Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке рудных крутопадающих вытянутых месторождений. Техническим результатом является снижение трудоемкости добычи полезного ископаемого. Способ включает этапную отработку карьерного поля, подготовку горной массы к экскавации буровзрывными работами, транспортирование полезного ископаемого и вскрышных пород автосамосвалами, размещение вскрышных пород во внешних и внутренних отвалах. Затем, по достижении горными работами горизонта между предпоследним и последним этапами углубления карьера, осуществляют петлевой разворот спирального съезда по контуру углубления карьера до расчетного горизонта, на котором съезд сопрягают с площадкой вытянутой по простиранию залежи. При достижении горными работами дна карьера приступают к отсыпке нижнего слоя внутрикарьерного отвала в центральной части карьера, а для отсыпки вышележащих слоев устраивают сопряженные между собой и откосом нерабочего борта съезды и горизонтальные вытянутые площадки в направлении противоположенном направлению перемещения съездов и вытянутых площадок отсыпаемых слоев по мере продвижения их фронтов. 5 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке рудных крутопадающих вытянутых месторождений.

Известен 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 [Авторское свидетельство №1812321 СССР, Кл. Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений.].

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

Известен также способ разработки крутопадающих месторождений, включающий деление карьерного поля по длине на очереди, первую очередь отрабатывают до проектной глубины с размещением вскрышных пород во внешнем отвале. Отработку второй и последующих очередей ведут с размещением вскрышных пород во внутреннем отвале, в выработанном пространстве смежной очереди с общим продвижением отвального фронта по мере развития горных работ в рабочей зоне карьера [Патент №2246620 РФ, МКИ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием.].

Недостатком указанного способа является трудность применения при разработке карьерных полей неправильной геометрической формы, когда транспортные коммуникации вынуждены размещать по всему периметру борта карьера.

Близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки крутопадающих месторождений, 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 [Патент №2013550 РФ, МКИ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих месторождений].

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

Более близкими к заявленному по технической сущности и достигаемому результату являются способы разработки крутопадающих месторождений [Патент №2167297 РФ, МПК⁶ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений; Патент №2171377 РФ, МПК⁶ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений; Патент №2224109 РФ, МПК⁶ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений]. Способы включают отработку карьерного поля этапами, выделение на горизонте, соответствующем ступени граничного контура карьера, разграничительной площадки, разделяющей карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ, формирование от контура внутреннего отвала в направлении простирания рабочей зоны карьера временных целиков под тупиковые транспортные бермы. По бермам породу доставляют в нижние ярусы внутреннего отвала, а для доставки породы в срединные и верхние ярусы на погашенном борту, борту размещения стационарной трассы, устраивают горизонтальную вытянутую площадку [Патент №2171377 РФ, МПК⁶ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений; Патент №2224109 РФ, МПК⁶ Е21С 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений].

Недостатком этих способов является то, что для размещения внутрикарьерного отвала используется только небольшая фланговая часть подготовленного внутрикарьерного пространства.

В предлагаемом способе, включающем 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 по достижении горными работами горизонта, разграничивающего предпоследний и последний этапы углубления карьера, осуществляют петлевой разворот стационарного спирального съезда и развивают его по контуру участка углубления карьера до расчетного горизонта, на котором съезд сопрягается с стационарной горизонтальной вытянутой по простиранию залежи площадкой, шириной удовлетворяющей условию тупикового разворота автосамосвала, с которой по достижении горными работами предельного дна карьера и достаточного продвижения фронта работ в направлении простирания залежи приступают к отсыпке нижнего слоя внутрикарьерного отвала в центральной части карьера, а для отсыпки вышележащих слоев на сопряженных стационарной горизонтальной вытянутой площадке и стационарном спирально-петлевом съезде из вскрышных пород устраивают сопряженные между собой и откосом нерабочего борта съезды и горизонтальные вытянутые площадки, причем для каждого очередного слоя отсыпки отвала устраивают съезд и сопряженную с ним горизонтальную вытянутую площадку в направлении противоположном направлению перемещения съездов и горизонтальных вытянутых площадок отсыпаемых слоев по мере продвижения их фронтов, линия пересечения поверхности съезда и вытянутой площадки находится в одной вертикальной плоскости лини пересечения смежного нижележащего съезда и сопряженной с ним вытянутой площадки, длина площадки равна проекции продольной оси съезда на горизонтальную плоскость.

