Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых



Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых
Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых
Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

 


Владельцы патента RU 2513464:

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

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.

 

Изобретение относится к горной промышленности, точнее к открытым разработкам мощных месторождений при применении техники непрерывного действия.

Известно, что при разработке горизонтального и полого залегания месторождений при применении конвейерного транспорта необходимо систематически производить работы по наращиванию става магистральных конвейеров, приводящие к вынужденной остановке всех конвейерных линий, находящихся в технологической связи (Теория и практика открытых разработок. М.: «Недра», 1973. 636 с. Авт.: Н.В.Мельников, А.И.Арсентьев, М.С.Газизов и др., с.271).

Указанный способ характеризуется высокой трудоемкостью работ по наращиванию става магистральных конвейеров, снижающей эффективность технологии непрерывного действия.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, горизонтального и пологого залегания мощных месторождений при применении техники непрерывного действия. Способ включает разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого и внутреннее отвалообразование, разработку вскрышных пород производят клиновидными заходками с полной выемкой клина при условии параллельности линий нижней бровки внутреннего отвала со стороны добычной зоны, осевой линии хода экскаватора при отработке нижнего добычного подуступа уступа, осевой линии хода перегружателя, нижней и верхней бровки нижнего добычного уступа последующей заходки, осевых линий забойных конвейеров для транспортировки полезного ископаемого при выемке нижнего и верхнего добычных подуступов, осевой линии хода экскаватора при отработке верхнего добычного подуступа уступа, нижней и верхней бровки верхнего добычного уступа последующей заходки, осевой линии хода вскрышного экскаватора, нижней и верхней бровки вскрышного уступа последующей заходки. А при повороте фронта горных работ от первоначального положения на 90 градусов производят работы по укорачиванию става магистрального конвейера и удлинение забойного, осуществляющих транспортирование полезного ископаемого верхнего подуступа, на величину, равную межосевому расстоянию между конвейерами для радиального поворота забойных конвейеров относительно пункта перегрузки полезного ископаемого с забойных на магистральные конвейеры, и при повороте вскрышного фронта горных работ на 180 градусов дальнейшую разработку осуществляют параллельно оси карьерного поля. [Патент RU №2394157 С1, Е21С 41/26, 26.05.2009, опубл. 10.07.2010].

Такой вариант раскройки карьерного поля имеет округлую форму, что затрудняет развитие горных работ в плане.

Основной задачей изобретения является снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасность ведения горных работ.

Поставленная задача достигается тем, что в способе открытой разработки месторождения полезного ископаемого при веерном продвигании фронта работ, включающем проходку капитальной траншеи, строительство разрезной траншеи, монтаж транспортных коммуникаций, выемку полезного ископаемого уступами посредством выемочного-погрузочного комплекса непрерывного действия при веерном продвигании фронта работ, согласно изобретению 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.

Данный способ иллюстрируется графически, на фиг.1 представлена математическая зависимость объема целика полезного ископаемого от угла поворота фронта горных работ, где по оси X дан угол поворота фронта работ, а по оси Y - объем целика полезного ископаемого, фиг.2 - схема ведения горных работ в плане (фронт <90°) и фиг.3 - схема ведения горных работ в плане (фронт >90°), где 1 - капитальная траншея; 2 - разрезная траншея; 3 - транспортные коммуникации; 4 - выемочно-погрузочный комплекс непрерывного действия; 5 - отвал; 6 - целик полезного ископаемого; 7 - выемочно-погрузочный комплекс цикличного действия; 8 - граница карьерного поля.

Способ заключается в следующем. С использованием известной технологии и средств проходится капитальная траншея 1 и разрезная траншея 2, в которых размещаются транспортные коммуникации 3. Выемку полезных ископаемых производят при веерном продвигании фронта работ с помощью выемочно-погрузочного комплекса непрерывного действия 4 и складированием пустой породы в отвал 5. При такой системе разработки неизбежно остаются целики полезного ископаемого 6, для их устранения было предложено одновременно с веерным продвиганием фронта работ отрабатывать целики полезного ископаемого 6 выемочно-погрузочным комплексом цикличного действия 7, с продвиганием горных работ в границах карьерного поля 8, отгрузкой полезного ископаемого на транспортные коммуникации 3 и складированием пустой породы в отвал 5. После продвижения фронта работ на угол более 90° идет перегон выемочно-погрузочного комплекса цикличного действия 7 на противоположный целик полезного ископаемого 6 для дальнейшей отработки карьерного поля.

