Способ подготовки горных пород к выемке для добычи угля открытым способом


 


Владельцы патента RU 2545557:

Ковчугай Александр Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к добыче угля открытым способом. Техническим результатом является полное исключение вредных воздействий на окружающую среду и обслуживающий персонал при буровзрывном способе рыхления горных пород. Способ включает предварительное рыхление блока скальных и полускальных пород путем одновременного массированного бурения в нем скважин с максимальной плотностью по всей площади блока, подготовленного к выемке, с помощью многоштангового бурильного агрегата, после чего осуществляют выемку горных пород машинными способами, разрушая целики горной породы между скважинами. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, а конкретно к добыче угля открытым способом.

Известны способы подготовки горных пород к выемке, а именно: механические, буровзрывные и гидравлические.

К механическим способам относятся предварительное рыхление одноковшовыми экскаваторами, драглайнами, роторными экскаваторами, бульдозерами (см. В.Ф. Хныкин, Ю.Ш. Хузин, М.С. Триандафилов. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности. М.: «Недра», 1973 г., с. 31).

Скальные, полускальные и плотные глинистые породы предварительно разрыхляют буровзрывным способом, включающим бурение скважин с поверхности блока до заданной отметки блока, заряжание скважин взрывчатыми материалами и их взрывание, в результате которого происходит рыхление массива горных пород (см. В.Ф. Хныкин, Ю.Ш. Хузин, М.С. Триандафилов. Гидровскрышные работы на карьерах горнорудной промышленности. М.: «Недра», 1973 г., с.38). Дальнейшее разрушение горных пород и их выемку осуществляют гидравлическим способом.

Буровзрывному способу рыхления горных пород сопутствует изобилие вредных воздействий взрыва на окружающую среду (сейсмического, ударно-воздушной волны, разлета осколков породы), а также и негативное воздействие на безопасность обслуживающего персонала.

Задачей предлагаемого способа подготовки горных пород к их выемке является полное исключение указанных видов вредных воздействий на окружающую среду и обслуживающий персонал.

Задача решается тем, что предварительное рыхление блока скальных и полускальных пород осуществляют путем одновременного массированного бурения в нем скважин с максимальной плотностью по всей площади блока, подготовленного к выемке, после чего осуществляют выемку горных пород машинными способами, например экскаваторами, разрушая целики горной породы между скважинами.

Подготовку пород реализуют устройством, представление о котором легко усматривается непосредственно из изложения самого процесса подготовки пород следующим образом.

На отрабатываемый блок уступа подъемным краном опускают так называемый многоштанговый бурильный агрегат (МБА), представляющий собой плоскостную платформу, к нижней внешней поверхности которой прикреплено максимально возможное количество бурильных штанг для бурения скважин в вертикальной плоскости, оснащенных шнеками для удаления буровой мелочи, при этом количество скважин в каждом конкретном случае определяют экспериментально. Для особо крепких пород возможно использование термобуров или плазмобуров на МБА, количество которых также определяют экспериментально. Внешний контур агрегата МБА оборудуют необходимым количеством гидродомкратов для удержания его в горизонтальной плоскости на поверхности блока после его освобождения от подъемного крана, а также для компенсации реактивного момента, возникающего при контакте рабочих органов МБА с поверхностью отрабатываемого блока. Рабочий цикл начинают с одновременного включения в работу всех буровых штанг, после чего, управляя гидродомкратами, опускают МБА до момента соприкосновения его рабочих органов с поверхностью блока. После погружения рабочих органов до заданной отметки блока гидродомкратами поднимают МБА над блоком и далее переносят его подъемным краном на следующий участок блока уступа и процесс повторяется.

В результате графических проработок установлено, что на площади МБА, равной одному квадратному метру, можно равномерно разместить до 40 перфораторов для бурения скважин диаметром 60 мм и глубиной 3 метра, при этом поперечные размеры межскважинных целиков составляют порядка 100×100 мм, что наглядно свидетельствует о достаточной предварительной «рыхлости» блока и его непрочности для разрушения машинными способами, например экскаваторами, драглайнами, роторными экскаваторами или бульдозерами, гидромониторами.

