Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых

Авторы патента:

Кисляков Виктор Евгеньевич (RU)

Никитин Андрей Викторович (RU)

Шершнев Андрей Александрович (RU)

E21C41/26 - способы открытой разработки полезных ископаемых (добычные машины или машины для транспортировки, применяемые при открытых разработках E21C 47/00); системы разработок

Владельцы патента RU 2509891:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение устойчивости и высоты отвального яруса при смешанной отсыпке пород вскрыши и пастообразных хвостов после обогатительного передела руд. Способ включает выемку вскрышных пород, их транспортирование к месту отвалообразования и их разгрузку под откос отвального фронта. Разгрузку вскрышных пород и их укладку производят раздельными, расположенными параллельно друг другу штабелями, на внутренние откосы штабеля разгружают наиболее мелкие породы вскрыши, а между ними складируют пастообразные хвосты после обогатительного передела руд, причем при укладке очередного штабеля складирование хвостов обогатительного передела руд осуществляют с предварительно сформированного штабеля, а расстояние между штабелями определяют по математической формуле. 1 пр., 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий транспортирование породы и ее разгрузку под откос отвального фронта, формирование отвала опережающих насыпей, наращивание их высоты, отсыпку пород между указанными насыпями [А.С. №1033742, МПК³ E21C 41/00, 1982].

Недостатком способа является пониженная устойчивость и ограниченная высота отвального яруса в связи со смешанной отсыпкой разнопрочных пород, обуславливающей относительно низкий дренаж в основании отвала и слабое сцепление его основания с подстилающими породами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий транспортирование породы и ее разгрузку под откос отвального фронта, формирование опережающих насыпей, наращивание их высоты, отсыпку породы между указанными насыпями. При этом опережающие насыпи отсыпают из крепких пород в виде ломанной линии отрезками, каждый из которых расположен под острым углом к направлению формирования отвального фронта, в промежутки между опережающими насыпями крепких пород отсыпают слабые породы с отставание фронта отсыпки не менее чем на разницу между заложением откоса слабых и откоса крепких пород (Патент РФ 2283957, Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, МПК E21C 41/26, опубликовано 20.09.2006). Выбранного за прототип.

Недостатком прототипа является пониженная устойчивость и ограниченная высота отвального яруса в связи со смешанной отсыпкой пород вскрыши и пастообразных хвостов обогатительного передела руд.

Заявляемое изобретение позволит достичь технический результат выраженный в повышении устойчивости и высоты отвального яруса при смешанной отсыпке пород вскрыши и пастообразных хвостов после обогатительного передела руд.

Достигается это тем, что в способе отвалообразования при ведении горных работ, включающем выемку вскрышных пород, их транспортирование к месту отвалообразования и их разгрузку под откос отвального фронта, согласно изобретению, разгрузку вскрышных пород и их укладку производят раздельными, расположенными параллельно друг к другу штабелями, на внутренние откосы которого разгружают наиболее мелкие породы вскрыши, а между ними складируют пастообразные хвосты после обогатительного передела руд, причем при укладке очередного штабеля складирование хвостов обогатительного передела руд осуществляют с предварительно сформированного штабеля, а расстояние между штабелями определяют по формуле:

$A = \frac{2 K_{р}^{в} (\frac{h}{t g α} + в)}{K_{в} \cdot K_{р}^{д}} - \frac{h}{t g α^{'}}$

где $K_{р}^{в}$ - коэффициент разрыхления вскрышных пород; h - высота штабеля вскрышных пород, м; α - естественный угол откоса штабеля вскрышных пород, град; в - ширина штабеля вскрышных пород по гребню, м; К_в - коэффициент вскрыши; $K_{р}^{д}$ - коэффициент разрыхления руд.

Образование штабелей из вскрышных пород, расположенных параллельно друг к другу обеспечит возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руд, а для исключения распространения пастообразного материала в штабель вскрышных пород на внутренние откосы штабеля отсыпают наиболее мелкие породы вскрыши.

Предлагаемый способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых поясняется графически на фиг.1. Где 1 - штабель вскрышных пород; 2 - мелкие породы вскрыши, отсыпанные на внутренние откосы штабеля; 3 - пастообразные хвосты после обогатительного передела руд.

Способ осуществляется следующим образом.

