Способ открытой разработки месторождений

 

Использование: изобретение относится к горному делу, в частности открытой разработке месторождений полезных ископаемых, нарушенных воронками обрушения. Сущность изобретения: изобретение позволяет повысит эффективность разработки месторождения путем обеспечения возможности вскрытия уступов в зоне влияния воронок обрушения без предварительного погашения их. Это достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений, нарушенных воронками обрушения, включающем вскрытие уступов карьера с формированием по периметру воронки обрушения предохранительного целика в виде гребня и засыпку воронки породой предохранительного целика, согласно изобретению, вскрытие уступа до границы предохранительного целика перед воронкой обрушения ведут с подъемом равным 7 - 8^o, а затем при понижении горизонта вскрытия сталкивают породу предохранительного целика в воронку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, в частности к открытой разработке месторождений полезных ископаемых, нарушенных воронками обрушения.

Известен способ разработки рудных месторождений, включающий совмещение открытых и подземных работ в вертикальной плоскости с оставлением барьерного целика между дном карьера и подземными выработками с закладкой последних породой или бетонной смесью, в котором при выходе воронок или провалов обрушения на поверхность карьера их ликвидируют засыпкой вскрышными породами [1] Известен также способ открытой разработки месторождения нарушенного воронками обрушения, где подземные работы опережают открытые и погашение воронок обрушения при отработке карьера осуществляют закладкой их породой от вскрышных работ [2] К недостатка известных способов относится то, что засыпка вышедших на поверхность воронок и последующая выемка из них породы в процессе отработки карьера сопряжена с увеличением эксплуатационных затрат на работку карьера, связанных с дополнительной переэкскавацией и транспортировкой засыпного материала.

Известен способ открытой разработки рудных месторождений, нарушенных воронками обрушения поверхности над подземными выработками, включающий вскрытие уступов карьера, оконтуривание воронки обрушения на вскрытом уступе предохранительным гребнем с пробуриванием вдоль границы гребня контурных скважин параллельно боковой поверхности воронки и последующую отбойку их взрывом с засыпкой воронки взорванной породой предохранительного гребня [3] Известный способ устраняет дополнительные затраты на засыпку воронки закладочным материалом и обеспечивает возможность вскрытия уступов карьера при засыпке воронок обрушения взорванной породой от предохранительного гребня.

К недостаткам известного способа относится высокая трудоемкость и многооперационность процесса погашения воронок обрушения и, как следствие, снижение производительности и добычи руды.

Задача изобретения повышение эффективности разработки месторождения путем снижения многооперационности и трудоемкости процесса засыпки воронок обрушения за счет обеспечения возможности засыпки их породой предохранительного целика при понижении горизонта горных пород.

Технический результат достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений, нарушенных воронками обрушения, включающем вскрытие уступов карьера с формированием по периметру воронки обрушения предохранительного целика в виде в виде гребня и засыпку воронки обрушения породой предохранительного гребня, согласно изобретению, вскрытие уступа до границы предохранительного целика перед воронкой обрушения ведут с подъемом равным 7^o 8^o, а затем при понижении горизонта горных работ породу предохранительного целика сталкивают в воронку.

При этом в предпочтительном варианте выполнения изобретения ширину предохранительного целика на нижележащем горизонте поддерживают равной 0,60 - 0,70 ширины его на вышележащем горизонте.

Осуществление способа иллюстрируется фиг. 1 и 2. На фиг.1 показано вскрытие уступа рудного карьера в зоне влияния воронок обрушения, вид сверху; на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом Массив рудной залежи месторождения, нарушенный вышедшим на поверхность при погашении подземных выработок воронками обрушения, предварительно подготавливают к вскрытию.

Подготовку горной массы к выемке осуществляют механическим рыхлением или буро-взрывным методом. Затем в нарушенном массиве закладывают наклонную траншею 1 и производят вскрытие по контуру карьера экскаваторными заходками 2. При этом при вскрытии верхнего горизонта 1-го уступа карьера в зоне влияния воронок обрушения 3 экскаваторные заходки на расстоянии 60 м от границы воронки ведут с подъемом 7^o 8^o, оставляя вокруг воронки предохранительный целик в виде гребня шириной, равной ширине возможной призмы обрушения и высотой равной 0,25 0,3 ее ширины. После оконтуривания воронки обрушения предохранительным целиком дальнейшее вскрытие уступа до нижележащего горизонта проводят без засыпки воронки. Затем при выемке породы до нижнего горизонта предохранительный целик верхнего горизонта вокруг воронки обрушения отталкивают бульдозером 4 в воронку. Сталкивание целика осуществляют методом наталкивания с образованием вперед идущего вала породы и остановкой бульдозера на расстоянии от границы провала равном ширине возможной призмы обрушения. После сталкивания предохранительного целика верхнего горизонта в воронку приступают к формированию предохранительного целика вдоль воронки обрушения на нижнем горизонте, поддерживания при этом ширину его равной 0,60 0,70 ширины целика на верхнем горизонте. По окончанию формирования предохранительного целика нижнего горизонта вокруг воронки обрушения дальнейшую отработку уступа карьера осуществляют аналогично отработки его на верхнем горизонте.

