Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений

 

Изобретение относится к горному делу. Способ включает отработку карьерного поля этапами с размещением вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, с целью увеличения приемной способности внутреннего отвала и экономии издержек по вскрышным работам в части карьера, выделенной под внутренний отвал. На глубине Н, определяемой расчетным путем, на погашаемом борту, борту размещения стационарной трассы устраивают горизонтальную вытянутую площадку шириной, достаточной для тупикового разворота автосамосвала, привязывают ее к трассе. По достижении внутреннего отвала отметки горизонтальной вытянутой площадки на ней и далее по контуру карьера, сопряженно погашенному борту, в направлении, противоположном основному развитию рабочей зоны карьера, возводят спиральный съезд. Породу в нижнюю часть внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам и возведенному с горизонта верхней транспортной бермы, сопряженно погашенному борту карьера спиральному съезду. В верхнюю часть внутреннего отвала породу доставляют по горизонтальной вытянутой площадке и возведенному на ней и далее, сопряженно погашенному борту карьера спиральному съезду. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих вытянутых месторождений карьерами, имеющими предельное дно ступенчатой формы.

Известен способ разработки крутопадающих вытянутых месторождений, включающий внешнее и внутреннее отвалообразование, выделение в центре или на фланге карьерного поля участка, отработку его до конечной глубины с удалением вскрышных пород во внешний отвал. Разработку оставшейся части карьерного поля ведут по всей его глубине с перемещением вскрышных пород во внутренний отвал [1].

Недостатком этого способа является его применимость для отработки карьерных полей больших размеров как по простиранию, так и вкрест простирания; карьерное поле должно иметь постоянную предельную глубину.

Известен также способ разработки крутопадающих месторождений, включающий отработку карьерного поля блоками, формирование под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, дна карьера и размещение на нем внутреннего отвала указанных пород. Блоки отрабатывают вкрест простирания залежи [2].

Недостатком этого способа является ограниченная область применения, так как способ может быть применен при разработке карьерных полей больших размеров, позволяющих вести разработку как минимум двумя независимыми карьерами. Способ сложный в применении.

Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки крутопадающих месторождений [3], включающий отработку карьерного поля этапами, возведение пионерной насыпи на предельном горизонте этапа, соединяющей уступы противоположных бортов карьера и разделяющей выработанное пространство на отвальную зону и зону вскрышных и добычных работ. После возведения пионерной насыпи размещение породы во внутреннем отвале осуществляют по замкнутому контуру, от периферии к центру.

Недостатком этого способа является то, что сформированное пространство под внутренний отвал включает транспортные бермы по всему периметру уступов. Это значительно уменьшает объем внутреннего отвала.

В предлагаемом способе, в отличие от известного, включающего отработку карьерного поля этапами, подготовку горной массы к экскавации буровзрывным способом, транспортирование полезного ископаемого и породы автосамосвалами, размещение вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, отличающийся тем, что в части карьера размещения внутреннего отвала на глубине H, где H₀ - глубина карьера до нижнего основания внутреннего отвала, м; F - ширина дна карьера на границе разделения его на отвальную часть и часть ведения вскрышных и добычных работ, м; b_t - ширина транспортной бермы, съезда, м; d - ширина бермы безопасности на погашенном борту карьера, м; β - угол откоса борта карьера с транспортными бермами, град; γ - угол откоса борта карьера с погашенными уступами на граничном контуре, град.; f - количество ярусов внутреннего отвала высотой h, равной высоте погашенного уступа на граничном контуре карьера, отсыпанных породами, доставленными по съезду, возведенному в отвальной части карьера с горизонта верхней транспортной бермы, сопряженно погашенному борту, продолжающему трассу, проходящую по верхней транспортной берме, на погашаемом борту, борту размещения стационарной трассы, устраивают горизонтальную вытянутую площадку шириной, достаточной для тупикового разворота автосамосвала, привязывают ее к трассе, например, соединяющей фланговые выезды из карьера. И по достижении внутреннего отвала отметки горизонтальной вытянутой площадки на ней и далее по контуру карьера, сопряженно погашенному борту, в направлении, противоположном основному развитию рабочей зоны карьера, возводят спиральный съезд. Породу в нижнюю часть внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам и возведенному с горизонта верхней транспортной бермы, сопряженно погашенному борту карьера, съезду. В верхнюю часть внутреннего отвала породу доставляют по горизонтальной вытянутой площадке и возведенному на ней и далее, сопряженно погашенному борту карьера спиральному съезду.

На фиг. 1 изображен план разрабатываемого карьерного поля; на фиг. 2 - продольный разрез разрабатываемого карьерного поля; на фиг. 3 - фрагмент плана карьера с внутренним отвалом, нижняя часть отвала; на фиг. 4 - фрагмент плана карьера с внутренним отвалом, заполненный отвал. Где 1 - разграничительная площадка; 2 - контуры разграничительной площадки; 3 - контур внутреннего отвала; 4 - часть карьера для размещения внутреннего отвала; 5 - горизонтальная вытянутая площадка; 6 - временный целик под транспортную берму; 7 - внутренний отвал; 8, 9 - съезды, возведенные из вскрышных пород в отвальной части карьера; 10 - берма безопасности; 11 - стационарный съезд; 12 - временный съезд; 13 - текущее дно карьера; 14 - контур залежи полезного ископаемого; 15 - граничный контур карьера.

