Способ формирования качества руд при добыче Советский патент 1991 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горному делу, может быть применено при открытой и подземной разработке рудных и нерудных твердых полезных ископаемых.

Целью изобретения является снижение себестоимости добычи, снижение потерь и разубоживания полезного ископаемого при добыче и вовлечение в добычу маломощных рудных тел с кондиционным содержанием полезного компонента за счет разделения

горной массы на фракции при ее сегрегации.

На фиг. 1 изображена фаза односторонней отсыпки горной массы с формированием одной границы разделения на мелкую и крупную фракции, план; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - фаза двусторонней отсыпки горной массы с формированием границ разделения между крупной и мелкой фракциями, с наклоном с противоположных сторон от ядра склада, план; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 4; на фиг. 7 - фаза двусторонней отсыпки горной массы с формированием границ разделения между крупной и мелкой фракциями с наклоном в направлении ядра склада, план; на фиг, 8 - разрез Д-Д на фиг. 7; на фиг. 9 - разрез Е-Е на фиг. 7; на фиг.

10- фаза односторонней отсыпки горной массы на подпорную стенку; план; на фиг.

11- разрез Ж-Ж на фиг. 10; на фиг. 12 - разрез 3-3 на фиг. 10; на фиг. 13 - фаза односторонней отсыпки горной массы на подпорную стенку с переменным углом наклона, план; на фиг. 14 - фаза сформированного склада; на фиг. 15 - фаза отсыпки горной массы и формирования ядра склада; на фиг. 16 - схема, поясняющая динамику формирования ядра склада при двусторонней отсыпке горной массы с формированием границ разделения на мелкую и крупную фракции с наклоном в сторону ядра склада; на фиг, 17 - схема, поясняющая динамику формирования ядра склада при односторонней отсыпке горной массы с переменным углом наклона подпорной стенки.

Способ заключается в следующем.

При различной кусковатости руды и вмещающих пород сортов руды производят дополнительную сегрегацию горной массы на складе (фиг. 1), с целью разделения ее на фракции с выделением сортов руды или отделения руды от породы.

Отличие руды от породы по крупности куска может быть обусловлено природными факторами, например рыхлые богатые руды и окисленные железистые кварциты, или применением специальных способов взрывания, обеспечивающих избирательное дробление тех или иных пород. При экскавации горных пород происходит перемешивание в определенных объемах приконтактных зон полезного ископаемого и вмещающих пород, в результате чего полезное ископаемое становится некондиционным и направляется в отвал. Часть пород попадает в полезное ископаемое и направляется потребителю. В первом случае происходят потери полезных ископаемых, во втором - разубоживание.

По мере разделения горной массы на мелкую фракцию 1 и крупную фракцию 2 одна из них (обогащенная) направляется потребителю (фиг. 2, 3). другая - на спецотвал или отвал пустых пород.

Естественной границей разделения крупной и мелкой фракций будет какая-то зона 3 неопределенности, состоящая из мелких 1 и крупных 2 фракций Ширина Зоны 3 будет зависеть от многих факторов (высоты отгрузки, способности горной массы сегрегировать, управления отгрузкой и т.д) и должна устанавливаться в каждом

конкретном случае отдельно.

Для более эффективной реализации способа предлагается зону 3 неопределенности вновь направлять на сегрегацию. Предлагаемым способом предполагается формировать границу 4 разделения горной массы на мелкую 1 и крупную2 фракции наклонной, например, равной или близкой к углу откоса горной массы, образуемого при ее экскавации (погрузке) на складе, а ядро 5

склада формировать из крупных кусков 2. Выполнение этого условия позволяет производить отгрузку крупной 2 и мелкой 1 фракций без дополнительного их перемешивания при экскавации. Режим отсыпки

горной массы на склад и ее отгрузки со склада выбирают в зависимости от преобладающею соотношения крупных 2 и мелких 1 фракций в общем объеме сегрегируемой горной массы и их изменчивости, а также

условий отгрузки ее со склада.

