Способ селективной выемки полезного ископаемого Советский патент 1991 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной про- мрышленности и может быть использовано при открытой разработке полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышений эффективности отработки за счет управляемого регулирования величиной потерь и раз- . убоживания полезного ископаемого в процессе его отработки при обеспечении широкого маневрирования экскавационно- го оборудования при отработке приконтактных зон.

На фиг.1 изображена фаза сформированного забоя с совмещением траверса гребня с видимой линией контакта в забое и с односторонней погрузкой, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - фаза

отработки приконтактной зоны с расположением экскаватора на лежачем боку контакта и с погрузкой горных пород в разные стороны, вид в плане; на фиг.4 - схема, иллюстрирующая выемку первого слоя со стороны лежачего бока контакта и образование разубоживания полезного ископаемого; на фиг.5-схема, иллюстрирующая выемку первого слоя со стороны висячего бока контакта и образование потерь полезного ископаемого; на фиг.6 - схема, иллюстрирующая влияние направления выемки слоев на величины потерь и разубоживания

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом

При отработке приконтактной зоны гео- лого-маркшейдерскап служба устанавливаО XI

О

сл

ет и обозначает положение контакта 1 полезного ископаемого с вмещающими породами. При произвольном расположении экскаватора 2, например на лежачем боку контакта 1 (фиг.1 и 2) (что соответствует отработке контакта 1 несогласными заходка- ми), производят расчерпывание контакта 1 в произвольном направлении, например под углом у к линии контакта 1 на подошве уступа на глубину заходки не менее величины I. Затем под углом в к линии контакта 1 на подошве уступа призводят расчерпывание контакта в другом направлении. Этой операцией забой экскаватора формируют в виде двух пересекающихся откосов уступа, направленных выступом в сторону выработанного пространства, а видимую линию контакта в забое совмещают с траверсом 3 гребня, образуемого пересечением откосов уступа. Первоначальный этап обнажения контакта 1 может быть запро-- актирован заранее или осуществлен, что чаще всего встречается в практике, в зависимости от реальных условий направлений выемки горных пород по отношению к контакту 1.

Взаимосвязь между направлениями откосов уступа, образованных выемкой горных пород, при услови-и совпадения видимой линии контакта 1 в забое с траверсом 3 гребня, образуемого пересечением двух откосов, выражается формулой

arctg

tg/ -slny tga-tg/J-cosy

где у-угол между нижней бровкой 4 откоса 5 уступа, образуемого выемкой горной массы с висячего бока контакта 1, и линией контакта 1 на подошве уступа, град;

9- угол между нижней бровкой 6 откоса 7 уступа, образуемого выемкой горной массы с лежачего бока контакта 1, и линией контакта 1 на подошве уступа, град;

а,/ - углы наклона контакта 1 руда - порода и откосов 5 и 7 уступа соответственно, град.

Расположение экскаватора 2 относительно контакта может быть произвольным и определяется в основном удобствам погрузки руды и пород.

Ограничением применения способа является значение угла у, которое определяют из условия:

tgЈ

у 90 -arcsln

tga

Погрузку осуществляют в одну сторону (фиг.1) или в две стороны (фиг.З), в зависимости от условий подъезда транспортных средств (автосамосвалов 8), После обнажения контакта пересекающимися откосами 5 и 7 уступа производят выемку горных

пород слоями параллельно плоскостям обнажения (фиг.4 и 5). Очередность выемки слоев выбирают в зависимости от поставленных задач. Например, как показано на фиг,4, если производить вначале выемку

слоя с лежачего бока контакта 1, а зачистку до исходного положения производить с висячего бока, будет происходить только - разубоживание руды (треугольные призмы объемов разубоживающих пород заштрихованы). Если для тех же условий производить вначале выемку слоя с висячего бока контакта 1, а с лежачего зачищать до исходного положения, будут образовываться только потери полезного ископаемого, причем объемы потерь и разубоживания (в кубических метрах) равны . Регулируя периодичностью черпания, можно управлять величинами или только потерь, или только разубоживания, или тем и

другим.

