Способ открытой разработки полезных ископаемых Советский патент 1993 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно в стадии доработки карьеров.

Известен способ формирования нагорных отвалов, включающий.отсыпку горных пород на откос отдельными насыпями в два приема: на призму упора и призму активного давления откоса и формирование площадок.

Недостатком способа является невозможность выемки полезных ископаемых из борта, что обуславливает их потери в недрах.

Наиболее близим техническим решением является способ открытой разработки крутопадзющих месторождений, включающий отработку карьера по всей высоте до проектного дна, формирование транспортных съездов по конечному контуру, отсыпку внутреннего отвала на противоположны отрабатываемому борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала.

Однако данный способ имеет следующие недостатки. Выемка дополнительных объемов полезных ископаемых из недр производится только на нижних уступах у дна карьера и не обеспечивается по всей высоте борта, что обуславливает потери полезных

Х|

00

00

ю о ел

ископаемых в недрах. Кроме того, при прочих равных условиях выемка ископаемых на участке примыкания борта к дну карьера в зоне концентрации напряжений наиболее неблагоприятно влияет на устойчивость борта и соответственно на безопасность работ, чем выемка на любом другом вышележащем участке. Таким образом не используется эффект уменьшения потери устойчивости борта и повышения безопасности работ при увеличений высоты расположения в нем выработок над дном карьера.

Обеспечение безопасности работ затруднено наличием периодов стояния борта в условиях кратковременной устойчивости с момента выемки ископаемых до момента засыпки выработок в борту при отсутствии мер быстрой автоматической и гарантированной ликвидации деформаций борта без производства работ в их зоне.

Не используются возможности повышения степени извлечения полезного ископаемого из .бортов карьера и безопасности работ за счет предварительного повышения устойчивости бортов и улавливания ископаемого при взрывании.

Целью предложенного способа является повышение степени извлечения полезного ископаемого из бортов карьера за счет отработки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопасности ведения работ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу открытой разработки полезных ископаемых, включающему отработку карьера по всей высоте до проектного

дна, формирование транспортных съездов по конечному контуру, отсыпку внутреннего отвала на противоположный отрабатываемому борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала, отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта на высоту,определяемую из выражения:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение степей.t извлечения полезного ископаемого из бор гов карьера за счет отработки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопасности ведения работ. Отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте, отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта до дна будущей выемки в нем, на высоту определяемую математической формулой, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом, и одновременно наращивают отвал высотой, опережающей высоту контрфорса, обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контрфорса, после их отработки производят отсыпку следующего в направлении от дна к поверхности карьера контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. (Л

-П Kt + Ki)2+2ctgae(K2-Ki)-K3 (rj + Шв )-±if t2

цп ----------------------------------------: t

ctg GS ( K2 - Ki )

где Нп средняя мощность контрфор- са, м;

П - полусумма оснований контрфорса, м;

К.1, К2 и Кз - удельная величина изменения действующих по поверхности скольже- ния сил, кН/м3, рассчитывающаяся по зависимости

Ki а tg фг sln( ± аО,

где i -индекс факторов, действующих по поверхности скольжения в пределах соответствующих призм пород;

yi - плотность пород, кН/м3, при I 1 и i 2 принимается для пород отвала, при i 3 - для целика в борту1;

«i - результирующий угол наклона к горизонту Кой части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке ± верхний принимается для восстающей части повер- хности скольжения;

р - угол внутреннего .трения пород, градус;

аь результирующий угол наклона части борта, засыпаемой породами, градус;

rj - ширина дна выемки в борту, м, в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта:

rj HB- ti + Шв ,

где Нв - высота выемки в борту, м;

ti - коэффициент, определяемый по зависимости

ti ctg as - ctg %,

где Ok - угол устойчивого откоса выемки в борту, градус;

Шв - ширина верхней рабочей площадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м;

t2 - коэффициент, определяемый по зависимости

12

Sin ив Sin б

1 sin (ав ±д)

гдед-угол наклона дна выемки к горизонту, градус, в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом, причем насыпь под временный съезд формируют от борта на расстоянии определяемом из выражения:.

