Способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке крутопадающий и наклонных месторождений большой мощности. Цель изобретения - сокращение затрат на разработку вскрышных пород при увеличении глубины разработки, повышение ритмичности добычи, сокращение потерь и увеличение объема вскрытых запасов полезных ископаемых при вскрытии месторождений, представленных свитой залежей. Первоначально горные работы ведут во вскрывающем блоке в направлении к лежачему или висячему боку залежи с одновременным их углублением и внутренним отвалообразованием. Затем развивают горные работы на торцовом борту до границы карьерного поля. Отработку ведут горизонтальными или наклонными слоями при постепенном понижении горных работ. Вскрышные породы размещают во временное технологическое пространство и на дно карьера, сформированного под углом, меньшим угла естественного откоса отсыпаемых пород. Углубку карьера ведут во вскрывающем блоке. 3 з.п.ы-лы, 8 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841270/03 (22) 20.06.90 (46) 23.05.92, Бюл. N. 19 (71) Московский горный институт (72) П.И.Томаков и В.С.Коваленко (53) 622.271 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1155755, кл. Е 21 С 41/26, 1983.

Романенко А.В. Обоснование основных параметров технологии разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием: Автореф. на соиск. ученой степени канд, техн. наук. Днепропетровск, 1989, с. 7 — 8. (54) СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ

КРУТОПАДАЮЩИХ И НАКЛОННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке крутопадающий и наклонных месторождений большой мощности. Цель

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых в карьерах, отрабатывающих крутопадающие и наклонные залежи, представленные свитой большой мощности.

Известен способ открытой разработки крутопадающих месторождений, в котором месторождение передовым карьером вскрывают на глубину первой очереди с размещением вскрышных пород во внешнем отвале, после чего, ведут выемку полезного ископаемого и разнос бортов карьера с размещением вскрышных пород в выработанном пространстве вначале — передового Ж,, 1735585 А1 изобретения — сокращение затрат на разработку вскрышных пород при увеличении глубины разработки, повышение ритмичности добычи, сокращение потерь и увеличение объема вскрытых запасов полезных ископаемых при вскрытии месторождений, предста влен н ых свитой залежей. Первоначал ь но горные работы ведут во вскрывающем блоке в направлении к лежачему или висячему боку залежи с одновременным их углублением и внутренним отвалообразованием. Затем развивают горные работы на торцовом борту до границы карьерного поля. Отработку ведут горизонтальными или наклонными слоями при постепенном понижении горных работ. Вскрышные породы размещают во временное технологическое пространство и на дно карьера, сформированного под углом, меньшим угла естественного откоса отсыпаемых пород. Углубку карьера ведут во вскрывающем блоке. 3 з.п.ы-лы, 8 ил. карьера, а после его заполнения и подвигания фронта горных работ — во вновь сформированном выработанном пространстве.

Отсыпкуотвала ведутярусами. После подхода фронта горных работ к границам карьерного поля производят углубку карьера следующего этапа. Если при этом потребуется и разнос борта, представленного отсыпанными ярусами внутреннего отвала, то вскрышные породы данного отвала в контурах разноса перемещают во внешний отвал.

Далее горные работы ведут в обратном направлении с перемещением вскрышных пород внутреннего отвала карьера первой очереди в выработанное пространство карьера следующего этапа (очереди). Во внут1735585

30

55 ренний отвал перемещают также и породы вскрыши карьера данной очереди.

Основным недостатком данного способа является большой объем перемещения пород вскрыши. Так, при отработке карьера в две очереди, вскрышные породы первой очереди необходимо переместить дважды.