При открытой разработке месторождений полезных ископаемых ведут опережающую выемку крепких вскрышных пород из карьера и укладывают их штабелями 1 расположенных параллельно друг другу, на внутренние откосы штабеля укладывают наиболее мелкие породы вскрыши 2. Между штабелями вскрышных пород складируют пастообразные хвосты обогатительного передела руд 3, причем при укладке очередного штабеля складирование хвостов обогатительного передела руд осуществляют с предварительно сформированного штабеля, а расстояние между штабелями определяют по формуле:

$A = \frac{2 K_{р}^{в} (\frac{h}{t g α} + в)}{K_{в} \cdot K_{р}^{д}} - \frac{h}{t g α^{'}}$

Пример конкретного выполнения способа

С целью полного раскрытия сущности и преимуществ предлагаемого изобретения приведен пример, где исходные данные приняты следующими:

коэффициент разрыхления вскрышных пород - 1,3;

высота штабеля вскрышных пород - 10 м;

естественный угол откоса штабеля вскрышных пород - 38 град; ширина штабеля вскрышных пород по гребню -15 м; коэффициент вскрыши - 2; коэффициент разрыхления руд -1,15.

Определяем расстояние между штабелями вскрышных пород, м:

$A = \frac{2 \cdot 1,3 (\frac{10}{t g 38} + 15)}{2 \cdot 1,15} - \frac{10}{t g 38} = 18,6 м$ .

Предлагаемый способ позволяет формировать устойчивые отвальные штабели.

Способ отвалообразования при ведении горных работ, включающий выемку вскрышных пород, их транспортирование к месту отвалообразования и их разгрузку под откос отвального фронта, отличающийся тем, что разгрузку вскрышных пород и их укладку производят раздельными, расположенными параллельно друг к другу штабелями, на внутренние откосы которого разгружают наиболее мелкие породы вскрыши, а между ними складируют пастообразные хвосты после обогатительного передела руд, причем при укладке очередного штабеля складирование хвостов обогатительного передела руд осуществляют с предварительно сформированного штабеля, а расстояние между штабелями определяют по формуле:
$A = \frac{2 K_{р}^{в} (\frac{h}{t g α} + в)}{K_{в} \cdot K_{р}^{д}} - \frac{h}{t g α^{'}},$
где $K_{р}^{в}$ - коэффициент разрыхления вскрышных пород;
h - высота штабеля вскрышных пород, м;
α - естественный угол откоса штабеля вскрышных пород, град;
в - ширина штабеля вскрышных пород по гребню, м;
К_в - коэффициент вскрыши;
$K_{р}^{д}$ - коэффициент разрыхления руд.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руды на наклонное основание с сохранением устойчивости отвального яруса.

Способ открытой разработки наклонно залегающих маломощных пластовых месторождений // 2506425

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при разработке наклонно залегающих маломощных пластовых месторождений, в том числе элювиальных и делювиальных россыпей.

Способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых // 2504657

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке обводненных месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности разработки обводненных месторождений.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых с применением дробильного звена и крутонаклонных конвейеров (кнк) // 2501951

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом и особенно глубокими карьерами при применении циклично-проточной технологии.

Наклонная подъемная установка // 2500890

Изобретение относится к горной промышленности, в особенности к наклонным подъемным установкам, и может быть использовано для доставки грузов по наклонным и крутонаклонным стволам или другим горным выработкам угольной и горнорудной промышленности.

Способ открытой разработки вытянутых месторождений крутопадающих залежей // 2499139

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке глубоких месторождений вытянутой формы в плане.

Карьер // 2498068

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано на карьерах, разрабатываемых с использованием автомобильно-конвейерного транспорта полезного ископаемого из карьера на дробильно-конвейерную фабрику.

Способ подготовки горной массы при транспортировании крутонаклонными конвейерами (кнк) // 2495246

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. Техническим результатом является повышение эффективности подготовки горной массы на карьерах и для широкого применения наклонных и крутонаклонных конвейеров на карьерах.

Способ определения границ карьера // 2492324

Изобретение относится к горному делу, к области добычи полезных ископаемых открытым способом, в частности при открытой разработке угольных месторождений. .

Способ добычи металлов из хранилищ лежалых отходов обогащения полиметаллических руд // 2490465

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки лежалых отходов обогащения полиметаллических руд. .

