Способ открытой разработки полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение степей.t извлечения полезного ископаемого из бор гов карьера за счет отработки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопасности ведения работ. Отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте, отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта до дна будущей выемки в нем, на высоту определяемую математической формулой, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом, и одновременно наращивают отвал высотой, опережающей высоту контрфорса , обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контрфорса, после их отработки производят отсыпку следующего в направлении от дна к поверхности карьера контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. (Л

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4909932/03 (22) 04.12,90 (46) 15,01.93. Бюл, ¹ 2 (71) Украинский государственный проектноизыскательский институт по проектированию фундаментов и подземных сооружений (72) Н. Н. Кузнецов, Н. Ф, Иванов, К. М, Овчинников, С, И. Кузнецов, А. И. Евсеев, Н. С, Горьков и Г. Д. Пикалов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1247537, кл, Е 21 С 41/00, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1155755, кл. Е 21 С 41/00, 1983. (54) СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения = повышение степен. извлечения полезного ископаемого из бор гов карьера за счет отраИзобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, преимущественно в стадии доработки карьеров.

Известен способ формирования нагорных отвалов, вкnючающий отсыпку горных пород на откос отдельными насыпями в два приема: на призму упора и призму активного давления откоса и формирование площа док.

Недостатком способа является невозможность выемки полезных ископаемых из борта, что обуславливает их потери в недрах, Яб„, 1788265 Al ботки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопасности ведения работ. Отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте, отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта до дна будущей выемки в нем, на высоту определяемую математической формулой, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом, и одновременно наращивают отвал высотой, опережающей высоту контрфорса, обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контрфорса, после их отработки производят отсыпку следующего в направлении от дна к поверхности карьера контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке. 1 з,п. ф-лы, 8 ил.

Ъ

Наиболее близим техническим решением является способ открытой разработки,Q()

I крутопадающих месторождений, включаю; р щий отработку карьера по всей высоте до проектного дна, формирование транспортных съездов по коне ному контуру, отсыпку внутреннего отвала на противоположный Л отрабатываемому борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала, Однако данный способ имеет следую- д щие недостатки. Выемка дополнительных объемов полезных ископаемых из недр производится только на нижних уступах у дна карьера и не обеспечивается по всей высоте борта, что обуславливает потери полезных

1788265 — ll К1+ ) (П К1) +2 ctg ae (Kg — К1) Кз (2 (Ц+ Йв) = 7)2 n) Нл =ctg cq) (Кг — К1) 30

g= Нв t1+ LOB, t1 = ctg Q5 — ctg а,, Ki = yjfcos a(щ р- sin(= a))), sin cr() sin д тг— ископаемых в недрах. Кроме того, при прочих равных условиях выемка ископаемых на участке примыкания борта к дну карьера в зоне концентрации напряжений наиболее неблагоприятно влияет на устойчивость борта и соответственно на безопасность работ, чем выемка на любом другом вышележащем участке. Таким образом не используется аффект уменьшения потери устойчивости борта и повышения безопасности работ при увеличении высоты расположения в нем выработок йад дном карьера.

Обеспечение безопасности работ затруднено наличием периодов стояния борта в условиях кратковременной устойчивости с момента выемки ископаемых до момента засыпки выработок в борту при отсутствии мер быстрой автоматической и гарантированной ликвидации деформаций борта без производства работ в их зоне.

Не используются возможности повышения степени извлечения полезного ископагде Нл — средняя мощность контрфорсэ, м;

П вЂ” полусумма оснований контрфорса, м;

К1, Кг и Кз — удельная величина изменения действующих по поверхности скольжения сил, кН/м, рассчитывающэяся по зависимости где i -индекс факторов, действующих по поверхности скольжения в пределах соответству)ощих призм пород;

yl — плотность пород, кН/м, при!= 1 и з

i = 2 принимается для пород отвала, при ! = 3 — для целика в борту; а; — результирующий угол наклона к горизонту i-той части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке " +" верхний принимается для восстающей части поверхности скольжения; — угол внутреннего трения пород, градус; ао — результирующий угол наклона части борта, засыпаемой породами, градус;

1 — ширина дна выемки в борту, м, в двойном знаке " " верхний соответствует наклону дна в сторону борта: емого из бортов карьера и безопасности работ за счет предварительного повышения устойчивости бортов и улавливания ископаемого при взрывании.

