Способ открытой разработки полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разработке твердых полезных ископаемых. Цель изобретения - повышение степени извлечения полезного ископаемого при снижении степени разубоживания за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения вмещающих пород . Отработку уступов ведут согласными заходками. Определяют нормативный контур отработки по приведенной математической зависимости. При отработке треугольника потерь и разубоживания их горную массу перемещают в основание отрабатываемого уступа. Затем ее отрабатывают . После отработки треугольников потерь ведут отработку оставшихся пород уступа. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

/ (19) (И) csi>s Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4713283/03 (22) 03.07,89 (46) 29.02,92. Бюл, N 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) С.Э.Мининг и А.Н,Елин

1 (53) 622,271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1315612, кл. Е 21 С 41/02, 1988. (54) СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разИзобретение относится к горному делу и может быть применено при открытой разработке твердых полезных ископаемых.

Известен способ гидравлической выем-. ки угольного пласта, по которому для уменьшения потерь .угля при гидроотбойке формируют пвдрезную щель вдоль очистного забоя в его центральной части по мощно-, сти пласта, а затем струи воды направляют к кровле и почве пласта, производя отбойку подрезанных пачек угля.

Однако данный способ не применяют при разработке скальных горных пород, отбиваемых взрывом, и при крутых и наклонных контактах полезного ископаемого и вмещающих пород.

Известен способ раздельной выемкй мехлопатами, где описаны фазы простой и сложной раздельной выемки. Известныйработке твердых полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение степени извлечения полезного ископаемого при снижении степени разубоживания за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения вмещающих пород. Отработку уступов ведут согласными заходками. Определяют нормативный контур отработки по приведенной математической зависимости, При отработке треугольника потерь и разубоживания их горную массу перемещают в основание отрабатываемого уступа. Затем ее отрабатывают. После отработки треугольников потерь ведут отработку оставшихся пород уступа. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. способ с фазой раздельной выемки или требует отработки залежи полезного ископаемого обязательно с висячего бока, или 4 разделение уступа на подуступы, что сопряжено с большими дополнительными затра- ( тами и довольно значительными потерями и а разубоживанием. (л)

Недостатком данного способа является то, что при пологих контактах полезного ископаемого и вмещающих пород даже при отработке залежи с висячего бока возникают значительные "треугОльники" потерь и разубоживания.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ селективной выемки полезных ископаемых, по которому для уменьшения потерь и разубоживания полезного ископаемого перед установкой экскаватора на забое уступа

1716139

0= arccos (—,); т9о к= — h

Н (3) а p, Ki

Ki + (1 — Ki ) при Ki = — 0,5 и к1

К= — х

1 — 2 К1

50 формируют границу разделения уступа на слои полезного ископаемого и породы под углом к направлению фронта работ, определяемым из выражения

10 где а — угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающих пород, град;

p — угол откоса уступа, град.

Экскаватор устанавливают на линии черпания, совпадающей с границей разде- 15 ления уступа на указанные слои, а слоевую селективную выемку. горной массы осуществляютпо обестороны отуказанной границы разделения.

Недостатком этого способа является 20 невозможность его применения при наклонных контактах полезного ископаемого и вмещающих пород с углами падения, меньшими угла откоса уступа, Цель изобретения — повышение степе- 25 ни извлечения полезного ископаемого при снижении степени разубоживания за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения руды и вмещающих пород, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу открытой разработки по-лезных ископаемых, включающему разработку горной массы уступов согласными заходками до их основания, определение 35 нормативного контура отработки, отработку уступов и горной массы треугольников потерь и разубоживания по висячему и лежачему бокам залежей и перемещение горной массы, нормативный контур при отработке 40 контакта по висячему боку залежи определяют по зависимости; х к3

1 — 2 К> при Ki< 0;5, (2) 55 где а — угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающей породы, град;

p — угол откоса уступа при экскавации, град;

pã — угол верхней части откоса уступа после выполаживания, град;

Ki — коэффициент, устанавливающий нормативный контур отработки при обычной технологии, т.е, где hp — высота рудной части откоса уступа, м;

Н вЂ” высота уступа, м, а при отработке контакта по лежачему боку из выражения (1-К) горную массу треугольника потерь и разубоживания перемещают в основание отрабатываемого уступа, отрабатывают ее, после чего ведут отработку оставшихся пород уступа.