Способ крупномасштабного взрывного разрушения горных массивов сложной структуры для селективной выемки полезного ископаемого на открытых работах // 2511330

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности на открытых горных работах при разработке рудных и нерудных блоков месторождений полезных ископаемых, участки которых существенно различаются по горно-геологической структуре и качеству полезного компонента, а именно к селективной выемке полезного ископаемого крупномасштабным взрывным разрушением горных массивов сложной структуры. В рядах зарядов, пересекающих разнотипные горные породы, располагают скважинные и групповые пучковые заряды, причем групповые пучковые заряды располагают на участках, требующих усиленного дробления. Последние располагают на участках, требующих усиленного дробления с направлением выпуклой поверхности пучка в сторону усиленного дробления, производят порядную взрывную отбойку одиночных скважинных и групповых пучковых зарядов на зажим, осуществляя порядное расширение условного диаметра взрывной полости. Целью изобретения является обеспечение сохранности геометрии мест расположения больших объемов горного массива в пределах их начального геологического расположения до и после крупномасштабных массовых взрывов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // 2513464

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения горных работ. Способ включает проходку капитальной траншеи, строительство разрезной траншеи, монтаж транспортных коммуникаций, выемку полезного ископаемого уступами посредством выемочно-погрузочного комплекса непрерывного действия при веерном продвигании фронта работ. При продвижении веерного фронта работ одновременно разрабатывают целики полезного ископаемого, расположенные за границей веерного фронта, отгрузку полезного ископаемого из целиков производят на транспортные коммуникации и вначале определяют площадь клиновидной заходки при веерном продвигании фронта в соответствии с условием: S i ( с е к т о р ) = π ⋅ L ф 2 ⋅ α i 360 , где Lф - длина фронта работ, м; αi - угол поворота фронта работ, град, затем определяют площадь клиновидной заходки с учетом целика в соответствии с условием: S i = L ф 2 ⋅ t g ( ∑ i = 1 n α i ) 2 , где Lф - длина фронта работ, м; αi - угол поворота фронта работ, град, а для одновременного продвижения веерного фронта работ с отработкой целиков определяют его объем в соответствии с условием: V ц = H ⋅ ( S i − S i − 1 − S i ( с е к т о р ) ) , где Н - средняя мощность полезного ископаемого, м; Si - площадь клиновидной заходки с учетом целика, м2; Si-1. площадь предыдущей клиновидной заходки с учетом целика, м2; Si(сектор) - площадь клиновидной заходки, м2. 3 ил.

Способ подготовки к обогащению труднообогатимых углей // 2514248

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам подготовки к обогащению труднообогатимых углей. Техническим результатом является увеличение раскрытия сростков угля с породой. Способ включает обработку добытого из месторождений угля для раскрытия его сростков с породой. При этом уголь размещают слоями на промежуточном складе, расположенном на южном склоне сопки (горы, холма) или породного отвала, площадка которого имеет угол наклона 10-25°, подвергают в весенне-осенние периоды воздействию солнечной радиации с числом циклов «оттайка-заморозка» с переходом температуры через 0°С не менее 7. Причем мощность слоев угля принимают из расчета, достаточной для суточного прогрева-охлаждения, а после термической обработки уголь отгружают со склада для последующей деминерализации. 2 ил.

Способ извлечения забалансовых запасов при разработке угольных пластов // 2514252

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к разработке открытыми горными работами пологих пластов угольных месторождений. Техническим результатом является извлечение пласта угля с забалансовыми запасами без изменения порядка ведения открытых горных работ. Способ включает разработку открытыми горными работами свиты пологопадающих пластов, содержащей пласт угля с забалансовыми запасами. Этот пласт может находиться в уступе на любой его высоте. Разработку пород вскрыши ведут горизонтальными слоями после производства буровзрывных работ, проведенных с целью рыхления массива пород на всю высоту уступа, включая пласт угля с забалансовыми запасами. Породу слоев без примеси угля грузят сразу в самосвалы, а слой, содержащий уголь пласта с забалансовыми запасами, пропускают через устройство для отделения кусков породы от угольной мелочи и грузят в разные самосвалы. Верхнюю и нижнюю границы слоя, содержащего уголь пласта с забалансовыми запасами, устанавливают, когда смесь породы и угля достигнет соотношения 85-90% породы и 10-15% угля. 2 ил.