5 Целью предложенного способа является повышение степени извлечения полезного ископаемого из бортов карьера за счет отработки прибортовых запасов по всей высоте их залегания при обеспечении безопас10 ности ведения работ, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу открытой разработки полезных ископаемых, включающему отработку карьера по всей высоте до проектного

15 дна, формирование транспортных съездов по конечному контуру, отсыпку внутреннего отвала нэ противоположный отрабатываемому борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала,. отработку приборто20 вых запасов ведут участками по высоте отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта на высоту, определяемую из выражения; где Н(— высота выемки в борту, м;

t1 — коэффициент, определяемый по зависимости

35 где Qe,— угол устойчивого откоса выемки в борту, градус;

40 Ш, — ширина верхней рабочей площадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м; тг — коэффициент, определяемый по зависимости

45 где д — угол наклона дна выемки к горизонту, 50 градус, в двойном знаке "+" верхний соответствует наклону дна s сторону борта, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный сьезд, соединяющий рабочую площадку на контрфорсе с постоянным съездом, причем насыпь под временный съезд формирую от борта на расстоянии определяемом из выражения:

«12 Нв — Ïð «с °

l3 = СЩ P+ С1Я Г2в, З«п а, Sin (2, 2 з«п7ав — ар ) + ) Бнд + Lup 0 с

+ с Я

ЛУд= Нп По Kl, 50

55 (2) 2 («-+ )Лс+ 2 З+(«-+77+Ьс t3) t4 где L — расстояние между съездом и бортом по нижней площадке, м;

hc — наименьшая высота съезда в пределах участка выемки полезных ископаемых, м;

f1p — превышение уровня верхней площадки отрабатываемого участка над уровнем начала съезда. м; знак "+" — верхний принимается, когда верхняя площадка выше верхней отметки съезда;

i< — уклон съезда; ! — длина-проекции на горизонтальную плоскость части съезда от его верхней отметки до дальней границы рабочей зоны, м; тз — коэффициент, определяемый па зависимости: где /3 — угол естественного откоса пород, градус;

t4 — коэффициент, определяемый по зависимости где ар — результирующий угол развала взорванной горной массы относительна нижней площадки, градус;

Kp — коэффициент разрыхления горной массы в борту, и одновременно наращивают отвал, высотой опережающей высоту контрфорса на величину, определяемую из выражения: где h — высота упора массива в откос отвала в случае деформации борта относительно отсыпанной призмы пород, м;

P — резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации .борта, м;

Бнд — ширина верхней площадки отвала на дальнем фланге, м;

LL«p — регламентированная требованиями безопасности ширина нижней площадки между бортом и отвалом, м;

0 — расстояние по дну карьера между разрабатываемым и ему противоположным бортом, м; ад — угол наклона части борта, засыпаемой дальним флангом отвала, градус; обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контфорса, после их отработки производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке.

На фиг. 1 изображена схема барта карьера с отсыпанным надно карьера контрфорсом; на фиг. 2 — конечное дно карьера в плане; на фиг. 3 — то же, в начальный период формирования контрфорса в зоне выемки полезных ископаемых и отвала; на фиг. 4— нижняя часть карьера в плане по завершению первого цикла выемки полезного ископаемого в борту; на фиг. 5 — часть карьера в плане перед взрыванием полезных ископаемых во втором цикле работ; на фиг. б, 7 и 8 — схемы для вывода зависимостей технологических параметров.

Способ осуществляется следующим образом.

Сначала по известным способам карьер отрабатывают с погашением бортов 1 по всей высоте до проектного дна 2 (фиг, 1 и 2), а затем приступают к выемке дополнительных объемов полезного ископаемого в борту. Отработку прибартовых запасов ведут участками по высоте следующим образом.

