Способ отработки обводненного уступа Советский патент 1993 года по МПК E21C41/28 

П 15

N

00

S

V|

О

Ю

Изобретение относится к способам отработки обводненного уступа экскаваторами-драглайнами по бестранспортной схеме и может быть использовано при открытой разработке обводненных горизонтальных месторождений.

Известен способ отработки уступа, включающий разделение его на два под- уступа, установку экскаватора-драглайна на верхней площадке Нй:жнё1 о подуступа, выемку породы и укладку ее в о внутренний отвал. Недостатками указанного способа является небольшая высота отрабатываемого уступа и сложность ведения горных работ при наличии в толще уступа трудноосушаемого водоносного горизонта, поскольку вода из обнаженного водоносного пласта будет вытекать на нижележащие породы откоса уступа и приведет к их обрушению. При этом, стекая в основание отвала, вода вызовет оползни его откосов, В результате, вскрытое полезное ископаемое за- плывет породой и его выемка будет сопровождаться значительными потерями.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ отработки уступа экскаватором-драглайном, (выбран в качестве прототипа), включающий разделение его на два подуступа, установку экскаватора на верхней площадке нижнего подуступа и предотвале, выемку породы и укладку ее во внутренний отвал при сооружении в пределах ширины отрабатываемой заходки нижнего подуступа вруба. Однако, наряду с возможностью увеличения высоты уступа; указанному способу присущ главный недостаток - сложность ведения горных работ при наличии в толще уступа трудноосушаемого водоносного горизонта (например, обводненных песков (плывунов в верхней части нижнего подуступа) из-за низкой устойчивости откосов уступа и внутреннего отвала.

Действительно, при обнажении водоносного горизонта откосом уступа, вода из него будет стекать по нижележащим породам, что приведет к их обрушению. Попадая далее в выработанное пространство, вода будет способствовать деформации и обрушению откосов внутреннего отвала. В результате увеличиваются потери полезного ископаемого, усложняется организация и снижается безопасность горных работ. При этом следует отметить, что при вскрытии водоносного горизонта врубом, последний через небольшой промежуток времени заплывет, т.е. заполнится переувлажненной породой, что приведет к снижению эффективности рассматриваемого способа из-за

необходимости смещения места установки драглайна на предотвале в сторону уступа. При этом известный способ предотвращения попадания подземных вод в выработанное пространство карьера, включающий проходку выемки до кровли водоупора с непосредственным заполнением последней водонепроницаемой породой, неприемлем при разработке уступа, который содержит

0 толщу обводненной породы, залегающей на значительной глубине от земной поверхности, т.к. сооружение противофильтраци- онного экрана приведет к резкому увеличению объема вскрышных работ и со5 ответственно повышению затрат на разработку полезного ископаемого при дополнительном отчуждении значительной площади сельскохозяйственных угодий. Цель изобретения - повышение устой0 чивости откосов уступа и внутреннего отвала за счет предотвращения попадания обводненных пород в выработанное пространство при отработке подуступов, разделенных водоупором.

5Поставленная цель достигается тем, что при способе разработки обводненного уступа, включающем отработку массива с установкой экскавационного оборудования на верхней площадке нижнего подуступа и на

0 предотвале, выемку пород заходками со смещением заходок верхнего подуступа по отношению к заходкам нижнего подуступа к массиву, проходку вруба в пределах ширины заходки нижнего подуступа, примыкаю5 щей к выработанному пространству, и укладку пород во внутренний отвал, в пределах ширины второй от выработанного пространства заходки верхнего подуступа до кровли водоупора формируют полутран0 шею. При этом непосредственно после выемки, обводненных пород, производят заполнение сформированной полутраншеи водонепроницаемыми породами с уплотнением последних. Несмотря на то, что от5 дельные элементы предлагаемого способа известны из других источников, в данном случае сочетание их придает совершенно новые признаки, позволяющие повысить устойчивость откосов уступа и внутреннего за

0 счет предотвращения попадания обводненных пород в выработанное пространство при отработке подуступов, разделенных водоупором. Так, .сооружение в пределах ширины второй от выработанного

5 пространства заходки верхнего подуступа до кровли водоупора полутраншеи позволяет отсечь водоносный горизонт целика от обводненных пород, находящихся в пределах ширины отрабатываемой в данный момент времени заходки. При этом

заполнение указанной выемки водонепроницаемой породой (например, из нижнего подуступа) непосредственно за выемкой грунта предотвратит ее затопление и заполнение обводненной породой из водоносного горизонта, находящегося в целике, а также обеспечит сооружение водоупорной пробки, которая предотвратит сток воды в выработанное пространство по откосу отрабатываемого уступа, А это, как было показа- но выше, обеспечит повышение устойчивости откосов как уступа, так и внутреннего отвала. Поскольку для удержания воды водонепроницаемая порода должна быть хорошо утрамбована, то предлагаемый способ предусматривает ее уплотнение (например, за счет отсыпки при максимальной высоте разгрузки ковша экскаватора). Таким образом, эффект достигаемый от использования определенных элементов в составе известных и заявленного способов не одинаков. Включение этих элементов в состав совокупности признаков заявляемого способа привело к возникновению новой связи между отдельными элементами совокупности и вследствие этого возник дополнительный новый эффект, который не достигался при включении таких элементов в другие известные совокупности признаков. Следовательно, каждый из приведенных в формуле изобретения признаков, отдельно взятый, необходим, а все вместе взятые, достаточны для того, чтобы отличить данный способ от всех других и характеризовать его в том качестве, которое проявляется в положительном эффекте. А отсутствие каждого признака в совокупности признаков не дает возможности получить этот положительный эффект, который является целью изобретения и лишь его наличие в совокупности признаков обеспечивает получение этого положительного эффекта.

