Способ отстройки нерабочих бортов глубоких карьеров

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых . Цель изобретения - уменьшение объема выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля. В способе отстройки нерабочего борта глубоких карьеров сооружают пункты изменения направления движения и перегрузки горных пород на площадках уступов, при этом борт карьера на участках с выходами более устойчивых пород формируют более крутым ш уступов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 Е 21 С 41/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4815906/03 (22) 16.04.90 (46) 23.03.92. Бюл. 1ч. 11 (71) Днепропетровский горный институт им.

Артема. (72) A,Ю.Дриженко. В.П.Мартыненко, Н.П.Бенько, В.А..Гонцул, А.И.Воробьев, . В.Л.Коноревский, В.П,Будков и А.В.Киянец (53) 622,271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 497407, кл. Е 21 С 41/26, 1970. (54) СПОСОБ ОТСТРОЙКИ НЕРАБОЧИХ

БОРТОВ ГЛУБОКИХ КАР6ЕРОВ

Изобретение. относится к горному делу, : в.частности к открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых на глубину до 500-700.м, Месторождения руд черных и цветных металлов преимущественно представлены крутопадающими залежами, погружающимися в недра Земли под углом 60-90 на значительные .глубины. При выемке таких полезных ископаемых открытым способом . вмещающие породы извлекаются попутно, по мере отработки которых s верхней части карьера формируются нерабочие- участки бортов; сохраняемые в постоянном положении до полного завершения эксплуатации карьера. В зависимости от крутизны предельного контура нерабочих бортов зависит и общий обьем выемки вскрышных пород.

Так, увеличение угла откоса нерабочего Gop. та всего на один градус приводит к оставле-, нию в массиве десятков миллионов мз вмещающих пород. В этой связи конструиь5U 1721244 А1

{57) Изобретение относится к горному делу, в частности к открытой разработке крутопа- дающих месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения — уменьшение объема выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля. В способе отстройки нерабочего борта глубоких карьеров сооружают пункты изменения направления движения и перегрузки. горных. пород на площадках уступов, при этом борт карьера на участках с выходами более устойчивых пород формируют более крутым из уступов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами. 2 ил, рование нерабочих бортов выполняется особо тщательно, а увеличение углов откосов отдельных уступов и бортов в целом детально обосновывается.

Известно. что выпуклый борт карьера экономичнее плоского и вогнутого, Теорети-. ческий криволинейный профиль борта представляет собой геометрическое место точек. в каждой из которых удовлетворяется условие предельного напряженного состояния.

Методика построения реального для карьеров профиля заключается в том, чтобы вписаться в этот криволинейный профиль.

Проектирование нерабочих бортов карьера осуществляется в зависимости от физико-механических свойств подсекаемых горных пород, Путем выполнения геомеханических расчетов определяются предельные высота и угол наклона отдельных участков борта. Затем конструируются соответствующие участки борта по параметрам нерабочих уступов и берм всех назначений.

1721244

15

30

50 типных пород, При этом для обеспечения устойчивости участка борта заданной высоты достаточно выполнения условия, при котором конструктивный угол наклона борта равен или меньше предельного.

Однако реализация принятой в проекте технологии вскрытия и отработки нижележащих горизонтов требует устройства между смежными по высоте уступами горизонтальных площадок повышенной ширины для размещения на них транспортных коммуникаций, пунктов изменения направления движения и перегрузки горной массы при комбинированных видах транспорта, а также наклонных площадок для формирования соединительных выездов между горизонтами карьера. Конструктивное выполнение таких площадок в карьере приводит к выполаживанию откоса участка борта не только по менее устойчивым породам, но и по более устойчивым, что влечет за собой резкое увеличение обьемов выемки вскрыши. При этом в методике место расположения площадок не учитывает физико-механические свойства подсекаемых пород.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому аффекту к предлагаемому является способ отстройки нерабочих бортов глубокого карьера, где без дополнительного разноса вмещающих пород предохранительные бермы проходят наклонными параллельно наклонной трассе транспортных площадок, опускающейся по спирали с одного борта на другой до самого дна. При этом длина транспортирования минимальна, пункты изменения направления движения отсутствуют.

