Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих вытянутых месторождений карьерами, предельное дно которых имеет ступенчатую форму. В способе, включающем отработку карьерного поля этапами с размещением вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, глубину первого этапа устанавливают на горизонте, соответствующем ступени граничного контура карьера, удовлетворяющей условию размещения автомобильного съезда до конечной глубины карьера и минимальной энергоемкости отработки запасов полезного ископаемого в граничном контуре. На ступени от верхней бровки постановки уступа в конечное положение выделяют разграничительную площадку, разделяющую карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ. На бортах карьера в граничном положении устанавливают контур внутреннего отвала, от которого по мере отработки первого этапа в части карьера, смежной части карьера размещения внутреннего отвала, на погашаемом борту, противоположном борту размещения трассы, в направлении простирания рабочей зоны формируют временные целики под тупиковые транспортные бермы. По завершении отработки первого этапа карьерного поля породу из нижних уступов карьера в нижние ярусы внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам, торцевая часть которых служит пионерным фронтом отвалообразования. Для доставки породы в срединные ярусы внутреннего отвала с верхней транспортной бермы в направлении, противоположном простиранию рабочей зоны карьера, на безопасном расстоянии от верхней бровки отсыпанного яруса сопряженно погашенному борту из вскрышных пород возводят спиральный съезд. Изобретение позволяет увеличить вместимость отвала. 5 ил.

Предлагаемое изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих вытянутых месторождений карьерами, которые имеют предельное дно ступенчатой формы.

Известен способ разработки крутопадающих вытянутых месторождений, включающий внешнее и внутреннее отвалообразование, ведение ярусной отсыпки внутреннего отвала, выделение в центре или на фланге карьерного поля участка и отработке его до конечной глубины с удалением вскрышных пород во внешний отвал. Дальнейшую разработку карьерного поля ведут по всей глубине карьера с перемещением вскрышных пород во внутренний отвал [1].

Недостатком этого способа является его применимость для отработки больших размеров как по простиранию, так и вкрест простирания карьерных полей, имеющих постоянную предельную глубину.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки крутопадающих месторождений [2] , включающий отработку карьерного поля этапами, транспортирование и складирование породы во внешнем и внутреннем отвалах, возведение пионерной насыпи на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контурах этапа, разделяющей выработанное пространство на зону с погашенными и зону с непогашенными горными работами, после которой отсыпку внутреннего отвала ведут по замкнутому контуру, от периферии к центру, циклично наращивая зону отвалообразования по высоте.

Недостаток этого способа состоит в необходимости по всему периметру уступов, в зоне формирования отвала, устройства транспортных берм, с которых отсыпают ярусы, что существенно уменьшает вместимость отвала.

В предлагаемом способе, в отличие от известного, включающего отработку карьерного поля этапами, подготовку горной массы к экскавации буровзрывным способом, транспортирование полезного ископаемого и породы автосамосвалами, размещение вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, на горизонте, соответствующем ступени граничного контура карьера, удовлетворяющей условию размещения автомобильного съезда до конечной глубины карьера и минимальной энергоемкости отработки запасов полезного ископаемого в граничном контуре, в пределах ступени, от верхней бровки постановки уступа в конечное положение, выделяют разграничительную площадку, разделяющую карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ, и по мере отработки первого этапа, в части карьера, смежной части карьера размещения внутреннего отвала, на погашаемом борту, противоположном борту размещения трассы, от контура внутреннего отвала в направлении простирания рабочей зоны карьера формируют временные целики под тупиковые транспортные бермы высотой, равной высоте уступа, погашенного на граничном контуре карьера, по завершении отработки первого этапа карьерного поля породу из нижних уступов карьера в нижние ярусы внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам, торцовая часть которых служит пионерным фронтом отвалообразования, для доставки породы в срединные ярусы с горизонта верхней транспортной бермы в направлении, противоположном простиранию рабочей зоны карьера, на безопасном расстоянии от верхней бровки отсыпанного яруса, сопряженно погашенному борту из вскрышных пород возводят спиральный съезд.

На фиг. 1 изображен план разработки карьерного поля; на фиг. 2 - продольный разрез разрабатываемого карьерного поля; на фиг. 3 - фрагмент плана карьера: отвал отсыпан по горизонт верхней транспортной бермы; на фиг. 4 - фрагмент плана карьера: доставка породы во внутренний отвал по спиральному съезду; на фиг. 5 изображены графические построения для определения количества продольных целиков под транспортные бермы. Где 1 - разграничительная площадка; 2 - контуры разграничительной площадки; 3 - контур внутреннего отвала; 4 - целики под транспортные бермы; 5 - внутренний отвал; 6 - стационарный съезд; 7 - спиральный съезд; 8 - временный съезд; 9 - текущее дно карьера; 10 - контур залежи полезного ископаемого; 11 - граничный контур карьера.

