Способ выемки полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера

 

Изобретение относится к горной промышленности и может найти применение при открытой разработке полезных ископаемых и особенно угля. Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в увеличении количества извлекаемого полезного ископаемого без увеличения объема вскрышных работ, а также в снижении объема буровзрывных работ в цикле выемки полезного ископаемого. Сущность изобретения: в погашаемых бортах карьера производят формирование рабочей площадки на уступе, имеющем выход полезного ископаемого на его откос, а затем со сформированной рабочей площадки ведут извлечение полезного ископаемого с сохранением устойчивости погашаемого борта. Формирование рабочей площадки осуществляют перед погашением уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, а извлечение полезного ископаемого ведут посредством формирования глубоких выемочных камер комплексом глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером. Погашение уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, ведут с отставанием по отношению к извлечению полезного ископаемого по меньшей мере на 5 выемочных камер. Устойчивость погашаемого борта карьера может быть сохранена путем оставления междукамерных целиков или путем закладки выработанного пространства выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче полезного ископаемого, в частности пологопадающих, наклонных и крутопадающих пластов угля, расположенных за пределами конечного контура борта карьера, а также в бортах капитальных траншей в местах, где имеется выход полезного ископаемого.

Изобретение направлено на создание способа выемки запасов полезного ископаемого, расположенных в нерабочих бортах карьера, при постановке нерабочего борта в конечное положение с использованием комплекса глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером.

В настоящее время все большее значение приобретает разработка месторождений полезных ископаемых открытым способом. При этом обеспечивается наибольшая производительность работ и наименьшая себестоимость добываемого полезного ископаемого. Однако при этом остается малорентабельной или невозможной разработка тонких пластов полезного ископаемого, в частности угольных, являющихся пластами-спутниками разрабатываемых мощных пластов, я также разработка пластов, расположенных за пределами конечного контура борта карьера, приповерхностные запасы шахт, запасы месторождений, залегающих в малоосвоенных районах со слабо развитой инфраструктурой, участки недр с относительно небольшими запасами угля.

Если способы открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов довольно давно разработаны (см., например, а.с. СССР 1023087, МПК кл. Е 21 С 41/28, опубл. 1983), то способы извлечения пластового полезного ископаемого, расположенного за пределами конечного контура борта карьера, особенно при разработке угольных пластов средней и небольшой мощности, представляют менее решенную задачу.

Создание новых горнодобывающих машин, например комбайнов типа СМ фирмы Виртген, которые успешно применяются при добычных работах на пластовых месторождениях, а также комплексов глубокой разработки пласта с секционной конвейерной установкой как, например, комплекс по патенту США 4014574, МПК кл. Е 21 С 27/24, 1977 г., позволяет применять совершенно новые технологии добычи полезного ископаемого и успешно решать задачи по увеличению добычи полезного ископаемого открытыми горными работами.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ выемки запасов полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера, включающий формирование рабочей площадки на уступе, имеющем выход полезного ископаемого на его откос, и извлечение полезного ископаемого со сформированной рабочей площадки с сохранением устойчивости погашаемого борта, известный из авторского свидетельства СССР 1051280, МПК кл. Е 21 С 41/00, опубл. 30.10.83.

Этот способ позволяет осуществить разработку расположенных за пределами конечного контура борта карьера запасов полезного ископаемого буровзрывным способом с бермы уступа карьера в глубину массива с оставлением между выработками ленточных предохранительных целиков и закладкой выработанного массива.

Недостатком данного способа выемки запасов полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера является его невысокая эффективность, обусловленная применением буровзрывных работ, и невозможность применения при отработке пластов полезного ископаемого небольшой мощности.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности процесса добычи при открытой разработке за счет извлечения полезного ископаемого, находящегося в бортах карьера, с использованием комплекса глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером без проведения буровых и вскрышных работ, ухудшающих экологическую ситуацию и увеличивающих занимаемую карьером площадь.

Технический результат, который может быть получен от использования изобретения, состоит в увеличении количества извлекаемого полезного ископаемого без увеличения объема буровзрывных и вскрышных работ и, следовательно, без увеличения занимаемой карьером площади.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в известном способе выемки запасов полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера, включающем формирование рабочей площадки на уступе, имеющем выход полезного ископаемого на его откос, и извлечение полезного ископаемого со сформированной рабочей площадки с сохранением устойчивости погашаемого борта, формирование рабочей площадки осуществляют перед погашением уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, извлечение полезного ископаемого ведут посредством формирования глубоких выемочных камер комплексом глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером, а погашение уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, ведут с отставанием по отношению к извлечению полезного ископаемого по меньшей мере на 5 выемочных камер.

