Способ отстройки нерабочего борта карьера

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. Отстройку нерабочего борта ведут с делением первого витка транспортной бермы, сооружаемой со дня карьера, на внутреннюю и внешнюю зону, при этом внутренняя зона витка сооружается с горизонтальными предохранительными бермами, переходящими во внешней зоне витка на наклонные предохранительные бермы. Применение предлагаемого способа позволит улучшить технико-экономические показатели горных работ - снижение объема вскрышных и горноподготовительных работ; позволит уменьшить износ экскаваторов. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий сооружение параллельных транспортных и предохранительных берм, которые ведут во встречном направлении, с разделением карьерного поля на две части, образуемые пересечением встречных наклонных транспортных и предохранительных берм [1].

Недостатком способа является большие объемы горноподготовительных и вскрышных работ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий сооружение параллельных транспортных и предохранительных берм [2, 3].

Однако данный способ характеризуется относительно большими объемами горноподготовительных и вскрышных работ.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе отстройки нерабочего борта карьера, включающем сооружение параллельных транспортных и предохранительных берм, отстройку борта ведут с делением первого витка транспортной бермы, сооружаемой со дна карьера, на внутреннюю и внешнюю зону, при этом внутренняя зона витка сооружается с горизонтальными предохранительными бермами, переходящими во внешней зоне витка на наклонные предохранительные бермы.

В предполагаемом способе новыми признаками в сравнении с прототипом являются: - деление первого витка транспортной бермы, сооружаемой со дна карьера на внутреннюю и внешнюю зону; - сооружение внутренней зоны витка горизонтальными предохранительными бермами, переходящими во внешней зоне на наклонные предохранительные бермы.

Указанные новые признаки исключают недостатки существующих способов отстройки нерабочего борта карьера и обеспечивают следующие положительные свойства: - деление первого витка транспортной бермы на зоны позволяет установить четкую границу перехода с горизонтальных предохранительных берм на наклонные предохранительные бермы; - сооружение внутренней зоны витка горизонтальными предохранительными бермами, позволяет ликвидировать увеличение площади дна карьера за счет нарезки наклонных предохранительных берм, сооружаемых со дна карьера, а также уменьшить объем горноподготовительных работ (ГПР); - сооружение внешней зоны витка наклонными предохранительными бермами, позволяет перейти на втором витке транспортной бермы к сооружению параллельных транспортных и предохранительных берм.

Способ поясняется чертежами. На фиг. 1 - показан существующий способ отстройки бортов с наклонными предохранительными бермами в глубинной части карьера; на фиг. 2 - зависимость дополнительной площади и количества наклонных берм от площади дна карьера; на фиг. 3 - границы зон витка транспортной бермы; на фиг. 4 - способ отстройки нерабочего борта в глубинной части карьера; на фиг. 5 - развитие горных работ на горизонтах. На приведенных чертежах указаны следующие обозначения: 1 - транспортная берма; 2 - наклонная предохранительная берма; 3 - линия границы внутренней и внешней зоны витка транспортной бермы; 4 - горизонтальные предохранительные бермы; 5 - контур оконтуривающих скважин.

Для раскрытия технической сущности и преимуществ предлагаемого изобретения приведен пример, где отстроены условные карьеры существующим и предлагаемым способами. Условный карьер представляет собой округлую форму, с крутопадающим трубообразным рудным телом площадью 235 тыс.м². Исходными параметрами берм и уступов приняты: ширина предохранительных берм - 10-15 м; ширина транспортных берм - 20-30 м; высота нерабочего уступа - 30 м; угол откоса уступа - 70^o; уклон транспортной бермы - 80%.

На фиг. 1 показан существующий способ отстройки нерабочего борта с наклонными предохранительными бермами. Как видно из чертежа, по мере подъема транспортной бермы 1 на высоту нерабочего уступа со дна карьера отстраиваются параллельно к транспортной берме 1 наклонные предохранительные бермы 2 (НПБ₁, НПБ₂, НПБ₃, НПБ₄ и НПБ₅). При сооружении транспортной бермы 1 с горизонта 30 м на горизонт 60 м высота нерабочего уступа достигает принятой высоты - 30 м, тогда со дна карьера параллельно к транспортной берме 1 сооружают наклонную предохранительную берму 2 (HПБ₁). Для сооружения этой наклонной предохранительной бермы 2 (НПБ₁), площадь дна карьера увеличивают на величину ΔS₁ (фиг. 1 заштриховано). Когда транспортная берма 1 отстраивается с горизонта 60 м на горизонт 90 м, со дна карьера сооружают вторую наклонную предохранительную берму 2 (НПБ₂) и так далее.

Таким образом, транспортная берма 1 сооружается со дна карьера на один виток, т.е. с горизонта 30 м до горизонта 210 м и поднимается на высоту 180 м. Высота нерабочего уступа в данном примере принята равной 30 м, тогда количество наклонных предохранительных берм, сооружаемых со дна карьера равно где H_n - высота подъема, м; h_ну - высота нерабочего уступа, м.

В существующем способе отстройки нерабочего борта карьера сооружение наклонных предохранительных берм производят со дна карьера, что приводит к увеличению его площади на величину суммы площадей "треугольников прирезки" (фиг. 1 заштрихованы). Величина дополнительной площади определяется по формуле
ΔS_n= 1,25[B²_т.б+B_п.б(n-l)], м² (2)
где B_т.б. - ширина транспортной бермы, м;
В_п.б. - ширина наклонных предохранительных берм, м;
n - количество наклонных предохранительных берм.