() -t3+(L+J7 + hc -t3)2 M4

|2ЦШе HB-Kp± -t2 (Kp-i);

где L - расстояние между съездом и бортом по нижней площадке, м;

hc - наименьшая высота съезда в пределах участка выемки полезных ископаемых, м;

h2 Нв±Пр- 1с I.

Пр - превышение уровня верхней площадки отрабатываемого участка над уровнем начала съезда, м; знак ± - верхний принимается, когда верхняя площадка выше верхней отметки съезда;

ic - уклон съезда;

I - длина-проекции на горизонтальную плоскость части съезда от его верхней отметки до дальней границы рабочей зоны, м; . тз - коэффициент, определяемый по зависимости:

ta ctg/ +ctg«B.

где / - угол естественного откоса пород, градус;

t4 - коэффициент, определяемый по зависимости

sin a.

JЈ,SI1 ( fu s7n

k

«Н - «Г,

где «р - результирующий угол развала взорванной горной массы относительно нижней площадки, градус;

Кр - коэффициент разрыхления горной массы в борту, и одновременно наращивают отвал, высотой опережающей высоту контрфорса на величину.определяемую из выражения:

h +Р ЁЖ+ЩЕ

-D -Нп (ctg/S + ctgOS) ctgr/д -ctg/f

.где hy- высота упора массива в откос отвала в случае деформации борта относительно отсыпанной призмы пород, м;

Р - резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации .борта, м;

Бнд- ширина верхней площадки отвала на дальнем фланге, м;

Шр - регламентированная требованиями безопасности ширина нижней площадки между бортом и отвалом, м;

D - расстояние по дну карьера между разрабатываемым и ему противоположным бортом, м;

Од - угол наклона части борта, засыпае- 5 мой дальним флангом отвала, градус;

обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контфорса, после их отработки производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выем0 ки и повторяют операции в аналогичном порядке.

На фиг. 1 изображена схема борта карьера с отсыпанным на дно карьера контрфорсом; на фиг. 2 - конечное дно карьера в

5 плане; на фиг. 3 - то же, в начальный период формирования контрфорса в зоне выемки полезных ископаемых и отвала; на фиг. 4 - нижняя часть карьера в плане по завершению первого цикла выемки полезного

0 ископаемого в борту; на фиг. 5 - часть карьера в плане перед взрыванием полезных ископаемых во втором цикле работ; на фиг. 6, 7 и 8 - схемы для вывода зависимостей технологических параметров.

5 Способ осуществляется-следующим об- . разом.

Сначала по известным способам карьер отрабатывают с погашением бортов 1 по всей высоте до проектного дна 2 (фиг. 1 и 2),

0 а затем приступают к выемке дополнительных объемов полезного ископаемого в борту. Отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте следующим образом. На дно 2 отсыпают породами контрфорс 3 с

5 присыпкой борта (фиг. 1 и 3), обеспечивающий увеличение устойчивости борта на ве- , личину, заранее компенсирующую будущее ослабление борта при выемке из него ископаемого. Борт 1 присыпают на высоту, опре0 деляемую из выражения, полученного следующим образом. Согласно схеме фиг. 1, прирост удерживающих возможную призму обрушения борта 1 сил по поверхности скольжения 4 (см. фиг. 1) от части.контрфор5 са 3, опирающейся на дно 2 карьера (Д Уд), на 1 м протяженности борта составит:

По Ki,

(1).