Горную массу треугольников потерь и разубоживания перемещают, например, посредством смыва ее струей гидромонитора.

Дополнительно производят предварительное смачивание горной массы по контакту порода — полезное ископаемое, Дополнительно смываемую горную массу предварительно измельчают.

На фиг. 1 изображен разрез вкрест простирания залежи у висячего бока; на фиг. 2 — отработка приконтактной зоны у висячего бока залежи, вид в плане; на фиг. 3 — разрез

А-А на фиг. 2; на фиг. 4 — разрез Б — Б на фиг.

2; на фиг. 5 — разрез  — В на фиг. 2, Предлагаемый способ заключается в следующем.

При отработке каждой приконтактной зоны геолого-маркшейдерская служба устанавливает положение контакта 1 (фиг. 1-5) полезного ископаемого 2 (фиг. 1, 3-5) с вмещающими породами 3 (фиг, 1, 3-,5) и нормативный контур 4 (фиг. -1) при обычной технологии. Затем определяют новый нормативный контур 5(фиг. 1) по зависимостям (1) — (3), При отработке контакта по висячему боку залежи нормативный контур 5 устанавливают по параметру К, при отработке контакта по лежачему боку залежи (не показано) — по параметру (1 — К).

Горную массу треугольника потерь (при отработке лежачего бока) и треугольника 6 разубоживания (фиг. 1) перемещают в основание 7 отрабатываемого уступа, отрабатывают ее, -,после чего ведут отработку оставшихся пород уступа, Горную массу треугольника 6 можно перемещать, например, посредством смыва ее струей гидромонитора 8 (фиг, 2) и отрабатывать ее из основания 7 отрабатываемого уступа экскаватором.9 (фиг. 2), после чего

1716139

О.4

1 - г Î 4 "

О,4

1 -2 В4 =0,35.

При отработке висячего бока залежей.

10, предлагаемый способ позволяет при неизменном нормативном контуре, не изменяя потерь, снизить разубоживание на величину

b,В:, 15 Н2

ЛВ =i (1 — К1) p„

2 я! ctg Д вЂ” ctg Д = 2000 — (1 — 0,4 ) Х

П =2000 -0,352х

152

30 х 3,3 (ctg 45 — ctg 60 ) = 38470 т;

Таким образом, при отработке висячего

40 бока залежей снижение потерь руды составляет:

Н2

В1 L 2 К1Р х

152 45 к! ctg а — ctg Д I = 2000 (1 — 0,4 ) к

50 где L — суммарная длина контактов, м;

Н вЂ” высота уступа, м; .рр р, — плотности соответственно руды и породы, T/M3; а, Д вЂ” углы падения .соответственно 55 контакта и откоса экскаваторной заходки, град, Новый нормативный контур разделения руды и породы определяют по выражению (2): вести отработку оставшихся пород уступа экскаватором 9.

Для повышения эффекта обрушения и дополнительного пылеподавления производят предварительное смачивание горной массы по контакту порода — полезное ископаемое.

Дополнительно смываемую горную массу предварительно измельчают, например, усиленными зарядами BB.

Пример осуществления способа для условий Соколовского карьера СоколовскоСарбайского ГПО.

