Способ разработки горизонтальных и пологих пластовых месторождений полезных ископаемых Советский патент 1992 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной и открытой разработке Месторождений полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение эффективности разработки месторождений большой площади за счет сокращения площадей нарушаемых пахотных земель и снижения объемов вскрывающих и подготовительных подземных горных выработок,

Указанная цель достигается тем, что согласно способу разработки горизонтальных и пологих пластовых месторождений полезных ископаемых, включающему одновременную выемку полезного ископаемого , открытыми и подземными работами, проведение вскрышной и разрезной траншеи, образование вскрышных и добычных уступов в карьерном поле, проведение подземных выемочных выработок, выемку полезного ископаемого на уступах и очистными забоями из выемочных выработок, отгрузку и транспортировку полезного ископаемого по выработкам открытых горных работ, из разрезной траншеи на флангах карьерного поля проходят опережающие открытые

F

го

о VI о

00

работы траншеи, выемочные подземные выработки проходят из опережающих траншей во флангах карьерного поля, выемку полезного ископаемого очистными забоями из выемочных выработок производят на флангах карьерного поля одновременно с выемкой полезного ископаемого на уступах, отработку полезного ископаемого открытыми и подземными работами осуществляют в одном направлении по отношению к разрезной траншее, длину опережающих траншей определяют по формуле

. -VO-UT VO-UT м

LTPп т п мV,

отр

V

пр

Эта аналитическая формула для определения длины опережающих траншей получена из условия равенства скоростей отработки карьерного поля открытым способом и флангов карьера подземным способом. Длина опережающих траншей равна длине добычного и подготовительного участков, т.е. щ+В па, где В - ширина выемочных столбов, а пч и т - количество выемочных столбов в отработке и подготовке. Количество выемочных столбов зависит от скорости отработки карьерного поля V0, длины столбов LCT, скорости отработки столбов Vorp и скорости проведения выемочных штреков Vnp и определяется по формулам

(2)

О)

Ширина опережающих траншей определяется из условия размещения в ней автодороги и узла перегрузки руды из подземного транспорта на поверхностный.

Подземные работы ведутся по упрощенной схеме вскрытия и подготовки без проходки шахтных стволов, капитальных выработок и камер из выемочных штреков, пройденных из опережающих траншей, которые удлиняются на необходимую длину по мере продвижения фронта открытых работ. Опережающие траншеи не только не препятствуют открытым работам, а напротив, способствуют осушению карьерного поля.

На чертеже показан план карьерного поля, фланги которого отрабатываются подземным способом.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На отведенном под горные работы участке месторождения в зоне со смытым или низкокачественным черноземом с помощью одноковшовых экскаваторов прямая лопа- та или драглайнов проходят разрезную траншею 1, из нее на флангах карьерного поля проходят опережающие открытые работы. Траншеи 2 и формируют уступы 5. Длина траншей 2 определяется по формуле (1). Из траншей 2 проходят выемочные подземные выработки 3 и ведут выемку полезного ископаемого очистными забоями 4, применяя, например, механизированные комплексы и конвейерный транспорт. Добытое полезное ископаемое транспортируется по выемочным штрекам в траншеи, где оно перегружается в карьерный автомобильный транспорт и отвозится на склад. По мере продвижения фронта открытых

горных работ опережающие траншеи удлиняются и подготавливаются новые выемочные столбы для отработки флангов карьера подземным способом.

Для нормального производства горных

работ необходимо, чтобы в траншеях своевременно производились подготовительные 3 и очистные 4 работы и соблюдалось условие . Поскольку скорость отработки карьерного поля определяется отношением длины отработанной части карьерного поля ко времени ее отработки

(Vo -), причем длина отрабатываемой части карьерного поля состоит из длины подземного добычного и длины подземного подготовительного участка (1 11+12 В -П1+В П2), а время отработки добычного и подготовки подготовительного участков определяется отношением длины столбов

к скорости их отработки и подготовки

(„1+tr LEI. + LCT.) 9 то

V,

отр

Vnp

V0

В-ги , В-па

г

LEL

VOT

LOT

Vnp

0

5

или

w --В-ПгУотр . В-П2-Упр

Vo. -t-..