50 где Нп - средняя мощность контрфорса, м;

. По - полусумма оснований части контрфорса, опирающейся на дно карьера, м;

55

Пс

Шн + Шр - Нп ctg OQ

(2)

где Шн - ширина контрфорса по дну 2 карьера, м;

Ш0 - ширина верхней площадки 5 призмы 3, м;

ag- --угол части борта 1. засыпаемой породами контрфорса 3, градус;

Шн+Шо п

- 111

где П - полусумма оснований контрфорса, м; Ki - удельная величина изменения действующих по возможной поверхности скольжения 4 сил от части контрфорса, опирающейся на дно карьера, кН/м , Ki KI, при i 1, на первом рассматриваемом участке аб,

где i - индеек факторов, действующих по поверхности скольжения 4 в пределах соответствующей призмы пород

Ki a tg (jX sin( + «О, (3)

где у - плотность блоков пород, опирающихся на рассматриваемый i-тый участок поверхности скольжения призмы возможного обрушения, кН/м : результирующий угол наклона к горизонту 1-той части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке знак - принимается при восстающей ветке поверхности скольжения;

( угол внутреннего трения пород на i-том участке поверхности скольжения, градус.. .

Прирост удерживающих призму обрушения сил от веса части контрфорса, опирающейся на борт 1, на 1 м протяженности борта (Л Уб) составит:

ДУб Н

ctg Об К2, (4)

где К2 - удельная величина изменения сил от части контрфорса 3, опирающейся на борт, кН/м ,

Ki при i 2, на втором рассматриваемом участке вс.

Уменьшение удерживающих возможную призму обрушения борта сил за счет выемки из борта полезных ископаемых составит: . . .

ДУ ( + Шв ) --t2 | ,Кз (5)

- П ( П Ki )2 + 2 ctg Of, ( «2 - Ki ) кз (/+ Шв ) ± if t2

Нп --ctg «a ( K2 - Ki )

где Нв - высота выемки 6 в борту 1, определяемая расчетом местной и общей устойчивости и конструкцией борта над дном 7 выемки 6, м;

TJ- ширина дна выработки в борту, м; в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта, а знак - в сторону карьера;

10

1J Нв. ti + Шв,

(6)

где ti - коэффициент, определяемый по зависимости

15

ti ctg Об.-ctg «в,

(7)

где «в - угол устойчивого откоса выработки в борту, градус;

Шв - ширина верхней рабочей площадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м, определяемая по зависимости .

25

Шв Бт + Бн,

(8)

где Бт и Бн - ширина берм, соответственно транспортной, или предохранительной в массиве и отсыпанной разрыхленными породами, м; - t2 - коэффициент, определяемый по за- висимости

t2

sin ok Sin 6 2 sin (ав

(9)

0

5

где д - угол наклона дна выработки к горизонту, градус; в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта, нижний - в сторону выработанного карьером пространства:

Кз - удельна величина изменения сил по поверхности скольжения 4 от выемки б в борту, кН/м3, Кз KI при i 3 (на третьем рассматриваемом участке cd).

Общая устойчивость борта 1 не уменьшится после отсыпки контрфорса 3 и выемки призмы 6 в случае соблюдения условия:.

50

дуд+ ДУБ ДУ.

(10)

Поставив в (10) зависимости (1), (2), (4) и (5) и решив полученное квадратное неравен- ство,будем иметь выражение для определе- 55 ния высоты присыпки борта породами:

--, (11)

необходимое для достижения цели, т. к. его невыполнение исключает возможность сохранения или увеличения устойчивости борта и обеспечения безопасности работ при отработке прибортовых запасов полезного ископаемого.

Например, в условиях Шн 70 м, Ш0 62 м, QS 29°, yi, ft и уз соответственно равны 30, 30 и 35 кН/м3, «1 0°, 05 10°, аз 20°, , (pi 32°, , Нв 40 м, Бт 18 м, Бн 0 м, ав 32°15 , д 3°, по зависимостям (I - II) получим:

П 66 м, К 30(1 х 0.3249 - 0) 9,75 кН/м3;

К2 30(0.9848 х 0.6249 - 0,1736) 13,25 кН/м3;

Kg 35(0,9397 х 0,6 - 0,3420) 7,764 кН/м3; ti 0,25; rf 28 м;

Нп

- 643,5 + V414092.25 +91858,598

6,84

Нп Ј9,91 м

Контрфорс 3 формируют с примыканием его верхней площадки 5 к борту 1 на уровне дна 7 будущей выемки 6 в нем, после чего, при необходимости, на площадке 5 формируют отдельные насыпи 8 и тем самым увеличивают ширину (Шв) верхней рабочей площадки 9 на участке выемки полезных ископаемых в борту 1 до размеров, требуемых по технологии и безопасности работ (см, фиг. 3). С рабочей площадки 9 обуривают разрабатываемый участок 10 (см. фиг. 3) и до его взрывания отрабатывают насыпи 8 с перемещением пород во внутренний отвал.