На дна 2 отсыпают породами контрфарс 3 с присыпкой борта (фиг. 1 и 3), обеспечива ощий увеличение устойчивости борта на ве-, личину, заранее компенсирующую будущее ослабление борта при выемке из него ископаемого. Борт 1 присыпают на высоту, определяемую из выражения, полученного следующим образом. Согласно схеме фиг. 1, прирост удерживающих возможную призму обрушения борта 1 сил по поверхности скольжения 4 (см, фиг. 1) от части контрфорса 3, опирающейся на дно 2 карьера (Л Уд), на 1 м протяженности борта составит: где Нл — средняя мощность контрфорса, м;

По — полусумма оснований части контрфорса, опирающейся на дно карьера, м;

Ш„+ ؄— Н ctg at

По

2 где Ш вЂ” ширина кантрфорса по дну 2 карь-. ера, м;

1788265

Шн+ Ш

f Нв tl+Шв, 10 (6) 15 ti = ctg ао — ctg а в, Кс = yi(cos а; tg pi-- sin(«- х;)), (3) Шв = Бт+ Бн (8) 2

ЬУь=--- — . ctg аг, К2, (4)

Н

AVд+ AVE >hV (10) — 4с > . с — с ь с, сс+ ° .с-.à — (11) Hrl ) ctg Гхб Г К2 К1 ) LUo-- ширина верхней площадки 5 призмыЗ,м; — угол части борта 1, засыпаемой породами контрфорса 3, градус, где П вЂ” полусумма оснований контрфорса, м;

К1 — удельная величина изменения действующих по возможной поверхности скольжения 4 сил от части контрфорса, опирающейся на дно карьера, кН/м, K> = Кь з при i = 1, на первом рассматриваемом участке "аб", где i — индеск факторов, действующих по поверхности скольжения 4 в пределах соответствующей призмы пород где 1 — плотность блоков пород, опирающихся на рассматриваемый i-тый участок поверхности скольжения призмы возможного обрушения, кН/мз:

Qi — результирующий угол наклона к горизонту 1-той части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке "-"" знак "—" принимается при восстающей ветке поверхности скольжения;

p — угол внутреннего трения пород на

i-том участке поверхности скольжения, градус, Прирост удерживающих призму обрушения сил от веса части контрфорса, опирающейся на борт 1, на 1 м протяженности борта (Л Уг) составит: где К2 — удельная величина изменения сил от части контрфорса 3, опирающейся на борт, кН/м, Kz =- К; при i = 2, на втором рассматриваемом участке "вс", Уменьшение удерживающих возможную призму обрушения борта сил за счет выемки из борта полезных ископаемых составит;

AY= 2 (g+LUв)":- / 2,КЗ (5) где HB — высота выемки 6 в борту 1, определяемая расчетом местной и общей устойчивости и конструкцией борта над дном 7 выемки 6, м;

5 r — ширина дна выработки в борту, м; в двойном знаке ":" верхний соответствует наклону дна в сторону борта, а знак "—" в сторону карьера; где t1 — коэффициент, определяемый по зависимости где ав — угол устойчивого откоса выработки в борту, градус;

Шв — ширина верхней рабочей пло20 щадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м, определяемая по зависимости

25 где Б> и Б — ширина берм, соответственно транспортной, или предохранительной в массиве и отсыпанной разрыхленными породами, м;

30 tz — коэффициент, определяемый по за- висимости

Э П Г2в Sl г ацa. -ry

35 где д — угол наклона дна выработки к горизонту, градус; в двойном знаке" " верхний соответствует наклону дна в сторону борта, нижний — в сторону выработанного карьером пространства:

Кэ — удельная величина изменения сил по поверхности скольжения 4 от выемки 6 в борту, кН/м, Кэ = К при i =3 (на третьем рассматриваемом участке "cd").

Общая устойчивость борта 1 не уменьшится.после отсыпки контрфорса 3 и выемки призмы 6 в случае соблюдения условия:

Поставив в (10) зависимости (1), (2), (4) и (5) и решив полученное квадратное неравенство, будем иметь выражение для определения высоты присыпки борта породами:

1788265 (13) Н вЂ” Н Ь„+Р, Нп «991 м ь +е> необходимое для достижения цели, т. к. его невыполнение исключает возможность сохранения или увеличения устойчивости борта и обеспечения безопасности работ при отработке прибортовых запасов полезного ископаемого.

Например, в условиях Ш1 = 70 м, Ш,0 =

=62 м, at = 29О, у>; у и уз соответственно равны 30, 30 и 35 кН/мз, a1 = Оо, о = 10О, аз 20 @1=18Î 32О p =31o H 40м, Б, = 18 м, Бн = 0 м, а, = 32 15, д= 3, по зависимостям (! — И) получим;

П = 66 м, К = 30(1 х 0.3249 — О) =

=9,75 кН/м;

Kz = 30(0 9848 х 0.6249 — 0,1736) =

=13,25 кН/м;

5.

