Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых Советский патент 1981 года по МПК E21C41/00 

I

Изобретение относится к горной про мышленности, а именно к способам открытой разработки залежей полезных ископаемых, и может быть использовано в ограниченных в плане крутопадающих залежах, например, кимберлитовых трубках, пре: имущественно золота, алмазов и щтркообразные и т. п. залежи, а также не исключает возможности использования и при разработке горизонтальных, пологих или наклонных залежей.

Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрыщные работы и выемку полезного ископаемого, при котором производят искусственное укрепление поверхности откосов уступов для предотвращения выветривания пород и их осыпания (IJ.

В этом способе для уменьшения вскрышных работ при обеспечении безопасности разработки производят частичное укрепление откосов путем установки различных видов крепи на откосах уступов, что позволяет сократить работы по дополнительному разносу (выполаживанию) бортов карьера. Искусственное укрепление откосов в указанном способе разработки позволяет

углы откосов на участках с - менее устойчивыми породами довести до значенийуглов на участках с более устойчивыми породами, причем искусственное укрепление целесообразно проводить в зонах интенсивной трещиноватости, тектонических нарушений, а также в зонах распространения пород, склонных к интенсивному выветриванию.

Однако во многих случаях область применения способа сужается, а эффективность отработки залежи остается недостаточно высокой из-за значительных сроков освоения месторождения и его отработки, больших капитальных вложений и объемов вскрышных работ по разносу бортов карьера, значительных площадей, выделяемых

15 под породные отвалы, ограниченной производительности труда; высокой себестоимости полезного ископаемого, ограничений, Накладываемых требованиями безопасного ведения горных работ, и затруднений в обеспечении проветривания и водоотлива, что

Л является его недостатками.

Наиболее ярко эти недостатки проявляются при разработке крутопадаюших, ограниченных в плане месторождений типа штоков, трубок и т. п., когда извлекаемый объем вскрышных пород возрастает пропорционально квадрату и кубу глубины карьера, а также в особо сложных инженерногеологических условиях, например, в веяномерзлых .породах.

Известен также способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий определение контура зоны разработки, по которому производят установку вертикальной зал1кнутой крепи, наращиваемой по мере углубления горных работ, выемку полезного ископаемого внутри крепи и выдачу горной массы на поверхность 2.

Однако известному способу присущи такие же недостатки, которые были описаны выше.

Цель изобретения - расширение области применения способа за счет отработки крутопадающих, ограниченных в плане месторождений типа штоков, трубок и т. п., повышение эффективности отработки залежи за счет увеличения глубины разработки и уменьшения объема крепления.

Указанная цель достигается тем, что предварительно осуществляют разработку полезного ископаемого до уровня, ниже которого отработка открытым способом является нерациональной, затем определяют контур зоны разработки по контуру проекции залежи полезного ископаемого на плоскость уровня предварительной разработки, при этом вертикальную замкнутую крепь устанавливают по контуру проекции залежи полезного ископаемого на указанную плоскость.

А также тем, что залежь полезного Ископаемого разбивают На отдельные участки, а крепь установлена по границам этИх участков.

На фиг. изображена схема разработки залежи (кимберлитовой трубки), вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же с расстановкой оборудования; на фиг. 3 - возможную схему разбивки горизонтальной или пологой залежи на отдельные участки. Способ открытой разработки залежей - полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

По Данным геологической разведки и с учетом технико-экономических факторов определяют контур проекции 1 залежи 2 полезного ископаемого на горизонтальную плоскость. При выходе залежи 2-на дневкук). поверхность 3 и относительно неглубоком залегании, например, до 500 м, в качестве указанной горизонтальной плоскости может служить эта поверхность 3. Далее производят вертикальное крепление по всему контуру 1. В качестве крепи 4 может быть использована монолитная железобетонная крепь, опускная крепь, шпунтовая и т. д. Выемку полезного ископаемого ведут внутри крепи 4 под ее защитой любым известным

образом, с предварительным дроблением или без, в зависимости от его физико-механических свойств. .