Наряду с этими работами, как показано на фиг. 3 и 4, отдельной насыпью 11 формируют дальний от участка 10 фланг внутреннего отвала с площадкой 12 и наращивают отвал по высоте. Отсыпку внутреннего отвала осуществляют на борт криволинейной формы, противоположный отрабатываемому борту 1 со съездами 13 (см. фиг. 4 и 5). Высоту отвала определяют из выражения, отвечающего условию обеспечения максимального приближения к зоне работ по выемке полезных ископаемых из борта 1 без усложнения безопасности работ на площадке 5, требуемого для быстрой ликвидации возможных деформаций борта 1 после отработки объемов выработки 6. Это выражение согласно фиг. 6 запишется:

Нп ctg«6 БНд + (Н| - Hn)ctg/9 + + Шр-D- HictgOjv

(12)

где Бнд - ширина верхней площадки.отвала на дальнем фланге, м;

Hi - высота рабочей площадки 12 на дальнем фланге отвала относительно дна 2 карьера, м;

/ - угол естественного откоса пород, градус;

Шр - ширина нижней площадки между бортом и нижней бровкой откоса дальнего фланга, регламентируемая правилами эксплуатации машин и безопасности работ с учетом зоны безопасности у нижней бровки откоса дальнего фланга, м;

D - расстояние по дну 2 карьера между разрабатываемым 1 и ему противоположным бортами, м;

2д - угол наклона части противоположного борта, засыпаемой ярусом дальнего фланга отвала, градус. Учитывая,что

Hi-Нп пу+р,

(13)

где hy- высота упора в откос дальнего флан- га отвала призмы обрушения подработанного выработкой 6 борта 1 над отсыпанной призмой 3 пород при расположении деформирующихся масс в контурах 4,14 и 5 м, устаназливается графоаналитическим мето- дом;

Р - резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации борта 1,м;

и решая совместно (12) и (13), получим выражение для определения превышения уровня верхней площадки 12 дальнего фланга отвала над площадкой 5 контрфорса 3:.

hv + Р

БНд + Шр

-D-Hn(ctgj ctgaA - ctgp

+ ctg06)

(14)

Таким образом, отвал наращивают высотой, опережающей высоту контрфорса на

величину, определяемую из выражения (14).. Невыполнение выражения (14) исключает возможность автоматической остановки пет ремещающихся при обрушении борта масс и безопасного наращивания по высоте

контрфорса и снимает ограничения распро-. странения деформаций.

Например, для условий вышеприведенного примера расчета, при ад 38°,/3 32°, Бнд 75 м, Шр 64 м, D 120 м, Р 5,1 м.

из выражения (14) получим

. 75+64 -9,91 (1.6 + 18)-120 h -------Щ5 Т6-- -----

5,1 -14,7 0,975

--5.1 15,1 -5,1 10 (м)

Учет деформирующихся массе расположением поверхности 14 под углом 32° показывает, что в наихудшем случае тело оползнл заполнит часть откоса дальнего Фланга на высоту hy 9 м. Расчетная высота 10 м 9 м, поэтому устраивает и приведенные параметры принимаются для использования в данных условиях.

Одновременно с наращиванием отвала отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд 15, соединяющий рабочую площадку 5 на контрфорсе 3 с постоянным съездом 13 (см. фиг, 4) и служащий для ограничения разлета и соответственно потерь полезного ископаемого, а также предохранения оборудования от кусков горной массы при последующем производстве взрывных работ, что повышает безопасность работ.