Способ заключается в следующем. Карьерное поле отрабатывают двумя этапами. По глубине границу первого этапа устанавливают на горизонте, совпадающем с одной из ступеней предельного контура карьера, по условию размещения автомобильного съезда до конечной глубины второго этапа и минимальной энергоемкости отработки запасов полезного ископаемого в граничном контуре карьера. На означенной ступени, от верхней бровки постановки уступа в предельное положение, выделяют разграничительную площадку 1, разделяющую карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ. От контура 2 площадки 1 устанавливают контур 3, который разграничивает по бортам выделенную часть карьерного пространства 4 под отвал и остальную.

Отработку первого этапа осуществляют с размещением вскрышных пород во внешнем отвале. При этом в части карьера 4 на глубине H, где H₀ - глубина карьера до нижнего основания внутреннего отвала, м; F - ширина дна карьера на границе разделения его на отвальную часть и часть ведения вскрышных и добычных работ, м; b_t - ширина транспортной бермы, съезда, м; d - ширина бермы безопасности на погашенном борту карьера, м; β - угол откоса борта карьера с транспортными бермами, град; γ - угол откоса борта карьера с погашенными уступами на граничном контуре, град.; f - количество ярусов внутреннего отвала высотой h, равной высоте погашенного уступа на граничном контуре карьера, отсыпанных породами, доставленными по съезду, возведенному в отвальной части карьера с горизонта верхней транспортной бермы, сопряженно погашенному борту, продолжающему трассу, проходящую по верхней транспортной берме, на погашаемом борту, борту размещения стационарной трассы, устраивают горизонтальную вытянутую площадку 5 шириной, достаточной для тупикового разворота автосамосвала; привязывают ее к трассе, например, соединяющей фланговые выезды из карьера. С понижением горных работ на противоположном борту, от контура 3 в сторону рабочей зоны карьера, формируют временные целики 6 под транспортные бермы 6 высотой, равной высоте погашенного уступа на граничном контуре карьера. Возможное количество целиков 6, по условию производительной работы технологического оборудования и транспортного доступа в рабочую зону карьера, устанавливают по зависимости По завершении отработки первого этапа карьерного поля переходят к складированию вскрышных пород в отвальной части карьера 4. В нижнюю часть отвала 7 породу доставляют по транспортным бермам 6 и съезду 8, который возводят сопряженно борту карьера и наращивают по мере отсыпки отвала 7. В верхнюю часть овала 7 породу доставляют по горизонтальной вытянутой площадке 5 и спиральному съезду 9. Съезд 9 возводят из вскрышных пород на площадке 5 и далее, по мере отсыпки верхней части отвала 7, по спирали сопряженно погашенному борту карьера до выхода его к торцовому откосу отвала 7 со стороны рабочей зоны карьера. Далее съезд 9 развивают по контуру отвала, не сопряженному с контуром карьера.

Отвал отсыпают ярусами снизу вверх. Отсыпку частей отвала 7, ограниченных горизонтами нижнего основания отвала 7 и верхней транспортной бермы 6, окончания съезда 8 и горизонтальной вытянутой площадки 5 осуществляют ярусами высотой, равной высоте погашенного уступа на граничном контуре карьера. Части отвала 7, ограниченные горизонтами начала и окончания съездов 8 и 9 отсыпают ярусами высотой, установленной, исходя из минимальной энергоемкости размещения породы в теле отвала 7.

Список информационных источников 1. П. И. Томаков, B.C.Коваленко. Основные направления повышения эффективности использования земельных ресурсов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых /Проблемы комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых //Моск. горн. институт; Под ред. Л.А. Пучкова. - М.: Недра. - 1989. - с. 94.

2. Авторское свидетельство N 1812321 СССР, кл. E 21 C 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений.

3. Патент N 2013550 РФ, МКИ E 21 C 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих месторождений.

Формула изобретения

Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений, включающий отработку карьерного поля этапами, подготовку горной массы к экскавации буровзрывным способом, транспортирование породы и полезного ископаемого автосамосвалами, размещение вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, отличающийся тем, что в части карьера размещения внутреннего отвала на глубине Н,

где Н_о - глубина карьера до нижнего основания внутреннего отвала, м;
F - ширина дна карьера на границе разделения его на отвальную часть и часть ведения вскрышных и добычных работ, м;
b_t - ширина транспортной бермы, съезда, м;
d - ширина бермы безопасности на погашенном борту карьера, м;
β - угол откоса борта карьера с транспортными бермами, град.;
γ - угол откоса борта карьера с погашенными уступами на граничном контуре, град.;
f - количество ярусов внутреннего отвала высотой h, равной высоте погашенного уступа на граничном контуре карьера, отсыпанных породами, доставленными по съезду, возведенному в отвальной части карьера с горизонта верхней транспортной бермы,
сопряженно погашенному борту, продолжающему трассу, проходящую по верхней транспортной берме, на погашаемом борту, борту размещения стационарной трассы устраивают горизонтальную вытянутую площадку шириной, достаточной для тупикового разворота автосамосвала, привязывают ее к трассе, например, соединяющей фланговые выезды из карьера, и по достижении внутреннего отвала отметки горизонтальной вытянутой площадки на ней и далее по контуру карьера, сопряженно погашенному борту в направлении, противоположном основному развитию рабочей зоны карьера, возводят спиральный съезд, породу в нижнюю часть внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам и возведенному с горизонта верхней транспортной бермы, сопряженно погашенному борту карьера съезду, в верхнюю часть внутреннего отвала породу доставляют по горизонтальной вытянутой площадке и возведенному на ней и далее, сопряженно погашенному борту карьера спиральному съезду.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4