СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ТРУДНОДРАГИРУЕМЫХ РОССЫПЕЙ Советский патент 1995 года по МПК E21C41/32 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при дражной разработке россыпных месторождений.

Дражный способ разработки россыпных месторождений характеризуется большими потерями песков и полезного ископаемого, что связано с отсутствием возможности визуального контроля за процессом черпания. В настоящее время с целью сокращения потерь полезного ископаемого все больше внимания уделяется качественной подготовке песков к драгированию, что позволяет устранить потери в межходовых и межшаговых целиках, в плотике, а также в промываемых песках за счет их предварительного механического рыхления.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ разработки труднодрагируемых россыпей, включающий подготовку россыпи, выемку и отсыпку вскрышных пород в выработанное пространство, формирование на кровле песков целика из пустых пород, послойную выемку этого целика и нижележащих песков с послойной укладкой их слоями в порядке выемки, удаление валунов, зачистку плотика и затопление песков.

Данный способ разработки обеспечивает качественную подготовку песков, уменьшение потерь полезного ископаемого и сокращение площади нарушенных земель, однако требует существенных затрат на строительство гидротехнических сооружений. Последнее связано с тем, что осушенные пески при подготовке их к драгированию следует поднять на высоту, равную мощности отсыпанных на плотик вскрышных пород. В результате этого пески будут располагаться, большей частью, выше уровня грунтовых вод и выше поверхности полигона. Таким образом, для их затопления требуется сооружение каскада водопроводных плотин и системы продольных ограждающих дамб. Подъем уровня воды при добычных работах вызовет серьезные осложнения с осушением подготавливаемых песков и усиление фильтрации загрязненных вод из дражного разреза. Особенно большой объем по строительству гидротехнических сооружений необходим на россыпях с большой мощностью торфов и быстрым продвиганием фронта добычных работ, что имеет место на узких россыпях.

Целью изобретения является снижение затрат на разработку россыпей небольшой ширины при значительной мощности вскрышных пород за счет уменьшения объема работ на осушение и последующее затопление песков.

Цель достигается тем, что первоначальный котлован располагают на всю ширину россыпи, экскаватор устанавливают на целике пустых пород, отработку ведут с одного места его стояния, отвал размещают на бортах котлована и части плотика, прилегающего к бортам, с формированием у нижней бровки откоса котлована дренирующего канала, причем отвал наращивают в направлении борта, пустые породы укладывают на плотик и откосы отвала, после формирования нового котлована, экскаватор перемещают на следующее место стояния и операции повторяют в том же порядке. С целью снижения затрат на осушение в месте расположения дренажного канала вскрышные породы отсыпают с их сегрегированием, а валуны укладывают в месте расположения дренажного канала.

На фиг. 1 изображена план-схема подготовки россыпей; на фиг. 2 поперечное сечение отвалов и подготовленных песков в выработанном пространстве.

Способ подготовки песков к драгированию осуществляется следующим образом. Проходится вскрывающая выработка в виде котлована глубиною до плотика и шириною по дну до границ промышленного контура. Отвод воды из котлована на первом этапе осуществляется либо по капитальной (водоотводной) канаве, либо путем откачки насосами. После зачистки плотика, удаления с поверхности полигона растительности и почвы начинаются работы по вскрытию, вскрыше и подготовке песков к драгированию. На этих работах наиболее приемлемым оборудованием являются драглайны. Для обеспечения более полной селективной выемки пород и песков экскаватор следует устанавливать на целике пустых пород, расположенных на песках, и экскавацию вскрышных пород производить верхним черпанием, а пустых пород и песков нижним. В зависимости от мощности вскрышных пород и песков, ширины полигона и рабочих параметров экскаватора последний может подвигаться одним, двумя и более ходами, а также зубчатообразным ходом. При небольшой ширине (до 100-120 м) и значительной мощности вскрышных пород, превышающей мощность песков, способ может осуществляться по следующей схеме (фиг. 1, 2). Экскаватор драглайн 1 устанавливается на слое пустых пород 2, оставленных на кровле песков 3 и первоначально производит выемку вскрышных пород 4 верхним черпанием с отсыпкой их в выработанное пространство (котлован) на зачищенный плотик 5. При этом отсыпка отвалов начинается на участки плотика, наиболее удаленные от бортов котлована без сегрегации пород, по возможности с использованием глин и суглинков, после чего отвалообразование идет с наращиванием отвала 7 по направлению к бортам котлована (фиг. 2, пол. I, II, III, IV). Для создания дренажа 8 вдоль бортов котлована используются приемы, усиливающие сегрегацию пород на этих участках, в том числе разгрузка ковша в верхней части откоса отвала (у гребня), инерционное отделение валунов за счет увеличения скорости перемещения ковша при разгрузке. Для создания дренажа используются валуны 10, удаляемые при подготовке песков, которые укладываются вдоль бортов котлована на зачищенный плотик с опережением отвалообразования. Для этой цели также может быть использован специальный дренажный материал. После отработки вскрышного забоя драглайн производит выемку слоя пустых пород 2 с кровли песков и укладывает их на откосы отвалов и зачищенный между ними плотик слоем 11 определенной толщины. После этого производится выемка песков, начиная с верхних слоев целика с укладкой их на слой пустых пород и кончая приплотиковым слоем и зачисткой плотика с укладкой песков в верхнюю часть подготовленных к драгированию запасов 12. Затопление песков производится после прекращения отвода подземных вод из котлована путем пересыпки водоотводной канавы или остановки насосов. Затопление начинается после удаления котлована от дражного разреза на расстояние, обеспечивающее превышение поверхности плотика в котловане над уровнем воды в дражном разрезе. Это, во-первых, создает условия для самотечного удаления воды из котлована с использованием дренажа, а, во-вторых, предотвращает фильтрацию из дражного разреза в этот котлован.