Для планирования развития горных работ необходимо определить объем целика полезного ископаемого, для этого рассмотрим схему ведения горных работ в плане (фронт <90°) фиг.2.

Находим площадь клиновидной заходки полезного ископаемого выемочно-погрузочным комплексом непрерывного действия:

S i ( с е к т о р ) = π L ф 2 α i 360 ,                                           (1)

где Lф - длина фронта работ, м; αi - угол поворота фронта работ, град.

Продлевая линию контура заходки выемочно-погрузочного комплекса непрерывного действия L, до границы карьерного поля, образуется треугольник Si - площадь отработки клиновидной заходки с учетом целика, которую находим по формуле

S i = L ф 2 t g ( i = 1 n α i ) 2 ,                                    (2)

где Lф - длина фронта работ, м; αi - угол поворота фронта работ, град.

Объем целика полезного ископаемого определяется по формуле:

V = H ( S i S i 1 S i ( с е к т о р ) ) ,                     (3)

где Н - средняя мощность полезного ископаемого, м.

Si - площадь отработки клиновидной заходки с учетом целика, м2

Si-1 - площадь предыдущей клиновидной заходки с учетом целика, м2;

Si(сектор) - площадь клиновидной заходки, м.

С учетом этих формул была выведена математическая зависимость объема целика полезного ископаемого от угла поворота фронта горных работ фиг.1.

Из графика видно, что с увеличением угла поворота фронта горных работ возрастает площадь целика полезного ископаемого. Максимальный показатель объема целика достигается при угле поворота фронта горных работ в 45° и при дальнейшем развитии уменьшается, это позволяет планировать распределение мощности выемочно-погрузочного комплекса цикличного действия, что в свою очередь определяет снижение трудоемкости, повышение эффективности, рациональное извлечение полезного ископаемого и безопасного ведения горных работ.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых включающий проходку капитальной и разрезной траншеи, монтаж транспортных коммуникаций, выемку полезного ископаемого уступами посредством выемочно-погрузочного комплекса непрерывного действия при веерном продвигании фронта работ, отличающийся тем, что 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 ) ) ,                            (1)
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.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение затрат на разработку карьера за счет упрощения работ по формированию его конечного борта и уменьшения объема выемки вскрыши от его разноса под берму автомобильного съезда. Автомобильный съезд в карьере, совмещенный с наклонной предохранительной бермой карьера, включает порожняковую и грузовую ветви и дополнительные съезды с него, расположенные на боковых откосах автомобильного съезда, на предохранительные бермы карьера. При этом порожняковая и грузовая ветви автомобильного съезда разделены и расположены в разных полутраншеях, основания которых являются наклонными предохранительными бермами карьера, заменяющими участки горизонтальных предохранительных берм карьера по трассе автомобильного съезда, и связаны между собой дополнительными съездами для вспомогательной техники, расположенными на боковых откосах полутраншей, а дополнительные съезды, связывающие автомобильный съезд с предохранительными бермами карьера, расположены с обеих сторон от него. 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке скальных горных пород. В процессе уточнения районирования с помощью регистрации изменения энергетических показателей работы двигателей напора, подъема привязывают через положение ковша в пространстве и во времени операции черпания, наполнения, удержания наполненного ковша в цикле экскавации для регистрации изменения качества подошвы уступа, гранулометрического состава и формы навала отбитой массы при переходе от погашенного околоскважинного к погашенному межскважинному пространству. Характеристику проработки подошвы уступа учитывают по изменению энергетических показателей двигателя напора на уровне подошвы уступа. Гранулометрический состав горной массы - по изменению энергетических показателей двигателя подъема при наполнении и удержании наполненного ковша. Компактность навала - по изменению энергетических показателей двигателя подъема регистрации высоты черпания при переходе от погашенного околоскважинного пространства к погашенному межскважинному пространству. Заявляемое решение позволяет повысить эффективность районирования пород по взрываемости и улучшить параметры буровзрывных работ, влияющие на состояние экскаваторного забоя: качество проработки подошвы уступа; формирование компактного навала горной массы; качество дробления массива горных пород. 4 ил.
Наверх