготавливаемого блока, а далее отрабатывают в нисходящем порядке каждый следующий этаж с поочередной отработкой готового, подготовительного и подготавливаемого блоков добычного блока. Техническим результатом является обеспечение доступа к запасам, залегающим на нижних горизонтах временно нерабочего борта карьера, что позволит снизить трудоемкость и повысить скорость отработки запасов карьерного поля. 4 ил.

Способ поэтажной разработки минерального сырья на естественном склоне нагорного месторождения, включающий деление массива горных пород на добычные блоки и выделение первоочередных зон отработки минерального сырья, отличающийся тем, что осуществляют создание дополнительной плоскости обнажения выполнением нарезки полутраншеи по естественному склону на всю длину добычного блока, создание ниши для рабочей и технологической площадки для проведения штолен в временно нерабочем борту карьера на верхнем горизонте, деление добычного блока на готовый, подготовительный и подготавливаемый блоки в каждом этаже, отработку начинают с добычного блока верхнего этажа с переходом далее на нижеследующие этажи, для отработки добычных блоков на каждом этаже в каждом блоке из ниши проводят штольню и осуществляют ее крепление, после чего в кровлю и бока штольни бурят веером взрывные скважины и шпуры и производят разупрочнение массива горных пород готового блока инициированием зарядов взрывчатого вещества, по результатам разупрочнения массива горных пород готового блока формируют экскаваторный блок, устраивают транспортные бермы и экскаваторные заходки по разрушенному полезному ископаемому, осуществляют погрузку горных пород готового блока в транспортные средства экскаватором, затем также осуществляют отработку запасов подготовительного и подготавливаемого блоков, а далее отрабатывают в нисходящем порядке каждый следующий этаж с поочередной отработкой готового, подготовительного и подготавливаемого блоков добычного блока.