При трех очередях вскрышные породы первой очереди перемещаются трижды, а второй очереди — дважды. Все это в конечном счете снижает эффективность горных работ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений, включающий вскрытие месторождения на одном из его флангов в границе карьерного поля с размещением вскрышных пород во внешнем отвале, выемку полезного ископаемого и вскрышных пород в торцовом борту карьера с подвиганием фронта горных работ по простиранию месторождения до противоположной границы карьерного поля, размещение вскрышных пород на формируемом дне выработанного пространства вслед за подвиганием рабочего борта карьера с созданием на указанной границе технологического выработанного пространства, углубку карьера с перемещением вскрышных породи выемку полезного ископаемого до предельной глубины открытых горных работ.

Недостатком данного способа также является невозможность достижения открытыми работами значительных глубин ввиду необходимости больших затрат на разработку и перемещение вскрышных пород.

При проходке разрезных траншей вкрест простирания залежей и углубке горных пород в период вскрытия месторождения (первая очередь отработки) выемка полезных ископаемых чередуется с выемкой вскрышных пород, что не обеспечивает создание нормативного объема вскрытых запасов полезных ископаемых, вносит аритмию в добычу полезных ископаемых (особенно при большой мощности вскрышных пропластков), увеличивает потери полезных ископаемых при наклонном залегании залежей и в случае отработки крутых и наклонных залежей со стороны лежачего их бока.

Целью изобретения является сокращение затрат на разработку вскрышных пород при увеличении глубины разработки, повышение ритмичности добычи, сокращение потерь и увеличение объема вскрышных запасов полезных ископаемых при вскрытии месторождений, представленных свитой залежей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки крутопадающих и наклонных месторождений, включающем вскрытие месторождения на одном из его флангов в границах карьерного поля с размещением вскрышных пород во внешнем отвале, развитие фронта горных работ по простиранию до противоположного фланга месторождения торцовым бортом карьера с выемкой полезного ископаемого и размещением вскрышных пород на дне выработанного пространства, вскрывающую выработку проходят со стороны висячего или лежачего бока залежи, первоначально выемку ведут в направлении к лежачему или висячему боку залежи во вскрывающем блоке с одновременным ее углублением и формированием торцевого борта карьера с рабочими площадками.

Дно выработанного и ространства вскры вающего блока формируют под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, и размещают на нем внутренний отвал указанных пород и при подходе к границе карьерного поля со стороны лежачего или висячего бока залежи, формируют временное технологическое пространство, которое заполняют вскрышными породами от последующего развития фронта горных работ на торцовом борту, при этом подвигание фронта горных работ ведут с одновременным их углублением и формированием дна выработанного пространства под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса размещаемых на нем вскрышных пород, а дальнейшую углубку карьера производят во вскрывающем блоке и вскрышные породы от углубки перемещают в сформированное технологическое выработанное пространство.

Кроме того, выемку во вскрывающем блоке и подвиганием фронта горных работ ведут горизонтальными слоями с формированием дна выработанных пространств ступенчатым, а также наклонными слоями и комбинацией горизонтальных и наклонных слоев.

На фиг. 1 представлен карьер на момент окончания отработки вскрывающего блока, план; на фиг. 2 — карьер на момент полной засыпки вскрышными породами временного технологического пространства вскрывающего блока, план; на фиг. 3 — карьер после проведения углубки карьера во вскрывающем блоке, план; на фиг. 4 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 6 — разрез  — В на фиг. 3; на фиг, 7 и 8 — проекции карьера на вертикальную плоскость по простиранию залежей при отработке наклонными слоями с одновременной врезкой на три слоя.

