Способ отработки глубоких карьеров Советский патент 1993 года по МПК E21C41/26 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для эксплуатации, проектирования и реконструкции карьеров, отрабатываемых с применением автотранспорта, в период пиковых текущих объемов вскрыши.

Целью изобретения является повышение эффективности отработки за счет снижения эксплуатационного коэффициента вскрыши при повышении производительности горного оборудования,

На фиг,1 изображена схема формирования рабочей зоны карьера; на фиг.2 - конструкция участка рабочего борта: на фиг.З - схема отработки целика длиной в один экскаваторный блок; на фиг.4 - схема развития транспортных коммуникаций для отработки

целика длиной в один (а), два (б), три (в) экскаваторных блока.

На схеме изображены глубокий карьер 1, рудное тело 2, этапы разработки вскрышных пород 3, горизонтальные рабочие участки 4, временно-нерабочий борт 5, добычнзя зона 6, участок буровых работ 7, участок экскавации 8, призабойные 9 и магистральные 10 временные автосъезды, последовательно-петлевая система съездов 11.

Способ осуществляется следующим образом.

В карьерном пространстве формируют целик (фиг.4), отработку которого ведут крутыми слоями.(фиг.1). Параметры рабочей зоны, слоев и схемы транспортных коммуникаций принимают в соответствии с

XI

Ю Ю

4

Ю

СО

законами соразмерного развития рабочего пространства.

При этом система магистральных автомобильных съездов выходит в рабочую зону целика на различных уровнях в противопо- ложных торцах экскаваторного блока (фиг.4). Слой отрабатывают одним рабочим уступом на всю ширину (фиг.2). После отработки экскаваторного блока создают временный автомобильный съезд на нижележащий горизонт и отрабатывают готовые к выемке запасы. Таким же образом отрабатывают нижележащие горизонты, создавая поступательную систему временных автомобильных съездов (фиг.З). После сое- динения этой системой съездов двух магистральных систем автосъездов экскаватор отрабатывает верхний автосъезд, прерывая связь с первой системой постоянных съездов и продолжая работать на другую.

Горные работы ведутся на нескольких слоях одновременно.

Аналогичные работы ведутся при отработке соседних экскаваторных блоков. :Д Ширину полосы отработки определяют QJ соответствии с законом соразмерности горных работ по вскрытию новых горизонтов и по углубке карьера. Длину экскаваторного блока - исходя из необходимой скорости понижения горных работ,

Число уступов между смежными рабочими площадками рассчитывают по формуле

N«-No(fe-1.)

(1)

где No - глубина этапа, количество уступов;

hre - скорость понижения горных работ при отработке слоя, м/год;

hro - скорость углубки карьера, м/год.

Систему автомобильных транспортных коммуникаций (фиг.4) формируют за пределами целика с обеих сторон в виде поступательно-петлевой системы съездов 11, которая связывается с зоной разноса целика горизонтальными участками через оп- ределенное количество уступое. Транспортный доступ к любой точке целика обеспечивают за счет временных магистральных 10 и призабойных 9 автосъездов.

Количество уступов между смежными по высоте автотранспортными коммуникациями на целике определяется по формуле

NT

t-б -2

. hy/l + о где Le - высота блока, м; hy - высота уступа, м; i - уклон автосъезда, доли единицы; lo длина площадки примыкания, м.

(

5 1015 20

2530

35

40 45

50

55

Формирование рабочего пространства в соответствии с расчетом позволяет поддерживать результирующий угол рабочего борта уррб в соответствии с формулой

ctg ctg + - (cigty ± Ctg у) +

+ (N6-1). ЬТ

+ 2-N6 W (

где конструктивный угол временно-нерабочего борта, град;

у- угол падения рудного тела (+ - при размещении рабочей зоны со стороны висячего бока залежи, - - со стороны лежачего бока), град;

NB - количество экскаваторных блоков на целике;

Ьт - ширина транспортной бермы.

Пример, Рассмотрим реализацию технического решения на примере конкретных условий, изложенных в прототипе; временно нерабочий борт сформирован со стороны висячего бока залежи длиной в один экскаваторный блок; угол падения рудного тела у 60°; скорость углубки карьера hro 10 м/год; высота рабочих уступов hy 12 м; угол откоса уступа а 80°; конструктивный угол временно нерабочего борта i/ 35°..

Задаемся технологическими показателями;

Коэффициент обеспеченности готовыми к выемке на рабочей площадке запасами

горной массы Кз 7т года, который обуславливает скорость разноса участка временного нерабочего борта со скоростью 3 уступа/год или 36 м/год (минимальное по нормам проектирования значение Кз, равное 0,25, ограничивает интенсивность разноса целика четырьмя уступами в год; большое значение Кз снижает интенсивность горных работ по разносу целика).