Целесообразно устойчивость погашаемого борта карьера сохранять путем оставления междукамерных целиков, Кроме того, возможно устойчивость погашаемого борта карьера сохранять путем закладки выработанного пространства сформированных глубоких выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки.

В указанную совокупность включены признаки, каждый из которых необходим, а все вместе достаточны для достижения поставленного технического результата во всех случаях использования изобретения, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Способ выемки запасов полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера осуществляется следующим образом.

Перед постановкой борта в предельное положение на уступе, имеющем выход полезного ископаемого на сто откос, производят формирование рабочей площадки для размещения комплекса глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером. Рабочая площадка может быть сформирована как за счет некоторого разноса борта на ограниченную высоту с сохранением его запаса устойчивости, так и за счет отсыпки дополнительной насыпи. Возможно также формирование рабочей площадки за счет частичного разноса борта с использованием извлеченных вскрышных пород для отсыпки дополнительной насыпи. Кроме того, создают или используют имеющуюся транспортную связь данного уступа с поверхностью.

После монтажа комплекса глубокой разработки пласта, включающего горный комбайн с врубовой головкой, шарнирно смонтированной на его раме, многозвенный транспортер и перегружатель, приступают к выемке полезного ископаемого. Извлечение полезного ископаемого ведут его непрерывной выемкой посредством формирования глубоких выемочных камер горным комбайном указанного комплекса. В процессе выемки полезного ископаемого горный комбайн продвигается в забой и вслед за ним наращивают транспортерные (конвейерные) секции, служащие одновременно для доставки на перегружатель отбитого врубовой головкой горного комбайна полезного ископаемого и для подачи горного комбайна на забой.

Извлеченное полезное ископаемое посредством перегружателя или погрузчиков загружают в транспортные средства и доставляют на поверхность. В качестве транспортных средств может быть использован автомобильный, или железнодорожный, или конвейерный транспорт. Предпочтительно ориентироваться на использование транспортной схемы, которая существовала при разработке карьера.

После выемки полезного ископаемого на предельную глубину выемочной камеры производят извлечение горного комбайна путем демонтажа транспортерных секций. В этот период выемка полезного ископаемого не производится. Затем горный комбайн передвигают к месту формирования следующей выемочной камеры в цикл операций по извлечению полезного ископаемого в выемочной камере повторяется. Таким образом производят выемку полезного ископаемого на всем протяжении выхода пласта полезного ископаемого на откос уступа.

Сохранение устойчивости погашаемого борта обеспечивают оставлением междукамерных целиков, поперечное сечение которых рассчитывают в соответствии с установленным сроком поддержания погашаемого борта в устойчивом состоянии. Возможно также сохранение устойчивости погашаемого борта карьера путем закладки выработанного пространства сформированных глубоких выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки. Доставка вскрышных пород в забои глубоких выемочных камер может быть осуществлена различными известными способами.

Погашение уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, ведут путем сокращения ширины сформированной рабочей площадки до ширины транспортной бермы или бермы безопасности с отставанием по отношению к извлечению полезного ископаемого по меньшей мере на 5 выемочных камер, что позволяет обеспечивать безопасность ведения работ. Извлекаемые при этом породы вскрыши могут быть использованы для закладки выработанного пространства сформированных глубоких выемочных камер, или могут быть сброшены на дно карьера, или могут вывозиться на поверхность в случае использования выработанного пространства карьера для народнохозяйственных нужд. Выемка пород вскрыши может быть произведена с использованием экскавационного оборудования или в случае их сброса на дно карьера посредством ведения буровзрывных работ.

Формула изобретения

1. Способ выемки запасов полезного ископаемого в погашаемых бортах карьера, включающий формирование рабочей площадки на уступе, имеющем выход полезного ископаемого на его откос, и извлечение полезного ископаемого со сформированной рабочей площадки с сохранением устойчивости погашаемого борта, отличающийся тем, что формирование рабочей площадки осуществляют перед погашением уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, извлечение полезного ископаемого ведут посредством формирования глубоких выемочных камер комплексом глубокой разработки пласта с многозвенным транспортером, а погашение уступа, имеющего выход полезного ископаемого на его откос, ведут с отставанием по отношению к извлечению полезного ископаемого по меньшей мере на 5 выемочных камер.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что устойчивость погашаемого борта карьера сохраняют путем оставления междукамерных целиков.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что устойчивость погашаемого борта карьера сохраняют путем закладки выработанного пространства сформированных глубоких выемочных камер вскрышными породами, извлеченными при погашении рабочей площадки.