1. Способ подготовки горных пород к выемке для добычи угля открытым способом, включающий предварительное рыхление отрабатываемого блока, отличающийся тем, что предварительное рыхление пород в блоке осуществляют путем одновременного массированного бурения скважин по всей площади блока, подготовленного к выемке, после чего его окончательное рыхление производят машинными способами, разрушая целики горной породы между скважинами.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при массированном бурении на площади блока, равной одному квадратному метру, возможно равномерное размещение до 40 скважин диаметром 60 миллиметров и глубиной до 3-х метров с обеспечением межскважинных целиков с поперечным сечением размерами порядка 100×100 миллиметров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу открытой разработки месторождений полезных ископаемых с созданием отвала. Техническим результатом является повышение эффективности разработки месторождения при строительстве высокого отвала большой емкости при снижении затрат на перемещение вскрыши и обеспечение безопасности отвалообразования.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке пластовых месторождений криолитозоны на базе бестранспортной системы разработки вскрышных пород.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых, в частности скального и полускального типов.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных месторождений полезных ископаемых пологого и слабонаклонного залегания с применением техники непрерывного действия открытым способом.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при освоении рудных месторождений и месторождений других твердых полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности освоения небольших рудных и нерудных месторождений золота, свинца, олова и других полезных ископаемых.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для доработки открытым способом месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является повышение эффективности и полноты выемки полезного ископаемого открытым способом.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче и переработке молибденсодержащих руд. Способ добычи и переработки молибденсодержащих руд включает районирование карьерного поля, оконтуривание различных по технологическим свойствам участков рудного массива, селективную выемку на оконтуренных участках с выделением в самостоятельный поток руд из зон с повышенным окислением молибденита и направлением его на люминесцентную сепарацию.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при селективной разработке сложноструктурных месторождений с помощью карьерных комбайнов.

Предлагаемый способ относится к горной промышленности, в частности к разработке месторождений открытым способом, и может быть использован в глубоких карьерах и угольных разрезах, где добыча полезных ископаемых становится невозможной без усиления естественного воздухообмена на нижних горизонтах или без средств искусственной вентиляции.

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к открытой разработке угольных пластов со скальными вскрышными породами. Способ включает удаление покрывающих скальных вскрышных пород взрывным рыхлением зарядами с воздушной подушкой в нижнем торце заряда, механическое рыхление и бульдозирование пород пласта, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой и комбинированной разработке месторождений твердых полезных ископаемых Севера. Техническим результатом является предотвращение растепления мерзлых пород нерабочих бортов уступов карьеров. Способ включает возведение трех искусственных элементов: противофильтрационного экрана, защитной бермы, защитного покрытия. Причем противофильтрационный экран создают путем бурения наклонных скважин большого диаметра в зимний период с верхней площадки наиболее подверженной растеплению стороны нерабочего борта уступа, параллельно поверхности склона на всю его высоту с последующим заполнением их ледовым щебнем, охлажденной пресной водой и проморозкой естественным холодом, а защитную берму возводят поверх устьевых частей скважин, начиная от верхней бровки уступа трапецеидального сечения расчетной высоты, с применением послойного намораживания вскрышных пород, которую в летний период, включая поверхность откоса уступа, для предотвращения растепления укрывают защитным покрытием, которое выполнено в виде съемного гибкого влаго-тепло- и светоотражающего мата, убираемого с наступлением зимы, толщину которого определяют из математического соотношения. 1 ил.