Погрузка полезного ископаемого может осуществляться экскаваторами 5 в автосамосвалы б, а далее подъемным устройством 7, например, скипового типа. На поверхность. В раме этого же устройства 7 монтируются трубы водоотлива и проветривания (не показаны).

Способ может быть применен и в действующих карьерах. В этом случае крепь 4 устанавливается с гори.зонта, соответствующего уровню существующего развития торных работ в карьере.

При разработке ограниченных в плане;

горизонтальных, пологих и наклонных залежей 8, глубина залегания которых соизмерима или менее максимального размера залежи 8 в плане, целесообразно залежь 8 разбивать на отдельные участки 9-13, а крепь устанавливать по границам этих

участков (сплошные линий на фиг. 3).

Выемка полезного ископаемого из участков 9-13 залежи 8 может производиться по отдельности или совместно в двух или более участках.

Как при выходе залежи 2 на дневную

повергсность 3, так и при наличии покрывающих пород 14 возможно предварительно осуществлять вскрышные работы с разносом бортов 15 карьера до горизонта 16, уровень которого определяют по техникоэкономическому фактору с учетом дальнейшей, выемки полезного ископаемого по .описанному способу. При этом горизонт 16 может лежать как выше залежи 2, так и пересекать ее.

Таким образом, предлагаемый способ

полностью исключает или сводит к минимуму вскрышные работы по разносу бортов карьера. Вследствие этого, предлагаемым способом можно достичь расширение области применения прогрессивного способа открытой разработки за.счет обеспечения возможности выемки с его помощью месторождений, ранее разрабатываемых подземным способом, ускорение освоения месторождения и сокращение сроков его отработки, снижение себестоимости полезного ископаемого, уменьшение капитальных вложений, увеличение производительности труда, сокращение площадей, выделяемых . под породные отвалы, более безопасное ведение, работ, а также повышение эффективности проветривания и водоотлива. ,

Все эти преимущества способствуют существенному повыщению эффективности отработки залежи и создают большой социальный эффект. Например, в п/о «Якуталмаз Минцветмета СССР на повестку дня поставлен вопрос о закрытии .одних карьеров и переводе на подземный способ разработки других, затягивается также вопрос об освоении новых карьеров. ; Применение предлагаемого способа будет способствовать решению этого вопроса. Ориентировочные расчеты показывают, что только для одного крупного карьера с объемом вскрышных работ на сумму около 200 млн. руб. дополнительные затраты на крепление откосов не превысят 150 млн. руб. При этом может быть получен экономический эффект около 50 млн. руб. Формула изобретения 1. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий определение контура зоны разработки, по которому производят установку вертикальной замкнутой крепи, наращиваемой по мере -углубления горных работ, выемку полезного ископаемого внутри крепи и выдачу горной массы на поверхность, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа за счет отработки крутопадаюш,их, ограниченных в плане месторождений тнпа штоков, трубок и т. п.. повышения эффективности отработки залежи за счет увеличения глубины разработки месторождения открытым способом н уменьшения объема крепления, предварительно осуществляют разработку полезного ископаемого до уровня, ниже которого отработка- открытым способом является нерациональной, затем определяют контур зоны разработки по контуру проекции залежи полезного ископаемого на плоскость уровня предварительной разработки, при этом вертикальную замкнутую крепь устанавливают по контуру проекции залежи полезного ископаемого на указанную плоскость. 2. Способ по п. i, отличающийся тем, что залежь полезного ископаемого разбивают на отдельные участки, а крепь устанавливают по границам этого участка. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1.Фисенко Г. Л. и др. Укрепление откосов в карьерах. М., «Недра, 1974, с. 36-38. 2.Авторское свидетельство СССР № 688622, кл. Е 21 С 41/00, 1978.

X

Фиг. 1