При складировании горной массы у откоса уступа, если предполагается отработка этого уступа, отсыпку горной массы ведут последовательными наклонными слоями с

формированием одной границы 4 разделения между мелкими 1 и крупными 2 фракциями, Границу 4 разделения формируют за счет изменения соотношения крупных 2 и мелких 1 фракций в отсыпаемых слоях

(фиг. 1-3) согласно формуле

К Н ( ctg p + ctg у )

где К - доля крупных кусков в отсыпаемом слое, дол.ед,; Н - высота отсыпаемого слоя, м;

LI - текущее расстояние по подошве склада от границы 4 разделения на крупную 2 и мелкую 1 фракции до нижней бровки отсыпаемого слоя, м;

р- угол откоса отсыпаемого слоя горных пород, град.;

у- угол наклона границы 4 разделения, град.

Отгрузку склада ведут согласными за- ходками по отношению к границе 4 разделения. Вначале отгружают мелкую фракцию 1 и горные породы уступа, зачищая ядро 5 (фиг. 2) склада, затем крупную фракцию 2 ядра 5 склада.

В том случае, когда склад оборудован в виде траншеи (фиг. 4), отсыпку горной массы ведут с двух сторон встречными потоками или порциями с формированием двух границ 4 разделения на мелкую 1 и крупную 2 фракции (фиг. 5, 6).

При преобладании в общей горной массе кусков крупной фракции 2 границы 4 разделения на мелкую 1 и крупную 2 фракции формируют с наклоном в противоположные стороны от ядра 5 склада, для чего соотношение крупных фракций 2 по мере роста высоты ядра 5 склада увеличивают по отношению к мелким фракциям 1.

Варьирование соотношения крупности кусков в общей горной массе компенсируют регулированием отсыпкой ее по длине склада.

Отгрузку склада производят с торца вдоль его оси 6, причем вначале отгружают ядро 5 склада (крупную фракцию 2), затем периферийную часть (мелкую фракцию 1).

При преобладающем соотношении в общей горной массе мелкой фракции 1 границы 4 между мелкой 1 и крупной 2 фракциями формируют с наклоном в сторону ядра 5 склада, для чего соотношение крупной фракции 2 в отсыпаемой на склад горной массе уменьшают с высотой ядра 5 склада (фиг. 7 - 9).

На первой стадии формирования ядра 5 склада (фиг. 9) до достижения нижней бровки отсыпаемой горной массы оси 6 склада долю крупных кусков увеличивают по зависимости (1).

На второй стадии долю крупных кусков изменяют по зависимости

а + пri

К;

ctg р + ctg у ctg p

НГ|

(2)

ctgp

где п - текущее расстояние по подошве склада от его оси до точки пересечения линий откоса отсыпаемого слоя и подошвы склада.

Варьирование соотношения крупности кусков в общей сегрегируемой горной массе компенсируют регулированием, отсыпки ее по длине склада.

Отгрузку склада производят с двух сторон перпендикулярно оси 6 склада, причем вначале отгружают мелкую фракцию 1 (периферийную часть), затем крупную фракцию 2 (ядро 5 склада).

Такая отгрузка позволяет вести черпание горной массы согласными заходами по отношению к границе 4 разделения горной массы на мелкую 1 и крупную 2 фракции.

При хорошей окатанности крупных кусков горных пород, что влияет на их подвижность, отсыпку горной массы на склад вначале осуществляют встречными потоками, чтобы избежать перемешивания мелких

1 и крупных 2 фракций в нижней части склада. При дальнейшем заполнении склада отсыпку производят поочередно порциями с обоих боков склада. Ширину склада выбира5 ют в зависимости от степени подвижности крупной фракции 2.

При значительной изменчивости куско- ватости руды и пород в отбитой горной массы целесообразен вариант односторонней

10 отсыпки (фиг. 10) горной массы на склад с использованием подпорной стенки, функции которой может выполнять откос уступа, зачищенное ядро ранее сформированного склада, откос борта траншеи и др. (фиг. 11 и

15 12). В этом случае границу 4 разделения на крупную 2 и мелкую 1 фракции формируют за счет изменения соотношения крупности кусков и выбора угла наклона подпорной стенки 7. При этом подпорная стенка 7 мо20 жет быть выполнена как одна плоскость и изменяться ее угол наклона, или представлять собой сочетание нескольких плоскостей, например двух (фиг. 13 - 15).

