Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях Советский патент 1992 года по МПК E21C41/32 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке пластообразных залежей полезного ископаемого с хаотически внедренными в толщу водоносных вскрышных пород куполовидными поднятиями, например месторождений огнеупорных глин. Сложность их открытой разработки состоит в том. что при подходе рабочего борта к боковым склонам куполов поднятия наблюдаются деформации вскрышного уступа. Так как купола поднятия сложены из высокопластичных водоупорных пород, их боковые склоны служат хорошей плоскостью скольжения для водонасыщенных вскрышных пород, т.е. возможны обрушение и оплывание значительных объемов вскрыши, снижается устойчивость вскрышного уступа. Кроме того пространство, заключенное между основаниями нескольких смежных куполов, представляет собой линзообразную впадину, где скапливается вода и вскрышные породы сильно переувлажняются. Поэтому в местах совокупного размещения 3 и более куполов поднятия полезного ископаемого проявляются аналогичные деформации вскрышного уступа не только по боковым склонам, но и по потенциальным плоскостям скольжения в массиве уступа.

Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях при наличии в пределах карьерного поля пойменной зоны, балки или другой экстремальной зоны с увлажненными породами, включающий отработку экстремальной части и всего борта карьера уступами, опережающее осушение экстремальной части борта проведением выработки по тальвегу паралVJ

ю о

4 XI

лельно распространению экстремальной зоны и нескольких боковых траншей по склонам балки, которые располагаются под углом к опережающей выработке и соединяются с ней, укладку породы от проведения опережающей выработки и боковых траншей на склонах балки и отработку их совместно с бортом карьера.

Недостатком указанного способа при применении его для условий разработки пластов с куполообразными поднятиями является необходимость проведения опережающих выработок между куполами, в пониженных местах, а также боковых траншей под углом к выработкам практически ко всем куполам, что приводит к большим объемам проходческих и осушительных работ. Склоны куполов со стороны надвигающегося борта карьера должны быть осушены са- мостоятельными траншеями, чтобы не случалось проявлений деформаций вскрышного уступа, что требует дополнительных работ по проведению осушительных выработок: либо от боковых траншей, либо от борта карьера. Указанные недостатки снижают эффективность разработки полезного ископаемого и повышают себестоимость добычи.

Наиболее близким к предлагаемому является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях при наличии в пределах карьера пойменной зоны или других экстремальных участков, включающий отработку уступами экстремальной части с опережением над отработкой борта карьера, необходимым для подготовки основного фронта горных работ, с образованием опережающей выработки вдоль экстремального участка. По указанному способу экстремальную часть борта отрабатывают с опережением по отношению к остальной части борта карьера. При этом по направлению русла (тальвега) экстремального участка проводят осушительную траншею, опережая работы по отработке экстремального участка.

Основным недостатком этого способа является необходимость опережающей отработки больших объемов пород экстремального участка, что приводит к перераспределению объемов вскрыши во времени: в данный период коэффициент вскрыши будет большим, в последующий - меньшим запланированного. Следовательно, эффективность разработки снижается. Когда рабочий борт содержит несколько экстремальных участков, данный способ непригоден, потому что требуется с опережением отрабатывать практически весь борт

на суммарную длину экстремальных участков.

Цель изобретения - снижение затрат на разработку полезного ископаемого. 5Поставленная цель достигается тем, что

согласно способу открытой разработки месторождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях, например при наличии в пластообразной

0 водоупорной рудной залежи куполов поднятия хаотически внедренных в толщу водоносных вскрышных пород, включающему отработку борта карьера уступами, проведение по водоносным породам в направлении

5 подвигания борта осушительной траншеи с опережением над отработкой борта карьера, укладку породы от проходки на верхней площадке вскрышного уступа и отработку их совместно с бортом карьера известными

0 методами, например геофизическими, предварительно устанавливают местонахождение куполов полезного ископаемого, каждую опережающую траншею ведут через вершину купола и проходку начинают

5 при подходе борта карьера к основанию купола на расстоянии не менее ширины бермы безопасности, а заканчивают за вершиной на обратном склоне купола, при этом в местах совокупного нахождения трех

0 куполов, когда два из них, передние, ориентированы вдоль линии промежуточного контура борта карьера, а третий, тыльный, расположен за линией в стволе передних, опережающую траншею к тыльному куполу

5 начинают проводить заблаговременно при подходе борта карьера к передним куполам. Кроме того, при наличии куполов в виде хребта, ориентированного перпендикулярно или под острым углом к рабочему борту

0 карьера, опережающую осушительную траншею проводят через вершину купола и заканчивают за ней на расстоянии, обеспечивающем размещение пород оплывшей части траншеи без попадания их на боковой

5 склон купола, а при ориентировании хребта купола параллельно фронту рабочего борта траншеи проводят на расстоянии, обеспечивающем осушение всей плоскости встречного бокового склона куполообразного

0 поднятия.

На фиг.1 приведена схема участка рабочего борта карьера в плане; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

5 Способ осуществляется следующим образом.

Карьерное поле отрабатывается рабочим бортом, состоящим из вскрышного 1 и добычного 2 уступов. На дне карьера между

добычным уступом 1 и внутренними отвалами 3 проведена дренажная траншея 4. Местонахождение куполообразных поднятий 5- 10 полезного ископаемого определены заранее и известны. При подходе вскрышного уступа 1 к основанию ближайшего купола 5 на расстояние В, равное ширине бермы безопасности, рассчитываемой по известным методикам, перпендикулярно фронту рабочего борта проводится осушительная траншея 11. Ее торец находится на обратном склоне купола 5. Породы от проходки опережающей траншеи 11 складируются на верхней площадке уступа в навалы 12 по обе стороны от траншеи. Для проходки используется вскрышной экскаватор- драглайн 13, отрабатывающий породы уступа 1. Вода дренируется по опережающей траншее 5, канавкам 14 на кровле пласта полезного ископаемого и по дренажной канаве 4 карьера поступает в зумпфы насосных установок.

