Способ управления обрушением и перемещением материалов Советский патент 1983 года по МПК E21C41/00 

.Изобретение относится к горной промыишенности и может быть использовано при открытой разработке местсрож дений полезньтх ископаемых.

Известен способ формирования отвала на косогоре, вкл ючающий последовательную отсыпку горных пород и; искусственное обруиение посредством подачи сжатого воздуха в надувную оболочку, расположенную в основании отвала параллельно фронту отсыпки 1.

Недостатком этого способа является то, что надувная оболочка оказывает воздействие лишь на небольшую часть пород отвала, расположенных между плоскостью скольжения и его отко,сом, а перемещение этой части обрушенных пород осуществляется только под действием собственного веса. В. связи- с этим образуемая после обруше- , НИН и гравитационного перемещения указанных пород дополнительная приемная емкость .отвала становится значительно меньше первоначальной, а для последующих обрушений при формировании общего отвала потребуется вновь проходить в его основании траншею и укла дывать в нее .новую обойму с оболочкой.

Известен также спсзсоб управления отвал 1 горных пород при открытой .

разработке полезных ископаемых, включакядий искусственное обрушение отвала путем принудительного замачивания контактирующего с подстилающей породой слоя отвальной горной массы водой, подаваемой из размещенной в подстилающей породе перед засыпкой отвала системы водовыпускных устройств 2.

Недостатком данного способа явля10ется то, что перемещение по склону пород временного отвала после их искусственного обрушения происходит под действием сил гравитации. Поэтому дальность перемещения горных пород, t

15 а следовательно, и общая ёмкость отвала зависит от хрутизны склонов гор и оврагов, на которых он формируется. Кроме того, способ сложен технически, так как требует периодического вос20становления водовыпускной системы, нарушаемой в результате обрушения пород.

Цель изобретения - повырюние эффективности и улучшение безопасности ра25бот.

Поставленная цель достигается тем, что принудительное воздействие на перемещаемый материал осуществляют массивом горных пород, которому сооб30щают колебания. На фиг. 1 представлена схема применения предлагаемого способа при формировании отвалов на склоне гор или глубоких оврагов; на фиг, 2 то же, при разработке нагорных место рождений системой наклонных слоев на открытых горных работах; на фиг. 3 10 , при очистке склонов гор от скоплений нарушенных горных пород. Способ осуществляется следующим образом. На склоне горы или ее вершине в массиве горных пород (фиг. 1) сооружают площадку 1длиной, равной длине отвального фронта, и шириной, обеспе чиванвдей размещение н.а ней необходимого горного и транспортного оборудо вания. На этой площадке в непосредственной близости от ее внешней кром ки устанавливают по длине один или несколько виброисточников 2, главные параметры которых могут изменяться в зависимости от горно-геологических и горно-технических условий в следую щих диапазонах: возмущающая сила 100 10000 тс,-частота колебаний 1-60 Гц. Известными способами, например, буль дозерами или отвалообра-зователями с площадки 1 на склоне горы осуществля ют отсыпку вывезенных из карьера вскрышных горных пород 3. Складирова ние этих горных пород производится до контуров устойчивого и безопасног отвала (временный отвал). Это состоя ние отвала определяется на основе специальных маркшейдерских наблюдений за его деформациями. При достиже НИИ предельных контуров работы на временном отвале прекращаются и вклю чаются виброисточники 2, сообщагодие колебания подстилающим породам 4. Энергия колебательного движения подстилающих пород передается на нижние слои отвала, в результате чего нарушается его устойчивое состояние и начинается пермещение отвальных пород под действием собственного веса за счет уменьшения эффективных коэффициентов трения и сцепления при вибрации. После завершения спуска отсыпанных пород виброисточники колебаний отключаются и с той же площадки 1 производится отсыпка нового временного отвала. Время работы виброисточник ков определяется крутизной склонов и свойствами складируемых пород. В дальнейшем операции повторяются до тех пор, пока не будет сформирюван общий отвал на всем протяжении косогора. На фиг. 2. согласно способу представлен рабочий борт карьера. В зависимости от. мощности вскрыши он может состоять из одного или нескольких уступов, отрабатьюаемых наклонными слоями 5 и такого же числа площадок il, на которых устанавливаются виброисточники 2 и размещается погрузочнотранспортное оборудование. Длина площадок равна длине фронта работ карьера, ширина определяется технологией ведения горных работ. При разработке месторождений наклонные слои 5 отра- , батываются снизу вверх заходками длиной, равнойоткосу уступа. Известными способами разрыхляется часть 1заходки наклонного слоя (выемочный блок), Которая обрушается на откос уступа. Породы уступа являются нодстилающими для обрушения горной Массы. Расположенный на вышележащей площадке 1 виброисточник 2 сообщает направленные колебания подстилающим породам 4. Вибрация уменьшает действие сил трения и сцепления в перемещаемом материале 3 и активно воздействует на него в направлении транспортирования. Возникагацее тяговое усилие обеспечивает перемещение горной массы по откосу уступа, угол которого выбирается из условия исключения самотечного движения. Доставленная на площадку горная масса погрузочным оборудованием б загружается в транспортные средства 7 и вывозится на внешние или внутренние отвалы. Б такой же последовательности отрабатывается следующий выемочный блок и вся заходка. По мере развития горных работ в карьере виброисточники 2 переносятся при отработке наклонного слоя параллельно фронту работ, а при отработке слоев - перпендикулярно ему. При этом парслметры виброисточников должны регулироваться в зависимости от изменения горно-геологических характеристик перемещаемой горной массы, подстилакадих пород и элементов системы разработки. Перемещаемый материал 3 может быть представлен селями, лавинами, курумами фиг. 3). Очистка склонов гор от нарзпленных пород в районах строительства или производства горных работ производится в следующей последовательности. На склоне горного массива в зависимости от ширины распространения, зоны нарушенных пород сооружают одну или несколько площадок 1, размеры которых должны обеспечивать необходимые условия для размещения и эксплуатации виброисточников 2. При наличии в нижней части зоны подпора из массива нетронутых горных пород его устраняют путем проведения специальных обнажающих выработок 8. Эти выработки создают или усиливают напряженное состояние зоны нарушенных горных пород 3. Перемещение их по склону горы осуществляется под действием собственного веса за счет сил вибрации. Расположенные на площадках 1 виброисточники 2 сообщают колебания полсти