Способ ведения открытых горных работ с применением карьерных комбайнов фрезерного типа, самоходных бункеров и автосамосвалов // 2517262

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выполнении вскрышных и добычных работ в карьерах. Техническим результатом является повышение производительности открытых горных работ за счет уменьшения простоя карьерных фрезерных комбайнов при выемке породы из массива, а также автосамосвалов при загрузке породой. Поставленная задача достигается тем, что разрыхленную карьерным фрезерным комбайном породу сбрасывают ленточным конвейером разгрузочной консоли комбайна на ленточный конвейер приемной поворотной консоли самоходного двухсекционного бункера, а затем и в секции бункера, из-под которого, без остановки бункера и комбайна, движущихся синхронно и параллельно друг другу, порода периодически загружается в автосамосвалы, которые движутся при загрузке вместе с бункером. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ ведения буровзрывных работ на карьерах // 2517289

Изобретение относится к способам ведения буровзрывных работ на карьерах. Способ включает бурение параллельных рядов скважин, заряжание их зарядами взрывчатого вещества и короткозамедленное взрывание зарядов. Короткозамедленное взрывание радиально расположенных зарядов в мембранных слоях осуществляют следующим образом, взрывают первый ряд скважин, располагающийся 3 по счету от бровки уступа, вторым взрывают 1 ряд скважин с замедлением 25 мс, последним взрывают 2 ряд скважин с замедлением 50 мс. Для установления места расположения мембранных слоев фотографируют породный массив и определяют радиус кривизны откоса выемочного блока уступа по зависимости, с учётом акустической жесткости скального массива; средневзвешенного послойного количества системных трещин, приходящихся на ширину заходки Шз выемочного блока; средневзвешенного расстояния между двумя смежными трещинами системы; степени дробления; линии сопротивления по подошве уступа; суммы мощностей слоев породы; коэффициента крепости (по шкале М.М. Протодьяконова); скорости нагружения пород, коэффициента зажима; потенциальной энергии ВВ и к.п.д. взрыва. Способ позволяет достичь максимальной проработки массива скальных пород, снизить удельный расход ВВ, а также увеличить выход сырья товарной фракции из полезного ископаемого. 4 ил., 1 табл.

Способ бестранспортной проходки разрезной траншеи // 2520234

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых по бестранспортной системе в сложных горно-геологических условиях. Техническим результатом является сокращение объемов переэкскавации пород вскрыши. Способ включает ведение вскрышных работ продольными вскрышными заходками по бестранспортной системе с укладкой пород вскрыши во внешний отвал, размещаемый на верхней площадке нерабочего борта карьера, при складировании пород вскрыши во внешний отвал ярусами, которые формируют по фронту отсыпки. При этом фронт отсыпки размещают под прямым углом к верхней бровке нерабочего борта карьера и совмещают с направлением перемещения пород вскрыши от забоя продольной вскрышной заходки к месту их отсыпки. 5 ил.

Способ отвалообразания на наклонное основание // 2520611

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является отсыпка ярусов отвала в одну очередь и возможность складирования пастообразных хвостов после обогатительного передела руды на наклонное основание с сохранением устойчивости отвального яруса. Способ включает отсыпку пород ярусов отвала. При этом ярус отвала, содержащий породы вскрыши и пастообразные хвосты, укладывают раздельно навстречу друг к другу, причем пастообразные хвосты укладывают со стороны склона, а отсыпку яруса пород вскрыши и пастообразных хвостов производят до одного горизонтального уровня. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ открытой разработки месторождений // 2520619

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных пологопадающих месторождений при применении техники непрерывного действия. Техническим результатом является увеличение производительности и снижение затрат на отвалообразование. Способ включает проходку разрезной траншеи, монтаж транспортных коммуникаций, отработку карьерного поля, выемку полезного ископаемого и вскрышных пород уступами. При этом отработку карьерного поля осуществляют от центра к его флангам, а после отработки карьерного поля на угол α между разрезной траншеей и транспортными коммуникациями, который определяют из математического выражения. Проводят отгрузку пород вскрыши во внутренние отвалы, расположенные между разрезной траншеей и транспортными коммуникациями. После полной отработки карьерного поля удлиняют разрезную траншею, расположенную по центру, с установкой транспортных коммуникаций, с дальнейшим повторением цикла. 3 ил.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых с притоком грунтовых вод // 2521002

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых с притоком грунтовых вод. Техническим результатом является снижение капитальных и эксплуатационных затрат за счет исключения операций по проведению дренажных выработок. Способ включает сооружение гидроотвала, вскрытие и отработку карьерного поля. При этом на уступе нерабочего борта карьера, расположенного со стороны максимальной отметки уровня грунтовых вод в контуре карьерного поля, устанавливают контрфорсный противофильтрационный экран, ниже уровня грунтовых вод за пределами призмы возможного обрушения нижележащего уступа, на всю длину слоя грунтовых вод. Причем высоту контрфорсного экрана определяют из математического выражения. 3 ил.