В местах совокупного размещения трех куполов 6-8 к передним куполам 6 и 8 опережающие траншеи начинают проводиться на расстоянии В. К тыльному куполу 7 траншея 15 проводится заблаговременно, не позже, того момента, когда рабочий борт достигнет оснований куполов 6 и 8. Такая организация проходческих работ обеспечивает опережающее осушение переувлажненных пород в межкупольном пространстве, что включает нарушения устойчивости вскрышного уступа в указанном пространстве,

При ориентировании хребтовых куполообразных поднятий 9 полезного ископаемого перпендикулярно или под острым углом к фронту вскрышного уступа 1 проходку траншеи начинают на расстоянии В от основания купола. Ведут ее в направлении хребта 17, а заканчивают за вершиной на расстоянии, обеспечивающем размещение оплывающих пород 18 в торцовой части траншеи под углами 16-18° без попадания на боковой склон 16, Это исключает попадание переувлажненных вскрышных пород в осушительную траншею и ее замывание, что позволяет поддерживать водопропускную способность траншеи в заданных пределах.

Когда купол 10 своим хребтом 17 размещается параллельно фронту рабочего борта карьера, опережающие траншеи начинают проходить при подходе борта к основанию -куполообразного поднятия на расстояние, равное ширине бермы безопасности В. При этом для осушения всей плоскости бокового склона 16 купола 10 расстояние между смежными траншеями I должно обеспечивать полную водоотдачу вскрышных пород. Расстояние I может быть определено как

расстояние между дренами совершенного типа площадных дренажных систем.

Таким образом, предварительное установление местонахождения куполов поднятия полезного ископаемого в пределах карьерного поля позволяет заранее спланировать начало выполнения проходческих работ по строительству опережающих траншей. Это обеспечит поддержание вскрыш0 ного уступа в устойчивом состоянии и снижение затрат на разработку. Проведение каждой траншеи через вершину купола, т.е. по его центру, позволяет сдренировать воду со всей плоскости бокового склона ку5 пола через одну траншею и предотвратить нарушения устойчивости борта с минимальными затратами.

Начало проходки при подходе борта карьера к основанию купола на расстояние

0 не менее ширины бермы безопасности позволяет постоянно поддерживать вскрышной уступ в устойчивом положении и обеспечить дренажные работы с минимальными трудозатратами, так как их выполне5 ние начинается в момент возможного возникновения деформаций уступа, Окончание проходки за вершиной купола, на его обратном склоне, обеспечивает размещение всех оплывших пород за пределами ма0 лоустойчивого бокового склона и поддержание осушительной траншеи в рабочем состоянии на весь период функционирования ее с минимальными затратами. Заблаговременное проведение опере5 жающей траншеи к тыльному куполу совокупно расположенных трех куполов при подходе борта к двум передним позволяет своевременно осушить переувлажненные породы межкупольного пространства и иск0 лючает дополнительные затраты на ликвидацию возможных деформаций вскрышного уступа.

Формула изобретения

1.Способ открытой разработки место5 рождений полезных ископаемых в сложных горно-геологических условиях, включающий отработку рабочего борта карьера уступами, проведение по водоносным породам в направлении подвигания борта осушительной

0 траншеи с опережением над отработкой борта карьера, укладку породы от проходки траншеи на верхней площадке вскрышного уступа и отработку их совместно с бортом карьера, отличаю щи и с я тем, что, с

5 целью снижения затрат на разработку водоупорного рудного пласта при наличии куполов поднятия, хаотически внедренных в толщу водоносных вскрышных пород, предварительно устанавливают местонахождение куполов поднятия полезного

ископаемого, после чего каждую осушительную траншею ведут через вершину купола, при этом их проходку начинают при подходе борта карьера к основанию купола на расстояние не менее ширины бермы безопасности и заканчивают проходку осушительной траншеи за вершиной на обратном склоне купола.

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что в местах совокупного нахождения трех куполов, где два передние ориентированы вдоль линии промежуточного контура карьера, а третий купол расположен за линией в створе двух передних куполов, опережающую траншею и указанному третьему

куполу начинают проводить при подходе борта карьера к передним куполам.

З.Способ по п.1, отличающийся тем, что при наличии куполов в виде хребта,

ориентированного перпендикулярно или под острым углом к рабочему борту карьера, опережающую траншею проводят через вершину купола и заканчивают ее проходку за вершиной купола на расстоянии, равном расстоянию распространения оплывших пород за пределы малоустойчивого бокового склона купола, а при ориентировании хребта купола параллельно рабочему борту траншеи подводят на расстоянии одна от другой, равном

расстоянию между дренами совершенного типа площадных дренажных систем.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке пластовых залежей полезного ископаемого. Цель изобретения - снижение затрат на разработку водоупорного рудного пласта при наличии куполов поднятия, хаотически внедренных в толщу водоносных вскрышных пород. Определяют местонахождение куполов поднятия полезного ископаемого. Проводят осушительные траншеи через вершину купола в направлении подвигания борта с опорожнением под отработкой борта. Проходку траншей начинают при подходе борта карьера к основанию купола на расстояние не менее ширины бермы безопасности. Заканчивают проходку траншеи за вершиной на обратном склоне купола. 2 з.п.ф-лы, 3 ил. сл С

4 Фш.2

0.40