1735585

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально на одном из флангов крутопадающего или наклонного месторождения, представленного залежами 1 большой мощности и имеющего значительные размеры как по простиранию, так и вкрест простирания залежей, производят вскрытие, например, разрезной траншеей 2, пройденной по простиранию залежей 1 со стороны висячего или лежачего бока залежей. Вскрышные породы от проходки разрезной траншеи 2 складируют во внешний прибортовой отвал 3. Затем подвигают борт

4 траншеи в направлении соответственно к лежачему или висячему боку залежей во скрывающем блоке 5 по всей длине вскрывающей выработки с одновременной углубкой горных работ и формированием дна выработанного пространства 6 под углом, меньшим угла естественного откоса размещаемых на нем вскрышных пород. На сформированное таким образом дно 6 укладывают вскрышные породы 7. Транспортирование вскрышных пород осуществляют по транспортным бермам торцового борта нерабочего борта карьера 8. Ярусы 9 внутреннего отвала отсыпают с формированием свободного пространства 10, где размещают транспортные коммуникации для вы воза полезного ископаемого. П ри недостаточной приемной способности выработанного пространства вскрывающего блока

5 формируют дополнительные ярусы внутреннего отвала 11 и внешнего отвала 3. На отстраиваемом торцовом борту 12 в процессе углубки горных работ создают рабочие площадки (не показаны), При подходе горных работ к границе карьерного поля 13 формируют временное технологическое пространство 14.

Затем, после постановки вскрывающего блока 5 в конечное положение выемку полезного ископаемого и вскрышных пород ведут торцовым бортом 12 по простиранию залежей до границы карьерного поля 15 с одновременной углубкой горных работ. При этом дно карьера 16 формируют под углом к горизонту меньшим угла естественного откоса размещаемых на нем вскрышных пород.

Вскрышные породы, разрабатываемые при развитии горных работ на торцовом борту 12, перемещают по транспортным бермам нерабочих бортов 8 и 17 во временное технологическое пространство 14. При последующем подвигании торцового борта

12 к границе карьерного поля 15 вскрышные породы перемещают во внутренний отвал

18 по транспортным бермам, расположенным на нерабочих бортах 19 и 20. На нерабочих бортах устраивают также съезды для доставки полезных ископаемых на поверхность карьера. При подходе горных работ к

5 границе карьерного поля 15формируюттехнологическое выработанное пространство (не показано), а торцовый борт 12 ставят в конечное положение 21.

В случае достижения предельной глуби10 ны карьера до постановки торцового борта

12 в конечное положение 21 дальнейшую углубку не производят и горные работы развивают с формированием дна выработанного пространства в виде одной ступени.

15 Отработку месторождения как во вскрывающем блоке 5, так и основного эксплуатационного поля возможно осуществлять горизонтальными слоями. В этом случае для углубки горных работ на каждом уступе про20 ходят разрезные траншеи с последующим подвиганием уступа по направлению разработки. Каждую последующую нижележащую траншею проходят со смещением в плане по отношению к предыдущей (на вы25 шележащем уступе) на расстояние, обеспечивающее создание дна карьера с генеральным углом наклона не превышающим угол естественного откоса размещаемых на нем вскрышных пород, Такое

30 смещение позволяет формировать дно вскрывающего блока 5 и дно выработанного пространства на основном эксплуатацион. ном поле ступенчатыми.

Возможна также отработка вскрываю35 щего блока и подвигание фронта горных работ на основном эксплуатационном поле наклонными слоями с одновременной врезкой на один или несколько слоев 22 или комбинацией горизонтальных и наклонных

40 слоев. Количество врезок 23 зависит от заданной производственной мощности карьера по полезному ископаемому.

При таком порядке ведения горных работ под дном карьера остаются значитель45 ные запасы полезного ископаемого— запасы 24 под вскрывающим блоком и запасы 25 поддном основногоэксплуатационного поля. Поэтому после постановки торцового борта 12 в конечное положение

50 21 на вскрывающем блоке 5 и на основном эксплуатационном поле, где высота внутреннего отвала относительно небольшая, ранее заскладированные вскрышные породы перемещают в технологическое вырабо55 танное пространство на конечном контуре и начинают углубочные работы на блоке вскрытия с перемещением вскрышных пород в указанное технологическое прдстранство и транспортировкой полезных ископаемых по созданным на бортах съез1735585

15 дам на поверхность. При этом горные работы развивают до предельной глубины открытых горных работ.