К = 35(0,9397 х 0,6 — 0,3420) = 7,764 кН/м; t< = 0 25; tp 28 м; — 643,5 + 414092,25 + 91858,598

6,84

Контрфорс 3 формируют с примыканием его верхней площадки 5 к борту 1 на уровне дна 7 будущей выемки 6 в нем, после чего, при необходимости, на площадке 5 формируют отдельные насыпи 8 и тем самым увеличивают ширину (Шв) верхней рабочей плбщадки 9 на участке выемки полезных ископаемых в борту 1 до размеров, требуемых по технологии и безопасности работ (см. фиг. 3). С рабочей площадки

9 обуривают разрабатываемый участок 10 (см. фиг. 3) и до его взрывания отрабатывают насыпи 8 с перемещением пород во внутренний отвал.

Наряду с этими работами, как показано на фиг. 3 и 4, отдельной насыпью 11 формируют дальний от участка 10 фланг внутреннего отвала с площадкой 12 и наращивают отвал по высоте. Отсыпку внутреннего отвала осуществляют на борт криволинейной формы, противоположный отрабатываемому борту 1 со съездами 13 (см. фиг. 4 и 5).

Высоту отвала определяют из выражения, отвечающего условию обеспечения максимального прибЛижения к зоне работ по выемке полезных ископаемых из борта 1 без усложнения безопасности работ на площадке 5, требуемого для быстрой ликвидации возможных деформаций борта 1 после отработки объемов выработки 6. Это выражение согласно фиг. 6 запишется:

Н17 ctg a6 = Бнл+(Н-1 — Нп) ctg/7+ (12)

+ Ш, - О - Н1сщ а„, где Бнд — ширина верхней площадки. отвала на дальнем фланге, м;

Н вЂ” высота рабочей площадки 12 на дальнем фланге отвала относительно дна 2

5 карьера, м; , — угол естественного откоса пород, градус;

LU> — ширина нижней площадки между бортом и нижней бровкой откоса дальнего

10 фланга, регламентируемая правилами эксплуатации машин и безопасности работ с учетом зоны безопасности у нижней бровки откоса дальнего фланга, м;

0 — расстояние по дну 2 карьера между

15 разрабатываемым 1 и ему противоположным бортами, м; ад — угол наклона части противоположного борта, засыпаемой ярусом дальнего фланга отвала, градус.

20 Учитывая, что где h>- высота упора в откос дальнего флан25 га отвала призмы обрушения подработанного выработкой 6 борта 1 над отсыпанной призмой 3 пород при расположении деформирующихся масс в контурах 4,14 и 5 м, устанавливается графоаналитическим мето30 дом;

P — резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации борта

1,м; и решая совместно (12) и (13), получим

35 выражение для определения превышения уровня верхней площадки 12 дальнего фланга отвала над площадкой 5 контрфорса3: (14)

Таким образом, отвал наращивают высотой, операжающей высоту контрфорса на

45 величину, определяемую из выражения (14).

Невыполнение выражения (14) исключает возможность автоматической остановки перемещающихся при обрушении борта масс и безопасного наращивания по высоте

50 контрфорса и снимает ограничения pacrtpo-. странения деформаций.

Например, для условий вышеприведенного примера расчета, при aä = 38,,8 = 32О, Бнд=75м, LUp=64 м, D=120м, P =51 м, 55 иэ выражения (14) получим

76 + 64 — 9,91 (1,6 + 18 120

"У—

0,625 — 1,6

1788265

t3 = Ctg P+ СЩ % (18) sin sin а, т4

2 sin (ав — ар (21) nk= L+ g, (15) 0,2756 х 0,05424

2 х 0,2899

5,1 = - — — - — 5,1 > 15,1 — 5,1 10(м) — 14,7 — 0,975

Учет деформирующихся масс с расположением поверхности 14 под углом 32 пока- 5 зывает, что в наихудшем случае тело оползня заполнит часть откоса дальнего фланга на высоту hy = 9 м, Расчетная высота

10 м > 9 м, поэтому устраивает и приведенные параметры принимаются для испольэо- 10 вэния в данных условиях, Одновременно с наращиванием отвала отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд 15, соединяющий ра- 15 бочую площадку 5 на контрфорсе 3 с постоянным съездом 13 (см. фиг, 4) и служащий для ограничения разлета и соответственно потерь полезного ископаемого, а также предохранения оборудования от кусков горной 20 массы при последующем производстве взрывных работ, что повышает безопасность работ.