Коэффициент обеспеченности вскрытыми запасами руды N0 2 уступа характеризует шаг передвижки временно нерабочего борта (оптимальными значениями являются 2-3 уступа; при N0 1 полоса отработки становится очень узкой, а при N0 3 сокращается длина экскаваторного блока, что затрудняет организацию работ в плане).

Производит расчет: .

Ширина полосы отработки

b N0-hy(ctg t/ -fCtgy ) 2 х 12 х х(1,43+0.58) 48м

Длина блока

К3 1.2Х106ХО;33.

b

12X48

Конструктивное число уступов между рабочими площадками

Nk No ( - 1)2 Х( - 1) 5.2«5 уступов.

Число уступов между транспортными бермами

NT- ,2 2х700 8,2-8 уступов (-Но) (Щ)8+20)

. Конструктивный угол рабочего борта ctg V + (ОД + ctgy) 1,43 +

+ fx (1,43+ 0,58)-2,23; 24° .

О

Размеры бермы на временно нерабочем борту

Вк hy(ctg j)- Ctga) 12 х (1.43 - 0,176) 15 м

Ширина рабочей площадки Вр ВК + Ь 15 + 48 63 м

Таким образом, экскаватор работает на площадке шириной 63 м, отрабатывает полосу шириной 48 м и длиной около 700 м с интенсивностью 3 уступа в год.

Через 4 уступа вверх и вниз располагаются аналогичные рабочие зоны.

Бермы консервации составляют 15м.

Стабильность добычи лоддерживается следующим образом.

За время опускания добычных работ на два уступа к моменту вхождения временно нерабочего борта в рудную зону отстоящая от него на пять уступов площадка по разносу целика опустится на семь уступов и восстановит фронт добычных работ для углубки на следующие два уступа.

При такой динамике работ предельный угол наклона рабочего борта составит 24°.

Если отстроить график зависимости (p) и определить необходимый усредненный на первый период эксплуатационный коэффициент вскрыши, то он окажется на 7% меньше, чем в случае традиционных Т8° угла наклона рабочего борта.

Это позволит в случае работы в соответствии с проектом сократить производительность карьера по .вскрышным работам на

7%; в случае значительного отставания по вскрышным работам обеспечить стабильную добычу без роста или со значительно меньшим ростом производительности по 5 горной массе.

Использование предлагаемого способа по сравнению с известными дает следующие преимущества, характерные для систе- . мы разработки с поперечными заходками

0 повышение производительности экскаватора на 10-15% за счет исключения работы в тупиковом забое; снижение себестоимости за счет применения многорядного взрывания на 5-10%.

5 Формула изобретения

Способ отработки глубоких карьеров, включающий отработку карьера по глубине уступами с отставлением целиков с участка-. .ми временного нерабочего борта, срабаты0 вание целиков крутыми слоями с рабочих площадок, формирование транспортных коммуникаций на борту карьера и соединение их с временными призабойными съездами, отличающийся тем, что, с целью

5 повышения- эффективности отработки за счет снижения эксплуатационного коэффициента вскрыши при повышении производительности горного оборудования, отработку слоев ведут поперечными заход0 ками на всю ширину слоя, рабочие площадки по отработке целика формируют по высоте через число нерабочих уступов, определяемое из выражения

35

NK

N.(Ј-1).

где No - глубина слоя, число уступов;

hrs - скорость понижения горных-работ при отработке слоя, м/год;

hro скорость углубки карьера, м /год, а транспортные бермы на целике формируют по высоте через количество уступов, определяемое из выражения . .

L.6-2

Мт

hy/i + 10

где Le - длина экскаваторного блока, м;

hy - высота уступа, м;

i - уклон автосъезда, доли ед.; о длина площадки примыкания, м, причем транспортные коммуникации с противоположных сторон целика располагают в

шахматном порядке относительно экскаваторного блока, а временные призабойные съезды, поочередно соединяют с одной из транспортных магистральных коммуникаций.

JU U Й1Ч J I

- - - - -- gL-g aBjT71IJf3im

ФигЛ

Изобретение может быть использовано для эксплуатации карьеров, отрабатываемых с применением автотранспорта. Цель - повышение эффективности отработки за счет снижения эксплуатационного коэффициента вскрыши при повышении произво- дительно сти горного оборудования. Отработку ведут с формированием участков временного нерабочего борта. Формируют рабочие площадки по отработке целиков по высоте борта через число нерабочих уступов, определяемое по формуле. Целики отрабатывают крутыми слоями поперечными заходками на всю ширину слоя. Формируют на целике транспортные бермы по высоте через количество уступов, определяемое из формулы и соединяют их с временными призабойными съездами. Транспортные коммуникации с противоположных сторон целика располагают в шахматном порядке. 4 ил.