Расстояние от насыпи под съездом 15 до борта 1 на уровне нижней площадки, исключающее пересыпку съезда 15 взорванными породами выработки б (см. фиг. 7) выразится следующим образом.

Согласно фиг. 7 длина нижнего основания ПК трапеции nkfen с учетом (6), (7) и (8) выразится:

nk L+ г}.

(15)

где L- расстояние между нижними бровками откосов съезда 15 и борта 1 на уровне нижней площадки 5, м;

Јf L + rj+ hc t3,

(16)

где hc - наименьшая высота съезда 15 в границах участка выемки полезных ископаемых (OS на фиг. 4). Согласно фиг. 8

hc HB±np-ic I.

(17)

П,

ip - превышение уровня верхней площадки отрабатываемого участка над уровнем начала съезда, м; в двойном знаке ± верхний принимается, когда верхняя площадка 9 выше, верхней отметки съезда в т О (см. фиг. 8), м;

I - длина проекции на горизонтальную плоскость части OS съезда 15 от его верхней отметки (т О) до дальней границы (т. S), м;

ic - уклон съезда;

где хз - коэффициент, определяемый по за-. висимости

тз ctg fi + ctg a0 .

(18)

Объем efkne на 1 м протяженности борта составит:

hi

VT (L + 7)hc + -у- гз .

(19)

10

Объем emfe на 1 м протяженности борта составит:

,2 .

VK (L + tj + hc tar t4,

(20)

где t4 - коэф., определяемый по зависимости

sin Op sin OB 4 2 sin (% -Op)

(21)

где Op - результирующий угол развала взор- „„ ванной горной массы относительно нижней рабочей площадки, градус.

Объем menkm очевиден из выражений (19) и (20) и с его учетом и учетом (5) получим:

25h

(L + iflhc + -у- ts + (L + ц + hc ta)2 t4

30

.Ho.Kp±.t2().

(22)

где Кр - коэффициент разрыхления горной массы выработки в борту. С целью обеспечения безопасности ведения работ насыпь под временный съезд 15 формируют от борта на расстоянии, определяемом из выражения (22).

Отсыпка насыпи под съезд на расстоянии, меньшем получаемого по выражению 22, обусловливает пересыпание ее взорванными массами, что увеличивает потери полезных ископаемых от взрыва,

Например, для вышеприведенных в примерах расчетов условий, при площадке 9 ниже верхней отметки съезда 15 и Пр 27 м, Ic 0,08; I 100 м, Ор 16°, Кр 1,3, из

выражения (17) получим hc 40 - 27 - 8 5 (м); Из выражения 18 получим: т.з - 0,625 + 1,55 2,175, Из выражения 21 получим:

0,2756x0,05424 , t4 -- 0.2578.

Подставив полученные и имеющиеся данные в (22) получим1

. 5 x L + 28 x 5 + -у- х 2,175 + (L + 28

x 2.175)2 x 0,2578 ( j x 40

x 1,3-5,7 преобразовав, будем иметь:

25 x L + 0,2578 x L2 - 1023,1 0 . Решив квадратное уравнение, получим: -25 ±625 + 1055

L

0,5156

30,8

Таким образом, нижняя бровка съезда 15 должна отстоять от нижней бровки борта 1 на уровне площадки 5 на расстоянии равном или большем 30,8 м. В этом случае съезд 15 не будет пересыпан взрываемыми породами.

После этого обуривают и взрывают пустые и оруденелые породы участка 10, отработку их ведут с контрфорса при расположении оборудования на площадке 5, с частичной или полной отработкой площадки 9, образуя выработку 6 (см. фиг. 4) с контуром mk (см. фиг. 7) в борту 1, который принимается из расчета обеспечения местной и общей устойчивости части борта 1 над дном 7 выработки 6. При этом полезные ископаемые транспортируют по временным съездам 15 и по съездам 13 на борту 1 карьера (см. фиг. 4 и 5).