Дополнительная площадь дна карьера ΔS_n в зависимости от количества наклонных предохранительных берм, сооружаемых со дна карьера, изменяется от 605 м² до 1750 м² (фиг. 2, ΔS_n= f(S).

По данным проектных расчетов, при увеличении площади дна карьера от 20 тыс. м² до 400 тыс.м², количество наклонных предохранительных берм, сооружаемых со дна, увеличивается от одной бермы до пяти берм (фиг. 2, n = f(s)).

Способ осуществляется следующим образом:
- отстройку нерабочего борта ведутся со дна карьера, при этом сооружение транспортной бермы 1 производится на один виток.

Данный виток транспортной бермы 1 делится на внутреннюю (б) и внешнюю (а) зоны. Граница этих зон показана линией 3 (фиг. 3);
- транспортную берму 1 (фиг. 4) с горизонта 30 м поднимают на горизонт 60 м. На горизонте 60 м сооружают горизонтальную предохранительную берму 4 (ГПБ₁) до границы зон 3, а затем переходят на наклонную предохранительную берму 2 (НПБ₁). Таким образом, по мере подъема транспортной бермы 1 во внутренней зоне витка сооружаются горизонтальные предохранительные бермы 4 (ГПБ₂, ГПБ₃, ГПБ₄, ГПБ₅) на горизонтах 90 м; 120 м; 150 м; 180 м, переходящих во внешней зоне витка на наклонные предохранительные бермы (НПБ₂, НПБ₃, НПБ₄, НПБ₅).

На фиг. 5 показано развитие горных работ на горизонтах. Высоту рабочих уступов принимают 15 м, уступы при погашении сдваивают, т.е. нерабочая высота уступа равна 30 м. Горные работы ведут экскаваторами ЭКГ-8И, а транспортирование горных пород осуществляют автосамосвалами БелАЗ - 548. В период развития горных работ по конечному контуру проводят транспортную берму 1 с горизонта 120 м на горизонт 105 м. Ширина транспортной бермы 1 в период проходки равна 35 м, длина 187,5 м. По мере углубления транспортной бермы 1, во внешней зоне витка, сооружают наклонные предохранительные бермы 2 (НПБ₁, НПБ₂, НПБ₃, НПБ₄, НПБ₅), а во внутренней зоне витка сооружают горизонтальные предохранительные бермы 4 (ГПБ₅, ГПБ₄) на горизонтах 180 м и 150 м. По горизонту 120 м горизонтальная предохранительная берма 4 (ГПБ₃) находится в стадии формирования.

Наклонные предохранительные бермы 2 (НПБ₁, НПБ₂, НПБ₃) сооружают до горизонта 120 м. Наклонная предохранительная берма 2 (НПБ₄) сооружается до горизонта 150 м, а затем переходит на горизонтальную предохранительную берму 4 (ГПБ₄). Наклонная предохранительная берма 2 (НПБ₅) сооружается до горизонта 180 м, а также затем переходит на горизонтальную предохранительную берму 4 (ГПБ₅).

После проходки транспортной бермы 1 на горизонт 105 м вводят экскаваторы N 1, 2, 3, 4, которые ведут отработку данного горизонта в двух противоположных направлениях. Экскаваторы N 2, 3 работают в противоположном направлении вскрытия для формирования внутренней зоны витка транспортной бермы 1. По горизонту 120 м станками БС N 3 и БС N 2 обуривают оконтуривающие скважины 5 для формирования горизонтальной предохранительной бермы 4 (ГПБ₃).

Экскаватор N 1 работает по формированию транспортной бермы 1, пройденной с горизонта 120 м на горизонт 105 м. Буровой станок БС N 1 обуривает оконтуривающие скважины 5. Экскаватор N 4 работает для формирования внешней зоны витка. При подходе линии фронта горных работ, к внешней зоне витка, формируют наклонные предохранительные бермы 2 (НПБ₁, НПБ₂) по контуру оконтуривающих скважин 5.

Объемы горных работ при существующем и предлагаемом способах отстройки нерабочего борта карьера приведены в таблице.

Из таблицы следует, что при существующем способе отстройки нерабочего борта карьера объем вскрышных и горноподготовительных работ составляет соответственно 37580,5 тыс.м³ и 4798 тыс.м³, тогда как при предлагаемом способе этот объем равен 36576,1 тыс.м³ и 2989,75 тыс.м³. Таким образом, сокращения объемов вскрыши и горноподготовительных работ составляет соответственно на 1004,4 тыс.м³ и 1804 тыс.м³.

Следовательно, применение предлагаемого способа отстройки нерабочего борта карьера позволит существенным образом улучшить технико-экономические показатели горных работ за счет снижения объема вскрышных работ на 2,7% и горноподготовительных работ на 60%. Кроме того, за счет сокращения объема траншейных работ, связанных с проходкой наклонных предохранительных берм, уменьшается износ экскаваторов, в результате чего увеличивается срок их службы.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 621875, кл. E 21 C 41/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР N 497407, кл. E 21 C 41/02, 1970.

3. Галкин А.M., Галкин В.А., Попов В.И. Опыт проектирования и строительства карьеров с наклонными предохранительными бермами - М.: Цветметинформация, 1977. - 35 с.

Формула изобретения

Способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий сооружение параллельных транспортных и предохранительных берм, отличающийся тем, что отстройку ведут с делением первого витка транспортной бермы, сооружаемого со дна карьера, на внутреннюю и внешнюю зону, при этом внутреннюю зону витка сооружают с горизонтальными предохранительными бермами, переходящими во внешней зоне витка на наклонные предохранительные бермы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6