Расстояние от насыпи под сьездом 15 до борта 1 на уровне нижней площадки, 25 исключающее пересыпку сьеэда 15 взорванными породами выработки 6 (см, фиг. 7) выразится следующим образом.

Согласно фиг, 7 длина нижнего основания "ПК" трапеции "nkfen" с учетом (6), (7) и 30 (8) выразится: где L — расстояние между нижними бровка- 35 ми откосов сьезда 15 и борта 1 на уровне нижней площадки 5, м; = + h<: и, (1 6) 40 где hc — наименьшая высота сьезда 15 в границах участка выемки полезных ископаемых ("0S" на фиг. 4).

Согласно фиг. 8

hc Нв+Пр с (17) П вЂ” превышение уровня верхней плоP щадки отрабатываемого участка над уровнем начала съезда, м; в двойном знаке "+" 50 верхний принимается, когда верхняя площадка 9 выше верхней отметки сьезда в т

"0" (см. фиг. 8), м;

I — длина проекции на горизонтальную плоскость части "OS" съезда 15 от его верх- 55 ней отметки (т "0") до дальней границы (т. S"), м;

ic — уклон съезда; где тз — коэффициент, определяемый по зависимости

Обьем "efkne" нэ 1 м протяженности борта составит;,г

Чт = (L + g)hc + — з . (19) 2

Объем "emfe" на 1 м протяженности борта составит:

Vg = (L+ + hc тз) т4, (20) где т4 — коэф., определяемый по зависимости где ар — результирующий угол развала взорванной горной массы относительно нижней рабочей площадки, градус.

Объем "menkm" очевиден из выражений (19) и (20) и с его учетом и учетом (5) получим:

"с

2 (L+ g)hc+ — t3+ (L+ g+ hc,. з)

2.

2 где Kp — коэффициент разрыхления горной массы выработки в борту.

С целью обеспечения безопасности ведения работ насыпь под временный съезд

15 формируют от борта на расстоянии, определяемом из выражения (22).

Отсыпка насыпи под съезд на расстоянии, меньшем получаемого по выражению

22, обусловливает пересыпание ее взорванными массами, что увеличивает потери полезных ископаемых от взрыва,Например, для вышеприведенных в примерах расчетов условий, при площадке

9 ниже верхней отметки сьезда 15 и Пр = 27 м, I< = 0,08; I = 100 м, ар = 16, Кр = 1,3, иэ выражения (17) получим h = 40 — 27 — 8 =

=5; Из выражения 18 получим: t3 =

=-0,625 + 1,55 = 2,175. Иэ выражения 21 получим:

Подставив полученньie и имеющиеся дан нь1е в (22) получим

1788265

5 x L+ 28 х 5+ — — х 2,175+ (1. + 28 > 5 х

25 х 2,175) х 0,2578 — — — — х 40 х г 28+18

2 х 1,3 — 5,7 преобразовав, будем иметь

25 х L + 0,2578 х L — 1023,1 = 0

Решив квадратное уравнение, получим: — 25 625 + 1055

0,5156

Таким образом, нижняя бровка съезда

15 должна отстоять от нижней бровки борта

1 на уровне площадки 5 на расстоянии равном или большем 30,8 м. В этом случае съезд

15 не будет пересыпан взрываемыми породами.

После этого обуривают и взрывают пустые и оруденелые породы участка 10, отработку их ведут с контрфорсэ при расположении оборудования на площадке 5, с частичной или полной отработкой площадки

9, образуя выработку 6 (см, фиг. 4) с контуром "mk" (см, фиг. 7) в борту 1, который принимается из расчета обеспечения местной и общей устойчивости части борта 1 над днам 7 выработки 6. При этом полезные ископаемые транспортируют по временным съездам 15 и по съездам 13 на борту 1 карьера (см. фиг. 4 и 5).