На величину потерь и разубоживания влияет также мощность первоначально вынимаемого слоя. Соотношение между первоначально вынимаемым слоем и зачищаемым слоем выражается формулой

гль

mil sin у sin в

где ть - мощность слоя, вынимаемого с висячего бока контакта 1, м;

m ц - мощность слоя, вынимаемого с лежачего бока контакта 1, м.

Выбором мощности первоначально вынимаемого слоя регулируют объемы потерь или разубоживания в каждом цикле по абсолютной величине.

Кроме того, на величину потерь и разубоживания влияет и направление отработки слоев. Чем меньше угол у, тем меньше и угол в, тем меньше объемы потерь и разубоживания при одинаковых мощностях вынимаемых слоев, что показано графически на фиг.6, где пунктирной линией обозначен вариант с большим углом у, а сплошной линией с меньшим углом у. ,

Выбор направлений черпания и мощности слоев, а также очередности черпания зависит от непосредственной стратегии

горного предприятия, ценности минерального сырья, соотношений мощностей .добычных и перерабатывающих участков и должен определяться в каждом конкретном случае самостоятельно.

Как показано на фиг. 1 и 3, ширину зоны селективной выемки достаточно ограничить определенной величиной, определяемой из выражения

Н

+ J)1

Что означает, что существует обязательная зона селективной выемки, за которой можно черпание слоев производить произвольно.

Таким образом, управляющими параметрами величин потерь и разубоживания являются мощность и направления вынимаемых слоев и очередность их черпания, что позволяет маневрировать величинами потерь и разубоживания, производить выемку слоев в широком диапазоне места стоянки экскаватора по отношению к контакту руда - порода, отрабатывать извилистые контакты 1 в пределах мощности вынимаемых слоев.

Пример. Рассмотрим применение предлагаемого способа на Оленегорском ГОКе. Исходные условия: высота уступа 15 м; угол наклона откоса уступа 65°; угол наклона контакта руда - порода 85°; угол между направлением выемки слоев с висячего бока контакта и линией контакта на подошве уступа 45°; мощность слоев, вынимаемая с лежачего бока контакта 2,5 м; отрабатывается 2000 м контакта.

Определяют величину угла между направлением выемки слоев с лежачего бока контакта и линией контакта на подошве уступа

g-.y+2arctg sln

tg a - tg p cos у

sin 45° tg 65°

45° + 2 arctg 62,4°.

tg 85° - tg 65° cos 45°

где у - угол между направлением выемки слоев с висячего бока контакта и линией контакта на подошве уступа, град;

ft- угол наклона откоса уступа, град;

а- угол наклона контакта, град.

Определяют длину контакта, отрабатываемую одним слоем (циклом)

0

тел sin у 2.5-з1п45° „ п

гпсв 2Д м.

sin0sin 62,4°

Определяют ширину зонь1 селективной оыемки по каждому направлению по формуле

,

tg/9tg(y + ) tg65° tg (45° + 8,7° 5,1 м,

где Н - высота уступа, м.

arctg .. tg cr-cosytgp

Объемы потерь и разубоживания для каждого цикла определяют по формуле

Vn.B -

15-2,5

1 .1

tg0 ltg(y + 0)l

+1

К

tg62,4° I tg (45° +62.4)I

39,2 мв.

Предполагается начинать выемку слоев поочередно то с лежачего, то с висячего боков контакта, в результате чего за два цикла отрабатывают 2,,64 м контакта.