На чертеже представлена схема отработки обводненного уступа экскаватором- драглайном по предлагаемому способу. Способ осуществляется следующим образом.

Вскрышный уступ, содержащий в толще слагаемых его пород водоносный горизонт 1, разбивают на верхний 2 и нижний 3 под- уступы по водоупору 4. Драглайн целесообразно устанавливать в положение 5 на кровле 6 водоупора 4, которая одновременно является верхней площадкой нижнего подуступа 3. Драглайном 5 ведут отработку заходки 7 верхнего подуступа 2 и заходки 8 нижнего подуступа 3. При этом по мере отработки заходки 7 в пределах ширины второй от выработанного пространства

заходки 9 верхнего подуступа сооружают выемку 10 в форме полутраншей до кровли 6 водоупора 4. Непосредственно за выемкой грунта указанную полутраншею 10 заполняют водонепроницаемой породой (например глиной из нижнего подуступа 3), которую для уплотнения отсыпают, например, при максимальной высоте разгрузки драглайна 5. В результате образуется

0 пробка, препятствующая стоку воды из водоносного горизонта 1 в выработанное пространство и достигается поставленная цель - повышается устойчивость откосов уступа и внутреннего отвала. По мере отсыпки во5 донепроницаемой породы в полутраншею 10, драглайн 5 сооружает вруб 11 и, отрабатывая заходку 7, вынимает водонепроницаемую породу 12,отсыпанную при отработке предыдущей заходки верхнего подуступа 2.

0 Вынутая порода укладывается в навал 13, и по мере отработки всего фронта работ драглайн перемещается в положение 14 (при этом может применяться другой экскаватор), отрабатывает оставшуюся часть заход5 ки 8 нижнего подуступа 3, переэкскавирует часть навала 13 во внутренний отвал 15 и вскрывает пласт полезного ископаемого 16. В дальнейшем цикл работ повторяют. Таким образом, использование предлагаемого

0 изобретения по сравнению с прототипом позволит повысить устойчивость откосов уступа и внутреннего отвала за счет предотвращения попадания обводненных пород в выработанное пространство при отработке

5 подуступов, разделенных водоупором. За базовый объект принят способ отработки обводненного уступа, который описан в качестве прототипа к настоящей заявке и применяется на Северо-Восточном участке

0 разреза Балахов ПО Александрияуголь МУП СССР. При этом в толще основного вскрышного уступа, разрабатываемого драглайном ЗШ-10/70, на глубине 4- 6 мот верхней площадки уступа залегает пласт об5 водненных песков мощностью 1 - 3 м, который не поддается предварительному осушению известными методами. В результате при обнажении этого водоносного горизонта откосом уступа, вода из него

0 высачивается в выработанное пространство. Стекая по откосу нижнего подуступа, она смачивает нижележащие породы и приводит к их обрушению. Попадая далее в основание отвала, вода вызывает оползни его

5 откосов. В результате вскрытый уголь заплывает породой и его разработка отдельным выемочно-погрузочным оборудованием не представляется возможной. Поэтому, по мере отработки вскрышного уступа драглайн ЭШ-10/70 вынимает часть

угольного пласта, который не успел заплыть породой и укладывает его на верхней площадке верхнего подуступа. Остальная часть угля (до 20%) безвозвратно теряется. Предлагаемый способ отработки.обводненного участка позволит повысить устойчивость откосов уступа и внутреннего отвала путем предотвращения попадания обводненной породы в выработанное пространство из водоносного горизонта, расположенного в верхней части нижнего подуступа и таким образом обеспечит снижение потерь угля на 17%.

Формула изобретения Способ разработки обводненного уступа, включающий отработку массива под- уступами с установкой экскавационного оборудования на верхней площадке нижне0

5

0

го подуступа и предотвала, выемку пород заходками со смещением заходок верхнего подуступа по отношению к заходкам нижнего подуступа, примыкающей к выработанному пространству, и укладку пород во внутренний отвал, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости откосов уступа и внутреннего отвала за счет предотвращения попадания обводненных пород в выработанное пространство при отработке подуступов, разделенных водоупо- ром, в пределах ширины второй от выработанного пространства, заходки верхнего подуступа до кровли водоупора формируют полутраншею, при этом непосредственно после выемки обводненных пород производят заполнение формируемой полутраншеи водонепроницаемых пород с уплотнением последних.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ОБВОДНЕННОГО УСТУПА

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при открытой разраб. обводненных горизонтальных м-ний. Цель изобретения - повышение устойчивости откосов уступа и внутреннего отвала за счет предотвращения попадания обводненных пород в выработанное пространство при отработке подуступов, разделенных во- доупором. Отработку массива ведут под уступами 2 и 3. Экскавационное оборудование устанавливают на верхней площадке нижнего подуступа 3 и предотвале 13. Выемку пород осуществляют заходками 7 и 8 со смещением заходок 7 верхнего подуступа 2 по отношению к заходкам 8 нижнего подуступа 3 к массиву. В пределах ширины заходки 8 нижнего подуступа 3 проходят вруб 11. Укладку пород ведут во внутренний отвал 15. В пределах ширины второй от выработанного пространства заходки верхнего подуступа 2 до кровли 6 водоупора 4 формируют полутраншею 10. Непосредственно после выемки обводненных пород производят заполнение формируемой полутраншеи 10 водонепроницаемыми породами с уплотнением последних. 1 ил. ел с