Способ открытой разработки полезных ископаемых Советский патент 1992 года по МПК E21C41/26 

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

Известен способ гидравлической выем-- ки угольного пласта, по которому для уменьшения потерь .угля при гидроотбойкё формируют подрезную щель вдоль очистного забоя в его центральной части по мощно-, сти пласта, а затем струи воды направляют к кровле и почве пласта, производя отбойку подрезанных пачек угля.

Однако данный способ не применяют при разработке скальных горных пород, отбиваемых взрывом, и при крутых и наклонных контактах полезного ископаемого и вмещающих пород.

Известен способ раздельной выемки мехлопатами, где описаны фазы простой и сложной раздельной выемки. Известный

способ с фазой раздельной выемки или требует отработки залежи полезного ископаемого обязательно с висячего бока, или разделение уступа на подуступы, что сопряжено с большими дополнительными затратами и довольно значительными потерями и разубоживанием.

Недостатком данного способа является то, что при пологих контактах полезного ископаемого и вмещающих пород даже при отработке залежи с висячего бока возникают значительные треугольники потерь и разубоживания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ селективной выемки полезных ископаемых, по которому для уменьшения потерь и разубоживания полезного ископаемого перед установкой экскаватора на забое уступа

4 О

CJ Ю

формируют границу разделения уступа на слои полезного ископаемого и породы под углом к направлению фронта работ, определяемым из выражения

arccos(Av

)

,

где а-угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающих пород, град;

/3 - угол откоса уступа, град.

Экскаватор устанавливают на линии черпания, совпадающей с границей разделения уступа на указанные слои, а слоевую селективную выемку горной массы осущест- вляютпо обе стороны от указанной границы разделения.

Недостатком этого спос оба является невозможность его применения при наклонных контактах полезного ископаемого и вмещающих пород с углами падения, меньшими угла откоса уступа.

Цель изобретения - повышение степени извлечения полезного ископаемого при снижении степени разубоживания за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения руды и вмещающих пород.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу открытой разработки полезных ископаемых, включающему разработку горной массы уступов согласными заходками до их основания, определение нормативного контура отработки, отработку уступов и горной массы треугольников потерь и разубоживания по висячему и лежачему бокам залежей и перемещение горной массы, нормативный контур при отработке контакта по висячему боку залежи определяют по зависимости;

К

Ki

K;-Ki-Ki)J-ctga ct9/y

ctg a-ctg/Jr

при Ki 0,5 и.

Ki

к

1 -2Ki

Г М -2 Ki) . fctgft-ctgfel, хV(1-Ki)г IHngo cta/Sy

.

- 1 - 2 Ki

при Ki 0;5,(2)

где а- угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающей породы, град;

Дэ - угол откоса уступа при экскавации, град;

/Зг - угол верхней части откоса уступа после выполаживания, град;

Ki - коэффициент, устанавливающий нормативный контур отработки при обыч- ной технологии, т.е.

К

Н

(3)

Ю где hp - высота рудной части откоса уступа, м;

Н - высота уступа, м,

а при отработке контакта по лежачему боку из выражения (1-К) горную массу треуголь15 ника потерь и разубоживания перемещают в основание отрабатываемого уступа, отрабатывают ее, после чего ведут отработку оставшихся пород уступа.

Горную массу треугольников потерь и

20 разубоживания перемещают, например, посредством смыва ее струей гидромонитора. Дополнительно производят предварительное смачивание горной массы по контакту порода - полезное ископаемое,

25 Дополнительно смываемую горную массу предварительно измельчают.

На фиг. 1 изображен разрез вкрест простирания залежи у висячего бока; на фиг. 2 - отработка приконтактной зоны у висячего

30 бока залежи, вид в плане; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5-разрез В-В на фиг, 2,

Предлагаемый способ заключается в следующем.;

35 При отработке каждой приконтактной зоны геолого-маркшейдерская служба устанавливает положение контакта 1 (фиг. 1-5) полезного ископаемого 2 (фиг. 1, 3-5) с вмещающими породами 3 (фиг, 1, Зт5) и норма40.уивный контур 4 (фиг. 1) при обычной технологии. Затем определяют новый нормативный контур 5(фиг. 1) по зависимостям (1) - (3). При отработке контакта по висячему боку залежи нормативный контур 5 устанав45 ливают по параметру К, при отработке кон- такта по лежачему боку залежи (не показано) - по параметру (1-К).

Горную массу треугольника потерь (при 50 отработке лежачего бока) и треугольника 6 разубоживания (фиг. 1) перемещают в основание 7 отрабатываемого уступа, отрабатывают ее, лосле чего ведут отработку оставшихся пород уступа. 55 Горную массу треугольника 6 можно перемещать, например, посредством смыва ее струей гидромонитора 8 (фиг, 2) и отрабатывать ее из основания 7 отрабатыёаемого уступа экскаватором.9 (фиг. 2), после чего

вести отработку оставшихся пород уступа о,4

экскаватором 9.i-2-o.4x

Для повышения эффекта обрушения .

ДОПОЛНИТельнОГО ПЫЛепОДЭВЛенИЯ ПРОИЗВО-l// П-2-0.41 ( ctg500-ctg 60°7

дят предварительное смачивание горной 5 V 4(ctg 45° - «д ео°)

массы по контакту порода - полезное ископаемое.042

0.35.

0.35.