После отработки пустых пород и полезного ископаемого между площадками 5 и 9 производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выемки 6 и насыпи с-заездом 15, которым наращивают отсыпанный на дно карьера первоначальный контрфорс 3. При этом положение новой верхней площадки 16 (см. фиг. 5) в окрестностях уровня бывшей площадки 9 (выше или ниже ее) определяют по выражению (11), имея в виду мощность отсыпанных пород над поверхностью скольжения. После этого операции повторяют в аналогичном порядке, одновременно развивая дальний фланг отвала с учетом (14) отоносительно новой верхней площадки 16 (суммарного) отсыпанного контрфорса 3. При этом отсыпкой яруса на площадку 12 формируют площадку 17 и криволинейный в плане откос 18 (см. фиг. 5), т. е. в каждом цикле работ одновременно отсыпкой контрфорса примыкающего к борту 1 с полезными ископаемыми, с опережением по высоте наращивают дальний фланг внутреннего отвала.

На очередной контрфорс (на его площадку 16) отсыпают насыпь по контуру отрабатываемого участка 20, формируют на

ней временный съезд 21, соединяющий площадку 16 со съездом 13, минимальную высоту съезда 21 на участке определяют по формуле (17), а местоположение - по (22). 5 после чего участок 20 обуривают и взрывают и с контрфорса вынимают из борта 1 полезное ископаемое и пустые породы между площадками 16 и 19, транспортируют ископаемое по временному съезду 21 и по съез0 дам 13, а пустые породы по данным съездам, а также - непосредственно по контрфорсу для его наращивания; после этого производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой новой выемки и т. д.

5 Таким образом, отработку прибортовых запасов ведут участками 10, 20 и т. д. по высоте борта в направлении от дна 2 к поверхности 22 (см, фиг. 1) в экономически целесообразных границах, например, до

0 кровли полезных ископаемых.

Использование предлагаемого способа открытой разработки полезных ископаемых обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

5 Формирование контрфорсов с присыпкой бортов до выемки полезных ископаемых увеличивает коэффициент общей устойчивости борта (Кб) относительно проектного до избыточной величины, что увеличивает

0 диапазон его возможного последующего уменьшения при отработке запасов полезных ископаемых в борту. Это позволяет. увеличить размеры выемки в борту и объемы отрабатываемых запасов, а также вы5 полнять данные работы при большей, по сравнению с известными способами, устойчивости борта, что повышает безопасность работ.

Выемки полезных ископаемых участка0 ми по высоте борта сначала на нижележащих, а затем на все более вышележащих горизонтах, в направлении от дна к поверхности карьера позволяет повысить безопасность и степень извлечения полезного

5 ископаемого из бортов карьера, т. к/увеличивается зона добычных работ, причем при выемке на вышележащих, чем в прототипе, горизонтах, в меньшей степени снижается общая устойчивость борта, а при выемке е

0 верхней части борта (в призме активного давления) устойчивость борта увеличивается.

Оконтуривание зоны работ на каждом участке выемки полезных ископаемых отко5 сами отсыпанных под временные съезды на- . сыпей обеспечивает улавливание части разлетающихся при взрывании кусков полезных ископаемых и тем самым уменьшает их потери, т. е. увеличивает полноту выемки (объемы вынутых) полезных ископаемых из

недр; предохраняет от них оборудование, т. е. повышает безопасность работ; уменьшает объем и срок отсыпки пород в рамках формируемого очередного слоя, и тем самым сокращает срок стояния подработан- ного выемкой полезных ископаемых борта и откосов выработки до их подпора насыпанными породами.