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых, более конкретно к открытой разработке крутопадающих месторождений большой протяженности с внутренним отвалообразованием. Техническим результатом является уменьшение дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок и сокращение расстояний перевозок вскрышных пород из рабочей зоны карьера во внутренний отвал. Для этого способ, при котором карьер по длине делят на очереди, из которых первую отрабатывают до проектной глубины с внешним отвалообразованием, а отработку второй ведут с применением внутреннего отвалообразования, размещая вскрышные породы в выработанное пространство первой очереди с общим формированием отвальных ярусов по мере развития горных работ в направлении торца по всей глубине. Причем рабочую зону по высоте делят на две части, вскрытие и отработку нижней части производят продольными наклонными слоями с подъемом 20-25% в сторону торца с помощью колесных погрузчиков и автотранспорта, способного преодолевать эти крутые уклоны, высота нижней части определяется по математическому выражению. Отработку верхней части рабочей зоны производят с применением поперечной системы разработки и скользящих съездов, ширину которых принимают исходя из условия размещения на них развала взрываемой горной массы при их расширении и одновременно обеспечения двухстороннего проезда транспортных средств, обеспечивающих грузотранспортную связь между ниже- и вышележащими уступами, отработку продольных наклонных слоев нижней части рабочей зоны ведут отдельными последовательно формируемыми сверху вниз крутонаклонно-горизонтальными слоями с максимальной высотой, определяемой с учетом траектории движения ковша погрузчика, при отработке каждого очередного крутонаклонно-горизонтального слоя горную массу предварительно разрыхляют, погрузчик производит ее выемку и погрузку в автомобильный транспорт, устанавливаемый на максимально приближенных к забою горизонтальных площадках. 2 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована при разработке крутозалегающих пластов полезных ископаемых, главным образом на угольных месторождениях, находящихся на завершающей стадии открытой разработки и на уже отработанных карьерных полях. Техническим результатом является повышение эффективности отработки крутопадающих угольных пластов и экологической безопасность ведения горных работ. Это достигается путем зачистки угольного пласта или пластов по простиранию открытыми горными работами и установкой на пласт бурового агрегата, для выбуривания угля под углом от 60 до 90°, относительно оси простирания пласта, и на глубину 100 и более метров. Для повышения производительности выемки угля, а также снижения нагрузки на режущий рабочий орган при возникновении аварийных ситуаций, ковшебур выполнен из двух частей, а именно режущего рабочего органа и лифтового цилиндрического ковша, соединенных между собой сцепным устройством. Причем внутри ковшебура установлен шнековый элемент для загрузки полезного ископаемого в лифтовый цилиндрический ковш. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть использована при разработке угольных месторождений на пластах крутого залегания открытым способом, главным образом на угольных месторождениях, находящихся на завершающей стадии открытой разработки и на уже отработанных карьерных полях. Техническим результатом является повышение эффективности и безопасности отработки крутопадающих угольных пластов. Способ включает открытую разработку и выемку угля выемочными камерами, создание барьерных целиков, закладку выемочных камер. В качестве бурового устройства используют фрезерную буровую машину, размещенную на дневной поверхности, с углом наклона фрезерного бурового инструмента от 45 до 90° от вертикали, при этом выемку угля из выемочных блоков ведут с использованием устройства гидровыдачи угля при соотношении твердой и жидкой фазы равном 1:3, после чего угольную пульпу направляют на обезвоживание угля до 7-8%, а сточные воды на обесшламливание и в оборот. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выполнении вскрышных и добычных работ на месторождениях, сложенных из плотных и полускальных пород, с применением землеройно-фрезерных машин и скреперов. Способ повышает эксплуатационную надежность и производительность при выполнении вскрышных и добычных работ на месторождениях, сложенных из плотных и полускальных пород, с применением землеройно-фрезерных машин и скреперов. Способ разработки месторождений твердых полезных ископаемых с применением землеройно-фрезерной машины и скреперов включает использование землеройно-фрезерной машины для разрыхления породы с размещением отфрезерованной горной массы в отрытой траншее, из которой осуществляют ее выемку скрепером, следующим вслед за землеройно-фрезерной машиной без ее остановки. Скрепер зачерпывает горную массу в ковш с помощью загрузочного лотка, который осуществляет заполнение передней части ковша горной массой и последующее перемещение ее с использованием гребковой стенки, при этом освободившаяся передняя часть ковша вновь заполняется горной массой. Гидроцилиндры механизма управления лотком поднимают загрузочный лоток с горной массой для окончательного заполнения передней части ковша. Разгрузка ковша осуществляется через образовавшуюся щель между днищем ковша и поднятым в направляющих загрузочным лотком посредством задней стенки, которая перемещается в переднюю часть ковша с гребковой стенкой. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выполнении вскрышных и добычных работ на месторождениях, сложенных из плотных и полускальных пород, с применением стреловых карьерных комбайнов, отвалообразователей и других горных машин. Техническим результатом является повышение производительности горных работ при разработке глубоких месторождений полезных ископаемых, сложенных плотными и полускальными породами Способ включает непрерывную выемку и бестранспортное отвалообразование вскрышных пород, непрерывную выемку, перемещение, сортировку полезного ископаемого. Фронт ведения горных работ располагается вдоль короткой оси карьерного поля, непрерывная отработка вскрышного уступа большой высоты ведется одновременно на двух подуступах с использованием стреловых карьерных комбайнов. Вскрышная порода по конвейерам стреловых карьерных комбайнов подается через приемные устройства на конвейеры загрузочных консолей отвалообразователя. Процесс совмещения конвейеров стреловых карьерных комбайнов с приемными устройствами загрузочных консолей и позиционирование отвалообразователя относительно стреловых карьерных комбайнов обеспечивается автоматической системой управления. Добычные работы ведутся с применением землеройно-фрезерной машины, полезное ископаемое подается погрузчиком в бункер мобильного перегрузочного агрегата с конвейером, а затем к мобильно-сортировочному агрегату. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом с применением комбинированного транспорта, и может быть использовано при разработке месторождений с пологим или горизонтальным залеганием полезного ископаемого с вытянутой формой карьера в плане. Техническим результатом является вынос транспортных коммуникаций и загрузочного бункера за пределы рабочей зоны верхней группы уступов карьера в зоне действия экскаватора-драглайна и на рабочей площадке нижней группы уступов карьера в зоне действия экскаватора-драглайна или их размещение только за пределами рабочей зоны верхней группы уступов карьера, а также разделение процессов разгрузки автосамосвалов и погрузки горной массы в загрузочный бункер конвейерного или железнодорожного транспорта при отработке месторождений с пологим или горизонтальным залеганием полезного ископаемого с вытянутой формой в плане. Способ включает отработку верхних и нижних уступов карьера с созданием перегрузочного пункта, состоящего из разгрузочной площадки для автосамосвалов, экскаваторной площадки, загрузочного бункера, железнодорожного пути, согласно изобретению отрабатывают уступы выемочно-погрузочными машинами, породу транспортируют автосамосвалами, на перегрузочно-накопительную площадку, где с помощью экскаватора-драглайна перегружают в загрузочный бункер конвейерного или железнодорожного транспорта, которые располагают за пределами рабочей зоны верхней группы уступов карьера в зоне действия экскаватора-драглайна и на рабочей площадке нижней группы уступов карьера в зоне действия экскаватора-драглайна или только за пределами рабочей зоны верхней группы уступов карьера в зависимости от мощности вскрышной породы. Определяют количество экскаваторов-драглайнов, величину перегрузочно-накопительной площадки и объем вскрыши, размещаемый на перегрузочно-накопительной площадке. 5 ил.
Изобретение относится к категории горной промышленности и может быть использовано при освоении месторождений твердых полезных ископаемых, включая строительные горные породы. Техническим результатом является повышение уровня эффективности комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых и смежных с ними природных и техногенных ресурсов. Способ включает рациональное освоение базовой и смежных зон природных и техногенных ресурсов месторождения, заключающееся в их глубокой дифференциации на основе системного комплекса горно-геологических, технологических, экономических и социально-экологических показателей, целиковое снятие почвенно-растительного слоя с сохранением микробиоты, кратковременное размещение почвенно-растительного слоя на спецплатформе мобильного универсального агрегата. Предусматривается селективная автоматизированная выемка, минеральная подготовка и первичная переработка минерального сырья, раздельная автоматизированная выемка и складирование временно некондиционной и некондиционной минеральной массы, а также выемка и размещение вскрышных пород в отвалах, используя при этом универсальные роботизированные агрегаты, оборудованные манипуляторами и автоматизированной системой управления.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке сульфидных руд из тонких крутонаклонных жил. Способ обеспечивает повышение производительности процесса разработки сульфидных руд из тонких крутонаклонных жил и увеличение качества добываемого минерального сырья. Способ включает бурение через определенные интервалы по простиранию жилы опережающих технологических скважин, ограничивающих контур жилы, разработку жилы при одной поверхности обнажения посредством рабочих стоек, измельчение породы жилы с помощью режущего инструмента, связанного с приводными станциями, вынос измельченной породы из рабочего пространства и последующее ее удаление всасывающим устройством из опережающей технологической скважины. Вскрышу жилы осуществляют посредством самоходных фрезерного и бульдозерного агрегатов после определения контура жилы по простиранию и по глубине оруденения, при этом управление процессом измельчения породы жилы, осуществляемого с помощью регулируемого по ширине посредством сменных насадок режущих элементов перед процессом разработки жилы, производят с помощью автоматической системы, причем вынос измельченной породы из рабочего пространства осуществляют в процессе измельчения посредством подпружиненных скребков, а погрузку измельченной породы осуществляют посредством всасывающего устройства в автосамосвал. 4 ил.

Изобретение относится к горно-добывающей промышленности и может быть использовано при открытой комбинированной разработке пластовых месторождений с двумя угольными пластами, с поочередной выемкой пластов и междупластья и технологией вскрышных работ на базе транспортно-бестранспортной системы разработки. Техническим результатом является снижение себестоимости вскрышных работ и уменьшение вредных выбросов в атмосферу. Способ включает бурение блока и взрывание вскрышного уступа, экскавацию взорванных пород с кровли верхнего пласта полезного ископаемого в предотвал, последующую экскавацию предотвала и оставшихся объемов породы в конечный контур отвала, бурение, взрывание и отработку верхнего пласта полезного ископаемого, бурение, взрывание и отработку междупластья по бестранспортной технологии с экскавацией пород внутренней вскрыши в специально созданные отвальные емкости. При этом на участках, где ранее такие емкости не были созданы, их создают после выкладки в отвал пород внешней вскрыши, путем снятия драглайном слоя породы, с боковой поверхности внутреннего отвала, куда впоследствии после отработки верхнего пласта полезного ископаемого складируют породы междупластья. Причем глубину этого слоя определяют из соотношения. 2 ил.
Наверх