После отработки пустых пород и полезного ископаемого между площадками 5 и 9 производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выемки 6 и насыпи с заездом 15, которым наращивают, отсыпанный на дно карьера первоначальный контрфорс 3. При этом положение новой верхней площадки 16 (см. фиг, 5) в окрестностях уровня бывшей площадки 9 (выше или ниже ее) определяют по выражению(11), имея в виду мощность отсыпанных пород над поверхностью скольжения. После этого операции повторяют в аналогичном порядке, одновременно развивая дальний фланг отвала с учетом (14) отоносительно новой верхней площадки 16 (суммарного) отсыпанного контрфорса 3. При этом отсыпкой яруса на площадку 12 формируют площадку 17 и криволинейный в плане откос 18 (см, фиг. 5), т. е. в каждом цикле работ одновременно отсыпкой контрфорса примыкающего к борту 1 с полезными ископаемыми, с опережением по высоте наращивают дальний фланг внутреннего отвала, На очередной контрфорс (на его площадку 16) отсыпают насыпь по контуру отрабатываемого участка 20, формируют на ней временный съезд 21, соединяющий площадку 16 со сьездом 13, минимальную высоту съезда 21 на участке определяют по формуле (17), а местоположение — по (22).

5 после чего участок 20 обуривают и взрывают и с контрфорса вынимают из борта 1 полезное ископаемое и пустые породы между площадками 16 и 19, транспортируют ископаемое по временному съезду 21 и по съез10 дам 13, а пустые породы - по данным съездам, а также — непосредственно по контрфорсу для et.o наращивания; после этого производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой новой выемки и т. д.

15 Таким образом, отработку прибортовых запасов ведут участками 10, 20 и т. д, по высоте борта в направлении от дна 2 к поверхности 22 (см, фиг. 1) в экономически целесообразных границах, например, до

20 кровли полезных ископаемых.

Использование предлагаемого способа открытой разработки полезных ископаемых обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

25 Формирование контрфорсов с присыпкой бортов до выемки полезных ископаемых увеличивает коэффициент общей устойчи- . вости борта (К ) относительно проектного до избыточной величины. что увеличивает

30 диапазон его возможного последующего уменьшения при отработке запасов полезных ископаемых в барту. Это позволяет. увеличить размеры выемки в борту и объемы отрабатываемых запасов, а также вы35 полнять данные работы при большей, по сравнению с известными способами, устойчивости борта, что повышает безопасность работ.

Выемки полезных ископаемых участка40 ми по высоте борта сначала на нижележащих, а затем на все более вышележащих горизонтах, в направлении от дна к поверхности карьера позволяет повысить безопасность и степень извлечения полезного

45 ископаемого из бортов карьера, т. к. увеличивается зона добычных работ, причем при выемке на вышележащих, чем в прототипе, горизонтах, в меньшей степени снижается общая устойчивость борта, а при выемке в

50 верхней части борта (в призме активного давления) устойчивость борта увеличивается.

Оконтуривание зоны работ на каждом участке выемки полезных ископаемых отко55 салли отсыпанных под временные съезды насыпей обеспечивает улавливание части разлетающихся при взрывании кусков lloлезных ископаемых и тем самым уменьшает их потери, т. е. увеличивает полноту выемки (объемы вынутых) полезных ископаемых из

1788265 ° 16 — П .4 /(П К1) +2CtgCa(KZ — К1) КЗ ((g+lUв) g тг) Нп) ctg ао (К вЂ” К ) К = у(сов а; tg p- sin(а )), sin a, . sin д

t2 где H> — высота выемки в борту, м; недр; предохраняет от них оборудование, т. е. повышает безопасность работ; уменьшает объем и срок отсыпки пород в рамках формируемого очередного слоя, и тем самым сокращает срок стояния подработанного выемкой полезных ископаемых борта и откосов выработки до их подпора насыпанными породами.