Известный способ имеет существенные недостатки, значительно ограничивающие область его эффективного применения. При этом карьер должен иметь небольшие размеры в плане и отрабатывать столбообразную залежь с углом падения, близким к 90 .

Горные работы здесь ведутся только на 3-4 нижних горизонтах. Все верхние горизонты должны быть отработаны в предельном положении или же временно законсервированы. В то же время отсутствие пунктов примыкания не позволяет осуществить заезд транспортных средств на эти горизонты. Поэтому для расширения границ карьера поверху необходимо перекрыть ведение горных работ на нижних горизонтах до полной реконструкции транспортной схемы. Раэмещенйе перегрузочных площадок в нижней рабочей зоне затруднительно вследствие стесненного выработанного пространства. близости производства взрывных работ и интенсивной отработки нижних горизонтов. Поэтому данный способ не применим при разработке вытянутых крутопадающих залежей, где число рабочих горизонтов достигает 20-30 и более, Целью изобретения является уменьшение выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля, имеющего разнопрочные пласты горных пород, где применяется комбинированный транспорт, а большинство вскрытых горизонтов находится в отработке и на их площадки заведены транспортные коммуникации, Поставленная цель достигается тем, что горизонтальные транспортные коммуникации, пункты изменения направления движения и перегрузки горных пород при комбинированных видах транспорта располагают на площадках уступов в пределах участков бортов с выходами менее устойчивых горных пород, а контур борта карьера на участках с выходами более устойчивых пород формиру от более крутым из уотупов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами.

Отстройка участков борта по менее устойчивым породам предполагает существенное выполаживание углов откосов уступов и увеличение ширины площадок между ними.. Поскольку такие площадки в любом случае будут созданы, их следует использовать для размещения горизонтальных транспортных коммуникаций (железных и автомобильных дорог), пунктов изменения направления движения (раздельные пункты, железнодорожные станции. заезды на горизонты), а также перегрузочных установок и складов при комбинированных видах транспорта, т.е, вписать транспортные коммуникации в KOHTjjpbl площадок, ОтстрОенных по условиям устойчивости. Как правило, такие сооружения не.выходят за пределы площадок между уступами менее устойчивых пород. Вследствие этого расчетный угол устойчивости не выполаживается, ПО более устойчивым породам уступы отстраиваются более крутыми с площадками между ними минимальной ширины. В этом случае на них следует размещать только наклонные транспортные коммуникации (выездные траншеи, съезды между горизонтами, а также предохранительные бермы).

Ориентируя трассу движения в соответствии с расположением в карьере широких и узких площадок и располагая на них соответствующие элементы транспортных коммуникаций, появляется возможность отстраивать нерабочий борт глубокого карьера более крутым, не нарушая устойчивый контур по всей высоте пересекаемых разно l 721244

На фиг. 1 изображен контур борта глу- В настоящее время в карьере эксплуабокого карьера, разрез; на фиг. 2 — карьер тируется 15 уступов высотой 10, 12 и 15 м. геологический разрез. Вывозка горной массы с нижних горизонтов

Способ может быть реализован следую- производится комбинированными видами щим образом, 5 транспорта: автомобильно-железнодорожМежду земной поверхностью 1 и дном ным и автомобильно-конвейерным. В буду2 карьера в отработанном виде по условиям щем одновременно будет эксплуатироустойчивости горных пород отстраивают от- ваться 30-35 горизонтов. Железная дорога кос нерабочего борта 3, причем по насосам будет углубляться до гор. — 120 м (Западный