Для подпорной стенки 7, выполненной в

25 виде одной плоскости, изменения соотношения доли крупных кусков в отсыпаемой горной массе устанавливают следующим образом.

Вначале формирования склада до до30 стижения нижней бровки отсекаемой горной массы подпорной стенки 7 долю крупных кусков увеличивают до зависимости (1) (фиг. 12). Затем до момента выхода на формирование горизонтальной границы 9

35 (фиг. 11) разделения на мелкую и крупную фракции долю крупных кусков устанавливают по зависимости

Li +пri

К ctg р +ctg у ctg p + ctgJT

ctg p + ctg /

где К - доля крупных кусков в отсыпаемом слое, дол.ед.;

Н - высота отсыпаемого слоя, м; LI - текущее расстояние по подошве склада от границы 4 разделения до нижней бровки отсыпаемого слоя горных пород, м.; р- угол естественного откоса отсыпаемого слоя крупных пород, град;

у- угол наклона границы 4 разделения на крупную 2 и мелкую 1 фракции, град;

П - текущее расстояние по подошве склада от нижней бровки 8 подпорной стенки до точки пересечения откоса отсыпаемого слоя с подошвой склада (фиг. 11),м;

Р - угол наклона подпорной стенки, град.

На третьем этапе при формировании горизонтальной границы 9 (фиг. 11) долю крупных кусков устанавливают по зависимости

К h + h(ctg/f+ где h - высота слоя от горизонтальной границы 9 разделения на мелкую 1 и крупную 2 фракции до горизонта разгрузки;

h - текущая длина незаполненной горизонтальной границы 9, м.

При односторонней отсыпке возможны и другие варианты формирования границы 4 разделения на мелкую 1 и крупную2 фракции. Например, возможен вариант формирования границы 4 разделения в зеркальном отображении при соответствующей последовательности регулирования соотношением крупности кусков.

Варьирование крупности кусков компенсируют также отсыпкой по длине склада.

При таком формировании склада вначале отгружают мелкую фракцию 1 из верхней части склада (фиг. 11), затем раздельно отгружают нижнюю часть склада заходками перпендикулярно оси 6 склада с висячего блока границы 4 разделения на фракции. Если подпорная стенка 7 пройдена вдоль контакта и ядро 5 склада и подпорная стенка 7 одинаковы по составу пород, то возможна валовая отработка второй границы склада.

Ширину склада по днищу выбирают в зависимости от подвижности кусков крупной фракции 2 и соотношения крупной фракции 2 и мелкой фракции 1 в общем объеме сегрегируемой горной массы.

На фиг. 16 приведена схема, поясняющая динамику формирования границы 4 разделения на фракции в зависимости от соотношений мелких 1 и крупных 2 фракций. Показано, что при отсыпке горной массы с соотношением крупных фракций 2, равным 0,25, 0,5, 0,75, границы 4 разделения наклонены под углами соответственно У1 , уз и у4.

На фиг. 17 показано, что при тех же- соотношениях крупных 2 и мелких 1 фракций, что и на фиг. 16, угол наклона 4 разделения изменяется в зависимости от углов наклона подпорной стенки 7.

Варьированием соотношения jcycKoea- тости и углов наклона стенки 7 можно формировать заданный угол наклона границы разделения на фракции.

Технические операции способа направлены на формирование границы 4 разделения между мелкой 1 и крупной 2 фракциями, не допускающей их перемешивание при экскавации, формирование ядра 5 склада.

Кроме TorOj необходимо предусмотреть отработку периферийной части склада (мелкой фракции) потерь и засорения на границах склада. Для доа ижения этого необходимо располагать склад с ядром 5 из кусков руды в породном участке карьера, а склад с ядром 5 из пород - в рудном участке карьера (фиг. 1-6), Это позволяет отрабатывать периферийную часть ядра, состоящую

из пород, совместно с вмещающими породами горного массива, и отрабатывать периферийную рудную часть склада совместно с рудой горного массива валовым способом по мере ликвидации склада.