Опережающее по высоте формирование дальнего фланга отвала с максимальным приближением его откоса.к рабочей зоне обеспечивает повышение безопасности работ за счет автоматической стабилизации нарушений устойчивости в случае деформации подработанного борта и откоса выработки в нем путем упора переместившихся масс в откос отвала, уменьшения сроков ослабления борта выработками за счет ограниченности объема засыпаемого контрфорсом пространства откосом отвала, а такгде Нп — средняя мощность контрфорса, м;

П вЂ” полусумма оснований контрфорса, M, К1, 1<г и Кз — удельная величина изменения действующих по поверхности скольжения сил, кН/м, рассчитывающаяся по з зависимости 1 где i — индекс факторов. действующих по поверхности скольжения в пределах соответствующих призм пород;

7l — плотность пород, кН/м, при i = 1 и э

I = 2 принимается для отвала, при I = 3— для целика в борту; аi — результирующий угол наклона к горизонту I-той части поверхности скольжения, градус; в двойном знаке " " верхний принимается для восстающей части поверхности скольжения;

p — угол внутреннего трения пород, градус;

c% — результирующий угол наклона части борта, засыпаемой породами, градус; у — ширина дна выемки в борту, м, в двойном знаке "+-" верхний соответствует наклону дна в сторону борта; =Н. т1 Ш., же за счет подпора (усиления) контрфорса отвалом.

Формула изобретения

1, Способ открытой разработки полез5 ных ископаемых, включающий отработку карьера по всей высоте до проектного дна, формирование транспортных съездов по конечному контуру, отсыпку внутреннего отвала на противоположный отрабатываемому

10 борт карьера криволинейной формы, наращивание отвала, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения полезного ископаемого из бортов карьера за счет. отработки прибортовых запасов

15 по всей высоте их залегания при обеспече- . нии безопасности ведения работ, отработку прибортовых запасов ведут участками по высоте, отсыпают контрфорс на дно с присыпкой борта на высоту, определяемую из

20 выражения:

t< — коэффициент, определяемый по зависимости

tI = ctg Q5 — ctg a,, где а, — угол устойчивого откоса выемки в борту, градус;

35 LU> — ширина верхней рабочей площадки на участке выемки полезных ископаемых в борту, м, tz — коэффициент, определяемый по зависимости

40 где д — угол наклона дна выемки к гори45 зонту, градус, в двойном знаке "+" верхний соответствует наклону дна в сторону борта, отсыпают насыпь на контрфорс по контуру отрабатываемого участка, формируют на ней временный съезд, соединяющий рабо50 чую площадку на контрфорсе с постоянным съездом и одновременно наращивают отвал высотой, опережающей высоту контрфорса на величину, определяемую из выражения

55 + дд

hy+P где hy- высота упора массива в откос отвала в случае деформации борта относительно отсыпанной призмы пород, м;

i788265

h c H s+fl р tc I, t4

P — резерв высоты отвала для его безопасной отсыпки при деформации борта, м;

Бнд — ширина верхней площадки на дальнем фланге. м;

Шр — регламентированная требованиями безопасности ширина нижней площадки между бортами и отвалом, м;

D — расстояние по дну карьера между разрабатываемым и ему противоположным бортами и отвалом, м; ад — угол наклона части борта, засыпаемой дальним флангом отвала, град; , — угол естественного откоса пород, град; обуривают и взрывают породы участка, отработку их ведут с контрфорса, после их отработки производят отсыпку следующего контрфорса с засыпкой образованной выемки и повторяют операции в аналогичном порядке, 2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью обеспечения безопасности ведения работ насыпь под временный съезд формируют от борта на расстоянии, определяемом из выражения: (е+у7)лс+ h б2 сз+

+(< +Q+ hc t3 } t4

Q б 2 (+ шр ) кр lj (Kp — 1 ), где L — расстояние между съездом и бортом по нижней площадке, м; и, — наименьшая высота съезда в пределах участка выемки полезных ископаемых, м;

5 где Пр — превышение уровня верхней площадки отрабатываемого участка над уров10 нем начала съезда; знак "+" — верхний принимается, когда верхняя площадка выше верхней отметки съезда;

1 — уклон съезда;

I — длина проекции на горизонтальную

15 плоскость части съезда от его верхней отметки до дальней границы рабочей зоны. м; тз — коэффициент, определяемый по зависимости

20 тз = ctg j3+ ctg ав, t4 — коэффициент, определяемый по заВисимости: где ар — результирующий угол развала взорванной горной массы относительно нижней площадки, град.;

Кр — коэффициент разрыхления горной массы в борту, 1788265

1788265

PLl28

Составитель Н. Кузнецов

Редактор Т. Куркова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Л. Филь

Заказ б1 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

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