Затем цикл горных работ повторяется до полного погашения воронки и окончания выемки породы.

Предлагаемый способ опробован при отработке опытно-промышленного карьера 3-й рудной зоны Тасеевского месторождения с объемом пустот, вышедших на поверхность воронок обрушения 516 тыс·м³.

Воронки обрушения гасили поуступной вскрышей торфов. При этом для обеспечения безопасных условий труда на уступе зону влияния воронки обрушения высотой откоса 18 м, диаметром верхнего основания 38 м, а нижнего 20 м изолирован путем формирования при выемке торфов вокруг воронки предохранительного целика.

Для этого с расстояния 60 м от границы провала экскаваторные заходки при вскрытии верхнего горизонта высотой 10 м проводили с подъемом равным 7^o12^'. Величина подъема экскаваторных заходок определялась из расчета обеспечения устойчивой работы карьерного автотранспорта и оставления вокруг воронки при подходе экскаватора к ее границам предохранительного целика шириной 6 и высотой 1,5 м.

По мере понижения выемки до нижележащего горизонта предохранительный целик верхнего горизонта сталкивания в воронку бульдозером. Сталкивание проводили наталкиванием впереди идущего вала при остановке бульдозера на расстоянии 6 м, от откоса воронки, равном ширине возможной призмы обрушения.

После сталкивания предохранительного целика верхнего горизонта аналогичным образом проводили выемку торфов на нижележащем и последующих горизонтах до полного погашения воронки на уступе.

Уменьшения глубины воронки в результате выемки торфов верхнего горизонта и наполнения воронки породой предохранительного целика с вышележащего горизонта ширину предохранительного целика вокруг воронки обрушения на нижележащем горизонте уменьшали, поддерживая равной 0,60 0,70 ширины его на вышележащем горизонте, а высоту целика оставляли постоянной.

Экспериментально установлено, что формирование предохранительного целика вокруг воронки обрушения экскаваторными заходками с углом подъема менее 7^o приводит к увеличению объема породы велика на границе возможной призмы обрушения и, как следствие, повышает вероятность ее самообрушения, снижая, тем самым, условия безопасного ведения горных работ.

Формирование предохранительного целика вокруг воронки обрушения с углом подъема экскаваторных заходок более 8^o затрудняет работу экскаватора и карьерного автотранспорта.

Формирование предохранительного целика вокруг воронки обрушения на нижележащем горизонте шириной более 0,70 ширины его на вышележащем горизонте снижает величину сцепления породы на границе возможной призмы обрушения и так же вызывает самообрушение ее.

Уменьшение же ширины предохранительного целика на нижележащем горизонте менее 0,6 нецелесообразно.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять вскрытие уступов карьера в зоне влияния воронок обрушения при одновременной их изоляции и погашении предохранительным целиком и, тем самым, благодаря снижению трудоемкости и многооперационности процесса погашения воронок на счет исключения буро-взрывных работ, а так же обеспечения возможности выемки породы на уступе без предварительного погашения воронок повысить эффективность разработки месторождения.

1. М.Ф.Шнайдер, В.К.Вороненко. Совмещение открытых и подземных разработок рудных месторождений. М. Недра, 1985, с.42 45.

2. Там же, с.121.

3. Казикаев Д. М.Совместная разработка рудных месторождений открытым и подземным способом. М. Недра, 1967, с.143.

Формула изобретения

1. Способ открытой разработки месторождений, нарушенных воронками обрушения, включающий вскрытие уступов карьера с формированием по периметру воронки обрушения предохранительного целика в виде гребня и засыпку воронки породой предохранительного целика, отличающийся тем, что вскрытие уступа до границы предохранительного целика перед воронкой обрушения ведут с подъемом, равным 7 8^o, а затем при понижении горизонта вскрытия сталкивают породу предохранительного целика в воронку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширину предохранительного целика на нижележащем горизонте поддерживают равной 0,6 0,7 ширины его на вышележащем горизонте.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2