Удельные потери (на 1 м контакта) по предлагаемому способу составляют

35

Пу-

2-2,82

39 2 „Ґ,22,9т,

где рп - плотность теряемой руды-, т/м - Удельное разубоживание (на 1 м контакта) по предлагаемому способу составляет

R - V&P 39,2-2,8

By 2AEI T 82 19l5Tl

Удельные потери и разубоживание базового варианта при том же их соотношении что и в предлагаемом способе, опреде- лякн по формулам

50

1

Пуб Ьг Kzpp (ctg a + ctg Д) Вуб 1 Н2 (1 - К )% (ctg a + ctg ft)

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при открытой разработке полезных ископаемых (ПИ). Цель изобретения - повышение эффективности обработки за счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания ПИ в процессе его отработки при обеспечении широкого маневрирования экска- вационного оборудования при отработке приконтактных зон. Отработку ПИ на накопитель с вмещающими породами ведут горизонтальными заходками по напраоле- нию линии простирания контакта с подошвы уступа. Отработку первоначально ведут последовательно с обеих сторон контакта на глубину, определяемую по математической зависимости, с формированием плоскостей отношения с обеих сторон контакта под углом нижней бровки к линии контакта, определяемой зависимостью. После формирования плоскостей обнаже- ния производят последовательную выемку пород слоями, параллельными плоскостям обнажения. 6 ил. (Л

AU. M.

2,82м,

sin 62,4е

где тел мощность слоя, вынимаемого с лежачего бока контакта, м.

Определяют мощность слоя, вынимаемого с висячего бока контакта руда-порода по формуле

где К - граничный коэффициент, разделяющий руду на кондиционную и некондиционную, дол.ед.,

Пуб | -152 -0,52 -3,3 -(ctg 85° + ctg 65°) 51,4 т,

ВУб (1-0,5)-2,8-(«д 85° +

+ ag 65°) -43,6 т. Снижение удельных потерь по сравнению с базовым вариантом составляет5

А П - ПУб - Пу - 51,4 - 22,9 28,5 т. Общее снижение потерь равно

А П - А Пу LK - 28,5 2000 - 57,0 тыс.т.,

где LK - общая длина отрабатываемых контактов, м.

Снижение удельного разубоживания по сравнению с базовым вариантом составляет

А В - ВУ6 - By 43,6 - 19,5 - 24,1 т.

Общее снижение разубоживания равно

Д В А В U 24,1 -2000 48,2 тыс.т.

Использование предлагаемого способа при отработке 2000 м контактов при том же соотношении потерь и разубоживания, что и в базовом варианте, позволяет снизить потери на 57.0 тыс.тонн и разубоживание на 48,2 тыс.тонн..

Формула изобретения Способ селективной выемки полезного ископаемого, включающий отработку вмещающих пород и полезного ископаемого слоями с подошвы уступа по направлению простирания линии контакта I с обеих его сторон на глубину заходки с внешнего и лежачего 6J3$Bb, отгрузку и транспортирование, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отработки.за

счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания полезного ископаемого в процессе его. отработки при обеспечении широкого маневрирования экскавационного оборудования при отработке приконтактных зон, заходку отрабатывают по направлению линии простирания контакта, производят последовательную отработку сторон с обеих сторон контакта на глубину, определяемую неравенством

Н

Wtg()

где Н - высота уступа, м;

/J,- угол откоса уступа, град;

у - угол между нижней бровкой откоса уступа, образуемого выемкой горной массы с висячего бока контакта, и линией контакта на подошве уступа, град;

g-arctg У У . tgo-tgp-cosy

а - угол наклона контакта полезного ископаемого с вмещающими породами, град, причем угол между нижней бровкой откоса уступа, образуемого выемкой горной массы с лежачего бока контакта, и линией контакта

на подошве уступа определяют из выражения

0 y+2arctg .

у aiv-iy tga-tg.eosy

после чего производят последовательную выемку пород с обеих сторон контакта слоями, параллельными плоскостям обнажения, а после их отработки операции повторяют в аналогичном порядке.

Фиг. 1

А-А

I

щ

$ Щ

9019691

/

Фиг.6