1-2-0.4

Дополнительно смываемую горнуюПри отработке висячего бока залежей

массу предварительно измельчают, напри- 10 ,предлагаемый способ позволяет при неиз- мер, усиленными зарядами ВВ.менном нормативном контуре, не изменяя

Пример осуществления способа для ус- потерь, снизить разубоживание на величину ловий Соколовского карьера Соколовско- А В:,

Сарбайского ГПО.

Высота уступа 15м, угол наклона откоса 15(2

уступа 60°, угол верхней части откоса уступаД В L ( 1 -KI fpn

после его выполаживания гидромонитором

50°, угол наклона контактов руда - порода.2

45°, плотность руды 3,3 т/м3, плотность пу- х I ctg /Зг - ctg Д, I 2000 -Щ- ( 1 - 0,4 )2х стых пород 2,7 т/м3, длина контактов, при- 20 годных для применения способа,

составляет 4000 м в год (по 2000 м для вися-х 2,7 I ctg 50-ctg 60° I 57300 т.

чего и лежачего боков залежей). Работу осуществляют экскаваторами (прямаяУточнение нормативного контура примехлопата ЭКГ-8И и ЭКГ-6, ЗУС). Гидромо- 25 водит к снижению как разубоживания, так и нитор устанавливается нэ автоцистерне На потерь. В этом случае. базе БелАЗ-548.

При обычном способе разработки для- onnn 2 и2

Ј..4 потери и разубоживание для вися--2000 0,35 х

чего и лежачего боков залежей одинаковы и 30...

0.35.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разработке твердых полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение степени извлечения полезного ископаемого при снижении степени разубоживания за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения вмещающих пород. Отработку уступов ведут согласными заходками. Определяют нормативный контур отработки по приведенной математической зависимости. При отработке треугольника потерь и разубоживания их горную массу перемещают в основание отрабатываемого уступа. Затем ее отрабатывают. После отработки треугольников потерь ведут отработку оставшихся пород уступа. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

равны следующим величинам:х 3,3 ( ctg 45° - ctg 60° ) 38470 т ;

О1

ni L-4g--tf-pplctga-ctg&l-- В 2000- -(1 -0 35 )2 2 7 х

ос2

35 2000 -Щ- 0,42 -3,3 х х( ctg 45° -ctg 60°) -57300 51260 т.

Таким образом, при отработке висячего

х I ctg 45 - ctg 60 I 50240 т;4Q бока залежей снижение потерь руды составляет:

Н22

B1 L П 50240-38470 11770т;

1R2 о

xl ctg а - ctg /Зэ I 2000 (1 - 0,4 )

45А В 92500-51260 41240 т.

. { 1 П А Л

При отработке лежачего бока залежей

п ,, лг.а „по, ЛП «ЛЛ предлагаемый способ позволяет при неизх 2,7 I ctg 45°- ctg 60° J 925000 т, нормативном контурв) не изменяя

50разубоживания, снизить потери на величигде L-суммарная длина контактов, м;нуАПН - высота уступа, м;

/)р ,рп - плотности соответственно ру-2

ды и породы, т/м3;А П L -Д- I ctg Д - ctg уЗэ I

- углы падения соответственно 55

контакта и откоса экскаваторной заходки, Оллп 15 л ч 0 . 0 ,.

град- /иии-2-0,4 -3,34ctg50 -ctg 60

Новый нормативный контур разделения

руды и породы определяют по выражению ,- и т. (2):

Уточнение нормативного контура приводит к снижению как потерь, так и разубоживания. Беря дополнение до единицы величины,получим:

П 2000 -1|- ( 1 - 0,35 )2 3,3 х х ( ctg 45 ° - ctg 60° ) -70020 42680 т;

В 2000

15

0,35 -2,7х

х ( ctg 45° - ctg 60° ) 31480 т .

Таким образом, при отработке лежачего бока залежей снижение потерь руды составляет

Д П 50240 - 42680 7560 т:- снижение разубоживания составляет А В 92500 - 31480 61020 т.

Общее по карьеру снижение потерь равно

ДП 11770 + 7560 19330 т; общее снижение разубоживания равно ДВ 41240+ 61020 102260т.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить потери и разубоживание полезного ископаемого при добыче при улучшении условий труда.

Формула изобретения 1. Способ открытой разработки полезных ископаемых, включающий разработку горной массы уступов согласными заходка- ми до их основания, определение нормативного контура отработки, отработку уступов и горной массы, треугольников потерь и раз

убоживание по висячему и лежачему боку залежи, перемещение горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения полезйого ископаемого при снижении степени разубоживания его за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения вмещающих пород, нормативный контур при отработке контакта по висячему боку залежи определяют из выражения:

К

Ki

Kl+ei Kl)Jctga-ctgft,

4 ctg a-ctg Д

при ,5;

у -«I.

к 1 - 2 KI

х( 1-к, )2 (1-2К1) . (ctg ft - ctg Д,У V4(.ctga-ctgfc)

tf

1 - 2 Ki

при 0,5,

гдеа-угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающей породы, град;

/Зэ - угол откоса уступа при экскавации, град;

Д - угол верхней части откоса уступа после выполаживания, град;

Ki - коэффициент, устанавливающий нормативный контур отработки при обычной технологии,

а при отработке контакта по лежащему боку из выражения 1-К горную массу треугольника потерь и разубоживания посредством гидромонитора перемещают в основание отрабатываемого уступа, отрабатывают ее, после чего ведут отработку оставшихся пород уступа.

.

р

со

ГО

к

JbA.

Pu.Z.S