4 откос участка борта 5 имеет минимально 10 борт) и гор. — 210 м (Восточный борт). Привозможный угол 6, по менее устойчивым емная площадка конвейерных подъемников скальным породам 7 уступы отстраивают с последовательно опускается до гор. — 255 м откосами 8 под более крутым углом 9, а по и гор, — 345 м. Внутри карьера горная масса более устойчивым скальным породам 10 от- перемещается автосамосвалами. С учетом косы уступов11иуглы наклонасоответству- 15 рекомендаций по отстройке нерабочих ющих участков борта 12 формируют бортов при проектированиитранспортной максимально возможной величины. При схемы, выполненной институтом 1Ожгипроэтом по менее устойчивым породам 7 от- руда, на ранее указанных широких площадстраивают широкие транспортные площад- ках устраиваются на Восточном борту 2 ки13,апоболееустойчивым — толькобермы 20 железнодорожные станции и 6 перегруэоч14 безопасности. На широких площадках 13 ных пунктов, на Западном борту — одна размещают горизонтальные транспортные станция и 5 перегрузочных пунктов. Систекоммуникации, пункты изменения движе- ма временных автомобильных съездов такния и перегрузки горных пород, а на узких же вписывается в представленную площадках 14 размещают соединительные 25 конфигурацию бортов.. наклонные транспортные коммуникации Формирование транспортных площамежду смежными отдельными уступами или док и откосов нерабочих бортов по предлаих группами. raeMoMy способу позволило сократить

Пример. Рассмотрим эффективность . обьем выемки вскрышных пород на 103,5 предлагаемого способа отстройки нерабо- 30 млн.м3, и дополнительно вовлечь в разрачих бортов на карьере Полтавского ГОКа. На ботку 40,8 млн.т руды, фиг, 2 показано, что массив разрабатываемых пород состоит из менее устойчивых по- Формула изобретения род 7: сланцев, брекчий, железистых кварцитов горизонтов Kz, Kz 4. К . Распо- 35 Способ отстройки нерабочих бортов

4 3 3 лагаются они как.по западному лежачему глубоких карьеров, включающий отработку боку залежи основного пласта железных уступов до предельного контура карьера, руд К2,таки поего восточному борту. Более сооруженные на их площадках наклонных и устойчивые породы 10 представлены амфи- горизонтальных транспортных коммуникаболитами и железистыми кварцитами пла- 40 ций, сооружение пунктов изменения на1 2 3 стов К, К2, и Кг 3 в лежачем боку, правления движения и перегрузки, На основании расчетов устойчивости бор- формирование предохранительных берм, тов между земной поверхностью 1 l1 дном 2 отличающийся тем, что, с целью карьера построен предельный устойчивый уменьшения объема выемки вскрышных поконтур нерабочих бортов 3. Здесь по запад- 45 род в контурах карьерного поля, имеющего ному борту на выходах менее устойчивых разнопрочные пласты. горных пород, горипород сформированы площадки шириной зонтальные транспортные коммуникации, 150 и (гор. -45 м), 100 м (гор. — 60 м и гор. — пункты изменения направления движения и

120 м), 75 м (гор. — 255 м). Между ними по перегрузки горных пород сооружают íà пло. более устойчивым породам ширина плаща- 50 щадках уступов, расположенных на участдок составляет 30-40.м. На восточном борту ках бортов с выходами менее устойчивых поменееустойчивымпородамсформирова- горных пород, при этом борт карьера на ны площадки шириной 150 м (гор. + 15 м), участках с выходами более устойчивых по100 м (гор. — 75 м), 100 м (гор. — 125 м). 75 м род формируют более крутым из уступов с (гор. — 205 м), 125 м (гор. — 210 м) и 90 м (гор. 55 наклонными транспортными площадками — 345 м). или предохранительными бермами, 1721244

2 l2 ®

Составитель Л.Савельева

Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Л,Патай

Редактор М.Янкович

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

Заказ 936 .Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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