LCTLCT

Правильное определение длины траншей как суммы длин добычного и подготовительного участков ( ), а также соблюдения требования имеет большое значение. Если подземные работы вести с опережением или с отставанием от открытых ( или ), то возрастают затраты на поддержание траншеи, на транспорт полезного ископаемого и др.

Использование изобретения позволяет избежать проходки и строительства шахтных стволов и большинства подземных камер, сократить площадь земли, отводимой под открытые работы, и, следовательно, повысить эффективность разработки пологих пластовых месторождений.

Работы можно вести на любом карьере, разрабатывающем пластовое марганцево- рудное или другое месторождение открытым способом.

П р и м е р. На карьере имеется разрезная (или рабочая) траншея 1, а также уступы 5. Длина вскрышной траншеи составляет 500-3000 м. Ширина рабочих площадок уступов и их высота зависит от применяемой системы разработки и вскрышного оборудования. Необходимо пройти опережающие траншеи 2, предназначенные для проведе- ния выемочных штреков 3 и производства подземных работ 4. Длину опережающих траншей определяют исходя из условия равенства скоростей отработки карьерного поля открытым способом и его флангов подземным способом и вычисляют по формуле (1). В данном примере она составляет 450 м. Ширину опережающих траншей находят исходя из условия размещения в них автодороги и оборудования, обеспечивающе- го производство подземных работ (вентилятора, компрессора, насоса) и составляет 40-60 м.

В работе одновременно находится четыре выемочных столба для отработки фланга карьера подземным способом. Совмещение открытых и подземных работ позволяет сохранить поверхность и ускорить освоение проектной мощности карьера. При этом не требуется строить шахту, име- ющую стволы, подземные камеры и капитальные горизонтальные выработки, так как для производства очистных работ из опережающей траншеи достаточно пройти из нее выемочные штреки.

Использование предлагаемого способа наиболее эффективно на участках месторождений с ценной сельскохозяйственной землей, а также там, где требуется ввести

дополнительные мощности по добыче руды в кратчайшие сроки.

Формула изобретения Способ разработки горизонтальных и пологих пластовых месторождений полезных ископаемых, включающий одновременную выемку полезного ископаемого открытыми и подземными работами, проведение вскрышной и разрезной траншей, образование вскрышных и добычных уступов в карьерном поле, проведение подземных выемочных выработок, выемку полезного ископаемого на уступах и очистными забоями из выемочных выработок, отгрузку и транспортировку полезного ископаемого по выработкам открытых горных работ, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки месторождений большой площади за счет сокращения площадей нарушаемых пахотных земель и снижения объемов вскрывающих и подготовительных подземных горных выработок, из разрезной траншеи на флангах карьерного поля проходят опережающие открытые работы траншеи, выемочные подземные выработки проходят из опережающих траншей во флангах карьерного поля, выемку полезного ископаемого очистными забоями из выемочных выработок производят на флангах карьерного поля одновременно с выемкой полезного ископаемого на уступах, причем отработку полезного ископаемого открытыми и подземными работами осуществляют в одном направлении по отношению к разрезной траншее, при этом длину опережающих траншей определяют по формуле

Ус-ЦТ Vo Ur -тр ,, .т -, м

V

отр

V

пр

где Vo - скорость отработки карьерного поля, м/год;

Цт - длина выемочных столбов, м;

Vorp - скорость отработки выемочных столбов, м/год;

Vnp - скорость проведения выемочных штреков, м/год, при условии .

Изобретение относится к совместной открытой и подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Цель - повышение эффективности разработки месторождений большей площади за счет сокращения площадей нарушаемых пахотных земель и снижения объемов вскры- вающих и подготовительных подземных горных выработок. Выемку полезного ископаемого ведут одновременно открытыми и под- земными работами. Для этого проходят вскрышную и разрезную траншеи. Из разрезной траншеи на флангах карьерного поля проходят опережающие открытые работы траншеи, длину которых определяют по расчетной формуле. Из опережающих траншей проходят выемочные подземные выработки на флангах карьерного поля. Образуют вскрышные и добычные уступы. Производят выемку полезного ископаемого на уступах и очистными забоями из выемочных выработок на флангах карьерного поля. Отработку полезного ископаемого открытыми и подземными работами осуществляют в одном направлении по отношению к разрезной траншее. 1 ил. (Л С