Способ заключается в следующем. Карьерное поле отрабатывают двумя этапами. По глубине границу первого этапа устанавливают на горизонте, соответствующем ступени граничного контура карьера, удовлетворяющей условию размещения автомобильного съезда до конечной глубины карьера и минимальной энергоемкости отработки запасов полезного ископаемого в граничном контуре. В пределах ступени, от верхней бровки постановки уступа в предельное положение, выделяют разграничительную площадку 1, разделяющую карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ. От контура 2 площадки 1, со стороны карьерного пространства, выделенного под отвал, по углу откоса отвала и ширине бермы безопасности между ярусами отвала на бортах карьера в предельном положении устанавливают контур внутреннего отвала 3.

Отработку первого этапа осуществляют с размещением вскрышных пород во внешнем отвале. Но мере его отработки на погашаемом борту, противоположном борту размещения трассы, от контура отвала 3 в направлении простирания рабочей зоны карьера формируют временные целики 4 под транспортные бермы высотой, равной высоте уступа, погашенного на граничном контуре карьера. По завершении отработки первого этапа карьерного поля породу из нижних уступов карьера в нижние ярусы отвала 5 доставляют по транспортным бермам 4. Для доставки породы в срединные ярусы отвала 5 с горизонта верхней транспортной бермы 4 в направлении, противоположном простиранию рабочей зоны карьера, сопряженно погашенному боту, из вскрышных пород возводят спиральный съезд 7. Спиральный съезд 7 развивают, по мере отсыпки отвала, до безопасного выхода его трассы к контуру 3.

Возможное количество временных целиков 4, по условию производительной работы технологического оборудования и транспортного доступа в рабочую зону карьера, устанавливают по зависимости где F - ширина дна карьера на границе разделения карьера на отвальную часть и часть ведения вскрышных и добычных работ, при условии, что уступы высотой h погашены на предельном контуре, м; b_t - ширина транспортной бермы, м; δ - ширина бермы безопасности на погашенном борту карьера, м;β - угол откоса борта карьера с транспортными бермами, град; γ - угол откоса борта карьера с погашенными уступами на граничном контуре карьера, град.

Список информационных источников 1. П.И. Томаков, В.С. Коваленко. Основные направления повышения эффективности использования земельных ресурсов при открытой разработке месторождений полезных ископаемых / Проблемы комплексного освоения месторождений твердых полезных ископаемых // Моск. горн. институт. Под ред. Л.А. Пучкова. - М.: Недра. - 1989. - с. 94.

2. Патент N 2013550 РФ, МКИ E 21 C 41/26. Способ открытой разработки крутопадающих месторождений.

Формула изобретения

Способ открытой разработки крутопадающих вытянутых месторождений, включающий отработку карьерного поля этапами, подготовку горной массы к экскавации буровзрывным способом, транспортирование породы и полезного ископаемого автосамосвалами, размещение вскрышных пород во внешнем и внутреннем отвалах, отличающийся тем, что на горизонте, соответствующем ступени граничного контура карьера, удовлетворяющей условию размещения автомобильного съезда до конечной глубины карьера и минимальной энергоемкости отработки запасов полезного ископаемого в граничном контуре, в пределах ступени от верхней бровки постановки уступа в конечное положение выделяют разграничительную площадку, разделяющую карьер на часть для размещения внутреннего отвала и часть для ведения вскрышных и добычных работ, и по мере отработки первого этапа в части карьера, смежной части карьера размещения внутреннего отвала, на погашаемом борту, противоположном борту размещения трассы, от контура внутреннего отвала в направлении простирания рабочей зоны карьера формируют временные целики под тупиковые транспортные бермы высотой, равной высоте уступа, погашенного на граничном контуре карьера, по завершении отработки первого этапа карьерного поля породу из нижних уступов карьера в нижние ярусы внутреннего отвала доставляют по транспортным бермам, торцевая часть которых служит пионерным фронтом отвалообразования, для доставки породы в срединные ярусы с горизонта верхней транспортной бермы в направлении, противоположном простиранию рабочей зоны карьера, сопряженно погашенному борту из вскрышных пород возводят спиральный съезд.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5