Мощность слоя пустых пород из целика на кровле песков, отсыпаемых на зачищенный плотик, равняется высоте межшаговых целиков (0,3-0,6 м), а толщина слоя пустых пород на откосах отвалов равняется ширине бокового зубчатообразного выступа дражного забоя (0,5-3,0) м. Та и другая величина обуславливаются характеристикой драги, принятыми параметрами забоя и определяются по известным зависимостям. Отсыпка слоя пустых пород из целика на кровле песков, с одной стороны, уменьшает потери полезного ископаемого в межшаговых целиках и боковых выступах при драгировании, а с другой стороны, позволяет добыть дополнительное количество ценного компонента, в определенной степени содержащегося в породах, примыкающих к пескам.

Предложенная схема подготовки труднодрагируемой россыпи по заявленному способу (фиг. 1, 2) особенно целесообразна при разработке россыпей, пораженных подземными работами. Разработка их очень затруднена, во-первых, из-за закладки выработок материалом крупных фракций, а, во-вторых, из-за "ухода" воды из дражных разрезов по этим выработкам, подсеченным забоем драги. Отсыпка отвалов вскрышных пород между создаваемым дражным разрезом и бортами выработанного пространства позволяет изолировать технологический водоем от подземных выработок в бортах и предотвратить фильтрационные утечки по ним.

Для создания наиболее благоприятных условий драгирования при подготовке россыпи навал песков между отвалами формируется с учетом оптимальных параметров забоя исходя из существующей площади поперечного сечения промышленных запасов. То есть для обеспечения максимальной производительности драги устанавливается наивыгоднейшее соотношение ширины и высоты дражного забоя. Данное соотношение определяется с использованием известных зависимостей производительности драги от ширины забоя и мощности драгируемых песков.

Изобретение может быть использовано при дражной разработке россыпей небольшой ширины при значительной мощности вскрышных пород. Цель снижение затрат на разработку россыпей небольшой ширины при значительной мощности вскрышных пород за счет уменьшения объема работ на осушение и последующее затопление песков. При вскрытии котлован располагают на всю ширину россыпи, экскаватор устанавливают на целике пустых пород и отработку ведут с одного места его стояния. Отвал размещают на бортах котлована и части плотика, прилегающего к бортам формированием у нижней бровки откоса котлована дренирующего канала путем наращивания отвала в направлении борта с сегрегированием пород при отсыпке и укладкой валунов вдоль канала. Затем пустые породы укладывают на плотик и откосы отвалов. После формирования нового котлована экскаватор перемещают на следующее место стояния и операции повторяют в том же порядке. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ТРУДНОДРАГИРУЕМЫХ РОССЫПЕЙ, включающий подготовку россыпи, вскрытие котлована до плотика, отработку экскаватором вскрышных пород, отсыпку отвала на плотик и его наращивание, перемещение пустых пород целика, расположенного на песках, в выработанное пространство, отработку песков слоями с укладкой на пустые породы, удаление валунов, затопление и драгирование песков, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на разработку россыпей небольшой ширины при значительной мощности вскрышных пород за счет уменьшения объема работ на осушение и последующее затопление песков, первоначальный котлован располагают на всю ширину россыпи, экскаватор располагают на целике пустых пород, отработку ведут с одного места его стояния, отвал размещают на бортах котлована и части плотика, прилегающего к бортам с формированием у нижней бровки откоса котлована дренирующего канала, причем отвал наращивают в направлении борта, пустые породы укладывают на плотик и откосы отвала, после формирования нового котлована экскаватор перемещают на следующее место стояния и операции повторяют в том же порядке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на осушение, в месте расположения дренажного канала вскрышные породы отсыпают с их сегрерированием. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что валуны укладывают в месте расположения дренажного канала.