На фиг.1 изображен план карьера на момент достижения горными работами предельного горизонта, и достаточного продвижения фронта добычных работ в направлении простирания залежи к началу размещения вскрышных пород в подготовленном выработанном пространстве в центральной части карьера; на фиг.2 - фрагмент карьера: начальная фаза отсыпки внутреннего отвала в центральной части карьера; на фиг.3 - фрагмент карьера: внутренний отвал в центральной части карьера, в развитии; на фиг.4 - разрез по трассе стационарного и отсыпанных съездов и площадок для размещения вскрышных пород во внутреннем отвале в центральной части карьера; на фиг.5 - профиль по сопряжениям съезда и вытянутой площадки, где 1 - стационарный спирально-петлевой съезд; 2 - горизонт, разграничивающий предпоследний и последний этапы углубления карьера; 3 - расчетный горизонт примыкания стационарного спирально-петлевого съезда 1; 4 - стационарная горизонтальная вытянутая площадка. сопряженная с стационарным спирально-петлевым съездом 1; 5 - предельный горизонт карьера; 6, 8, 10, 12, 14, 16 - съезды, сопряженные с горизонтальными вытянутыми площадками соответственно 7, 9, 11, 13, 15, 17, отсыпанные вскрышными породами; 18 - линии сопряжения съезда и вытянутой площадки; 19 - внутренний отвал в центральной части карьера; I, II, III, IV - слои отсыпки внутреннего отвала в центральной части карьера; 20 - внутренний отвал, отсыпаемый с фланга карьера; 21 - контур карьера; 22 - рудо-породный съезд; 23 - съезд для перемещения породы во внешний отвал.

Способ заключается в следующем. Карьерное поле разрабатывают этапами. Границы этапов устанавливают по относительно стабильным горно-геологическим и горнотехническим условиям, в пределах которых показатель качества полезного ископаемого и энергетический показатель извлечения горной массы с учетом технических и технологических средств будет постоянным и условию размещения максимального объема вскрышных пород в выработанном пространстве. Границы предпоследнего и последнего этапов устанавливают по условию максимального извлечения запасов полезного ископаемого в глубинной центральной части карьера и максимального размещения вскрышных пород в подготовленном выработанном пространстве.

По достижении горными работами горизонта 2, разграничивающего предпоследний и последний этапы углубления карьера, осуществляют петлевой разворот стационарного спирального съезда 1 и развивают его по контуру участка углубления карьера до расчетного горизонта 3. От линии примыкания съезда 1 к горизонту 3 по простиранию залежи, сопряженно с нерабочим бортом карьера, устраивают вытянутую площадку 4, шириной, удовлетворяющей условию тупикового разворота автосамосвала. С достижением горными работами предельного горизонта карьера 5 и достаточного продвижения фронта работ в направлении простирания залежи с вытянутой площадки 4 приступают к размещению вскрышных пород в слое I внутреннего отвала 19. После необходимого опережения отвального фронта слоя I на вытянутой площадке 4 устраивают съезд 6, а на части съезда 1 - вытянутую площадку 7, с которой осуществляют доставку породы в слой II. Далее, после достаточного продвижения фронта отвалообразования по слою II, для доставки и размещения породы в слой III, на вытянутой площадке 4 отсыпают съезд 8, на съезде 6 - вытянутую площадку 9, на вытянутой площадке 7 - съезд 10, на части съезда 1 - вытянутую площадку 11. Аналогично, после досгаточного опережения фронта отвалообразования по слою III, производят отсыпку съезда 12 на вытянутой площадке 4, на съезде 8 - вытянутой площадки 13, на вытянутой площадке 9 - съезда 14, на съезде 10 - вытянутой площадки 15, на вытянутой площадке 11 - съезда 16, на части съезда 1 - вытянутой площадки 17. После чего доставляют и размещают породу в слое IV.

Таким образом, посредством устройства из вскрышных пород съездов и сопряженно с ними соответствующих вытянутых площадок по трассе стационарного спирально-петлевого съезда и стационарной горизонтальной вытянутой площадки, осуществляют доставку и размещение вскрышных пород в подготовленной центральной части выработанного пространства карьера. Причем, для каждого очередного слоя отсыпки отвала устраивается съезд и сопряженная с ним вытянутая площадка, которые отсыпают в направлении противоположном направлению перемещения съездов и вытянутых площадок отсыпаемых слоев по мере продвижения их фронтов. Сопряжение отсыпаемых вышележащих съезда и вытянутой площадки осуществляют в одной вертикальной плоскости. Длина вытянутой площадки равна проекции продольной оси съезда на горизонтальную плоскость.

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 по достижении горными работами горизонта, разграничивающего предпоследний и последний этапы углубления карьера, осуществляют петлевой разворот стационарного спирального съезда и развивают его по контуру участка углубления карьера до расчетного горизонта, на котором съезд сопрягают с стационарной горизонтальной вытянутой по простиранию залежи площадкой, шириной, удовлетворяющей условию тупикового разворота автосамосвала, с которой по достижении горными работами предельного дна карьера и достаточного продвижения фронта работ в направлении простирания залежи приступают к отсыпке нижнего слоя внутрикарьерного отвала в центральной части карьера, а для отсыпки вышележащих слоев на сопряженных стационарной горизонтальной вытянутой площадке и стационарном спирально-петлевом съезде из вскрышных пород устраивают сопряженные между собой и откосом нерабочего борта съезды и горизонтальные вытянутые площадки, причем для каждого очередного слоя отсыпки отвала устраивают съезд и сопряженную с ним горизонтальную вытянутую площадку в направлении, противоположном направлению перемещения съездов и горизонтальных вытянутых площадок отсыпаемых слоев по мере продвижения их фронтов, линия пересечения поверхности съезда и горизонтальной вытянутой площадки находится в одной вертикальной плоскости линии пересечения смежного нижележащего съезда и сопряженной с ним горизонтальной вытянутой площадки, длина площадки равна проекции продольной оси съезда на горизонтальную плоскость.