Формула изобретения

1.Способ формирования качества руд при дрбыче, включающий предварительное районирование рудных тел по качественнотехнологическим особенностям, выемку руды, ее складирование, разделение добытой руды на крупную и мелкую фракции с выделением технологических сортов и отвального продукта и дальнейшую отгрузку, о т л ичающийся тем/что, с целью снижения потерь и разубоживания полезного ископаемого при добыче и вовлечения в добычу маломощных рудных тел с кондиционным содержанием полезного компонента при

различной кусковатости руды и вмещаюших пород за счет разделения горной массы на фракции при ее отсыпке, формируют ядро склада из кусков горных пород крупной фракции, а границу разделения горной массы на мелкую и крупную фракции формируют наклонной, например равной углу откоса горной массы при ее экскавации на складе.

2.Способ поп, 1,отличающийся тем, что отсыпку горной массы на складе

ведут с одной стороны последовательными наклонными слоями с формированием одной границы разделения на мелкую и крупную фракции, а угол наклона границы разделения формируют за счет изменения

соотношения крупности кусков.

3.Способ поп, 1,отличающийся тем, что отсыпку горной массы на складе ведут послойно с двух сторон встречными потоками одновременно или чередующимися порциями с формированием двух границ разделения на мелкую и крупную фракции.

4.Способ по п, 3, отличающийся тем, что границы разделения горной массы на мелкую и крупную фракции формируют с

наклоном в противоположные стороны от ядра склада, для чего долю крупных кусков по отношению к мелким увеличивают в доставляемой на склад горной массе по мере увеличения высоты складируемой горной

массы, а отгрузку склада производят с торца, начиная с ядра.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что границы разделения горной массы на мелкую и крупную фракции формируют с наклоном в направлении ядра склада, для чего долю крупных кусков по отношению к мелким принимают постоянной или уменьшают в доставляемой на склад горной массе по мере увеличения высоты складируемой горной массы, при этом отгрузку склада производят с двух сторон в направлении, перпендикулярном его оси.

0

5

6 Способ поп. 1,отличающийся тем, -по отсыпку горной массы на складе ведут с одной стороны на подпорную стенку, ядро склада формируют снизу вверх по подпорной стенке, а угол наклона границы разделения нз мелкую и крупную фракции формируют за счет изменения соотношения крупных и мелких фракций и изменения угла наклона и конфигурации подпорной стенки.

7. Способ по пп. 3- 6, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что переходную зону на границе между крупной и мелкой фракциями на перегрузочном складе вынимают отдельно и отсыпают вновь на перегрузочный склад,

Изобретение относится к горному делу и м.б. применено при открытой и подземной разработках рудных и нерудных твердых полезных ископаемых. Цель - снижение потерь и разубоживания полезного ископаемого при добыче и вовлечение в добычу маломощных рудных тел с кондиционным содержанием полезного компонента при различной кусковатости руды и вмещающих пород за счет разделения горной массы (ГМ) на фракции при ее отсыпке. Для этого предварительно осуществляют районирование рудных тел по качественно-технологическим особенностям, производят выемку руды и ее складирование. При этом формируют ядро склада из кусков горных пород крупной фракции. Границу разделения (ГР) ГМ на мелкую и крупную фракцию формируют наклонной, например, равной углу откоса ГМ при ее экскавации на складе. Отсыпку ГМ на складе ведут с одной стороны последовательными наклонными слоями с формированием одной границы разделения на мелкую и крупную фракции. Угол наклона ГР формируют за счет изменения соотношения крупности кусков. Возможно также вести отсыпку ГМ на складе послойно с двух сторон встречными потоками одновременно или чередующимися порциями с формированием двух ГР на мелкую и крупную фракции. ГР горной массы на мелкую и крупную фракции формируют с наклоном в противоположные стороны от ядра склада или с наклоном в направлении ядра склада. Отгрузку склада начинают или с торца, начиная с ядра, или с двух сторон в направлении, перпендикулярном его оси. 6 з.п. ф-лы, 17 ил. fe Qv а ел ел w

Фиг 2

Фиг 3

ПЩШ1ШОТ1 Ц11

rl

лил

и

h.

. .

В -В.

X - X

Г IB

г-г

фиг- 7

го

«,

s

C7 -J СЛ СЯ

01 CO

ЫИ14И -ЕБып г

A - A 7 5 JL Л

Фиг. 13

б - б

фиг. 16

&VЈ. 1