При вскрытии месторождения внешний отвал 3 вскрышных пород располагают внутри границ карьерного поля в прибортовой зоне между вскрывающим блоком 5 и границей карьерного поля. При углубке горных работ во вскрывающем блоке 5 этот отвал вовлекают в разработку, так как он попадает в контуры карьера. Вскрышные породы этого отвала перемещают в технологическое выработанное пространство на конечном контуре.

В процессе выемки горных пород на дне выработанного пространства и на бортах карьера используют подземные выработки

26 и 27, сооружаемые открытым способом, для последующей подземной разработки падкарьерных запасов 24 и 25 полезного ископаемого. Их сооружение осуществляют поэтапно, что предусматривает постоянное их наращивание и засыпку внутренними отвалами в процессе подвигания рабочего и отвального фронта горных работ. Подземные выработки располагают в специально пройденных в массиве горных пород траншеях или непосредственно в теле внутреннего отвала. Отработку подкарьерных запасов ведут совместно с открытыми горными работами или после их окончания.

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с известным уменьшить затраты на разработку вскрышных пород за счет уменьшения объемов работ по повторной разработке вскрышных пород, уложенных во внутренний отвал, а следовательно, увеличивается конечная глубина открытых горных работ. Повышается ритмичность добычи ввиду того, что в период вскрытия месторождения нет смешенных забоев, полезное ископаемое и вскрышные породы разрабатываются раздельно самостоятельными забоями. Сокращаются потери за счет того, что отработка залежей в вскрывающем блоке ведется по простиранию со стороны висячего бока залежей. Отработка залежей по простиранию позволяет увеличить объемы вскрытых запасов полезного ископаемого.

Формула изобретения

1. Способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений, включающий вскрытие месторождения на одном из его флангов в границах карьерного поля с размещением вскрышных пород во

55 внешнем отвале, развитие фронта горных работ по простиранию до противоположного фланга месторождения торцовым бортом карьера с выемкой полезного ископаемого и размещением вскрышных пород на дне выработанного пространства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения затрат на разработку вскрышных пород при увеличении глубины разработки, повышения ритмичности добычи, сокращения потерь и увеличения объема вскрытых запасов полезных ископаемых при вскрытии месторождений, представленных свитой залежей, вскрывающую выработку проходят со стороны висячего или лежачего бока залежи, первоначально выемку ведут в направлении к лежачему или висячему боку залежи во вскрывающем блоке с одновременным ее углублением и формированием торцового борта карьера с рабочими площадками, дно выработанного пространства вскрывающе- . го блока формируют под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, и размещают на нем внутренний отвал указанных пород и при подходе к границе карьерного поля со стороны лежачего или висячего бока залежи формируют временное технологическое пространство, которое заполняют вскрышными породами от последующего развития фронта горных работ на торцевом борту, при этом подвигание фронта горных работ ведут с одновременным их углублением и формирование дна выработанного пространства осуществляют под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса размещаемых на нем вскрышных пород, а дальнейшую углубку карьера производят во вскрывающем блоке и вскрышные породы от углубки перемещают в сформированное технологическое выработанное п ространство.

2, Способ по и. 1, отличающийся тем, что выемку во вскрывающем блоке и подвигание фронта горных работ ведут горизонтальными слоями с формированием дна выработанных пространств ступенчатым.

3. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что выемку во вскрывающем блоке и подвигание фронта горных работ ведут наклонными слоями.

4. Способ поп. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что выемку во вскрывающем блоке и подвигание фронта горных работ ведут комбинацией горизонтальных и наклонных слоев, 1735585

Фаi2, J

° °

I

° °

Ф

° Ф

Фа г. 4

В-В сФг 6

1735585

/// /

/// //

)g/, / / /

/ // / ,//

/((/ н, / /

/

/ н н /

I

° | !

Составитель В. Коваленко

Редактор М. Бланар Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1804 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5