Опережающее по высоте формирование дальнего фланга отвала с максималь- ным приближением его откоса к рабочей зоне обеспечивает повышение безопасности работ за счет автоматической стабилизации нарушений устойчивости в случае деформации подработанного борта и откоса выработки в нем путем упора переместившихся масс в откос отвала, уменьшения сроков ослабления борта выработками за счет ограниченности объема засыпаемого контрфорсом пространства откосом отвала, а так-

- П KI+T/O Ki )2 +2 ctg Об ( К2 - Ki ) Кз --- О+ Ш8 ) ±if t2

Нп - ------ -----------------:------- ------ .,....ctg Об ( К2 - Ki )

где Нп - средняя мощность контрфорса, м;

П - полусумма оснований контрфорса, м;

Ki, и Кз - удельная величина изменения действующих по поверхности скольжения сил, кН/м , зависимости

рассчитывающаяся по

Ki «i tg fi- sin( ± «1),

где 1 -индекс факторов, действующих по поверхности скольжения в пределах соответствующих призм пород;

у) - плотность пород, кН/м , при i 1 и i 2 принимается для отвала, при I 3 - для целика в борту;

ff - результирующий угол наклона к горизонту Кой части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке ± верхний принимается для восстающей части поверхности скольжения;

р - угол внутреннего трения пород, градус;

ОБ - результирующий угол наклона части борта, засыпаемой породами, градус;

V - ширина дна выемки в борту, м, в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта; / Нв ti + Шв ,

где HD - высота выемки в борту, м;

же за счет подпора (усиления) контрфорса отвалом.

Формула изобретения 1, Способ открытой разработки полезных ископаемых, включающий отработку карьера по всей высоте до проектного дна, формирование транспортных съездов по конечному контуру, отсыпку внутреннего отвала на противоположный отрабатываемому борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения полезного ископаемого из бортов карьера за счёт.отработки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопасности ведения работ, отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте, отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта на высоту, определяемую из выражения:

ti - коэффициент, определяемый по зависимости

ti ctg «6 - ctg %,

где «в-.угол устойчивого откоса выемки в борту, градус;

Тв - ширина верхней рабочей площадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м;

ta - коэффициент, определяемый по зависимости

40

t2

sin ав sin д 2 sin(crB ±d)

где д - угол наклона дна выемки к горизонту, градус, в двойном знаке ± верхний соответствует наклону дна в сторону борта, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом и одновременно наращивают отвал высотой, опережающей высоту контрфорса на величину, определяемую из выражения

h + р Бнд+Шр-Р-Нп -(ctg/ + ctg «б) hy ctg Gh-ctg/Г-------

где hy- высота упора массива в откос отвала в случае деформации борта относительно отсыпанной призмы пород, м;

Р - резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации борта, м;

БНд - ширина верхней площадки на дальнем фланге, м;.

Шр - регламентированная требованиями безопасности ширина нижней площадки между бортами и отвалом, м;

D - расстояние по дну карьера между разрабатываемым и ему противоположным бортами и отвалом, м;

«д- угол наклона части борта, засыпаемой дальним флангом отвала, град;

/ - угол естественного откоса пород, град;

обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контрфорса, после их отработки производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке.

( L 4- Г) ) hc + h2 / 2 f ( L + rj + hc t3 )2 Ј:Н/2 (7 + Шв) Kp ±Г

t3 +

t4

где L - расстояние между съездом и бортом по нижней площадке, м;

hc - наименьшая высота съезда в пределах участка выемки полезных ископаемых, м;

Пс Нв±Пр- сЧ

где Пр - превышение уровня верхней площадки отрабатываемого участка над уровнем начала съезда; знак ± - верхний принимается, когда верхняя площадка выше верхней отметки съезда;

Ic -уклон съезда;

I - длина проекции на горизонтальную плоскость части съезда от его верхней отметки до дальней границы рабочей зоны, м;

1з - коэффициент, определяемый по зависимости

t3 ctg/ +ctgOB,

U - коэффициент, определяемый по зависимости;

sin Op

t4 ----Ј

Sin OB

2 Sin (OB -Op) .

где Cp - результирующий угол развала взорванной горной массы относительно нижней площадки, град.;

Кр - коэффициент разрыхления горной массы в борту.

риг1

1S

.

Л

/-п-/J

JbJL/ m