Высота уступа 15 м, угол наклона откоса уступа 60, угол верхней части откоса уступа после его выполаживания гидромонитором

50О, угол наклона контактов руда — порода

45О, плотность руды 3 3 т/м, плотность пустых пород 2,7 т/м, длина контактов, пригодных для применения способа, составляет 4000 м в год (по 2000 м для висячего и лежачего боков залежей). Работу осу-. ществляют экскаваторами (прямая мехлопата ЭКГ-8И и ЭКГ-6, ЗУС), Гидромонитор устанавливается на автоцистерне на базе Белд3-548.

При обычном способе разработки для

К =0,4 потери и разубоживание для висячего и лежачего боков залежей одинаковы и равны следующим величинам:

Н

П1=! К1 ррIctgc — ссцД! =

=2000 2 0,4 3,3 х

15 х I ctg 45 — ctg 60 = 50240 т; х 2,7 ctg 45 — ctg 60 = 925000 т, х 2,7 I ctg 50 -сщ 60 = 57300 т.

Уточнение нормативного контура приводит к снижению как разубоживания, так и потерь, В этом случае.

В =2000 (1 — 0,35)2 2,7 х

2 х (ctg 45 — ctg 60 ) — 57300 =51260 т.

Л П = 50240 — 38470 = 11770 т;

Л В =92500 — 51260 = 41240 т.

При отработке лежачего бока залежей предлагаемый способ позволяет при неизменном нормативном контуре, не изменяя разубоживания, снизить потери на величину ЛП:

Н

Л П = L K)pp ctg p< - ctg Q I

= 2000 2 0,4 3,3 (ctg 50о сщ 60О)=

= 70020 т, 1716139

К1 +(-1 — К1 ) 15 при l4 0 5;

К1 к 1 — гк х

Таким образом, при отработке лежачего бока залежей снижение потерь руды составляет

K)

1 — г к1 при К<< 0,5, 50

Уточнение нормативного контура приводит к снижению как потерь, так и разубоживания. Беря дополнение до единицы величины, получим:

П =2000 (1 — 0,35) 3,3 х

15г г

2 х (ctg45O — ctg 60О ) 70020= 42680 т;

B =2000 2 0,35 2,7х х (ctg 45 — ctg 60 ) = 31480 т, Л П = 50240 — 42680 = 7560 т; снижение разубоживания составляет

Ь В = 92500 — 31480 = 61020 т.

Общее по карьеру снижение потерь равно

Ь П = 11770 + 7560 = 19330 т; общее снижение разубоживания равно

Ь B = 41240+ 61020 = 102260 т.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить потери и разубоживание полезного ископаемого при добыче при улучшении условий труда.

Формула изобретения

1. Способ открытой разработки полезных ископаемых, включающий разработку горной массы уступов согласными заходками до их основания, определение нормативного контура отработки, отработку уступов и горной массы, треугольников потерь и разубоживание по висячему и лежачему боку залежи, перемещение горной массы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения степени извлечения полезйого ископаемого

5 при снижении степени разубоживания его за счет приближения нормативного контура отработки к контуру разделения вмещающих пород, нормативный контур при отработке контакта по висячему боку залежи

10 определяют из выражения: где а — угол падения контакта полезного ископаемого и вмещающей породы, град;

Д вЂ” угол откоса уступа при экскавации, град;

P — угол верхней части откоса уступа после выполаживания, град;

К1 — коэффициент, устанавливающий нормативный контур отработки при обычной технологии, а при отработке контакта по лежащему боку

35 из выражения 1-К горную массу треугольника потерь и разубоживания посредством гидромонитора перемещают в основание отрабатываемого уступа. отрабатывают ее, после чего ведут отработку оставшихся по40 род уступа.

2, Способ поп. 1,отл ича ющийся тем, что прОизводят, предварительное смачивание горной массы по контакту порода— полезное ископаемое.

3. Способ по пп. 2 и 3, о т л и ч а юшийся тем, что смываемую горную массу предварительно измельчают.

1716139

Фи.г. 2

1716139

Составитель M.ÀëèìoB

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор М.Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 594 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5