Способ выемки полезного ископаемого из приконтурной зоны карьера
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке полезных ископаемых. Способ выемки полезного ископаемого из приконтурной зоны карьера включает бурение скважин на верхней площадке высокого уступа, их заряжание и взрывание скважинных зарядов, скважины бурят на всю глубину высокого уступа под углом наклона, равным углу наклона откоса уступа, а ширину обуреваемого блока определяют из соотношения, учитывающего частное от деления величины высоты навала в квадрате на удвоенное произведение высоты уступа на коэффициент разрыхления, умноженное на разность котангенсов углов естественного откоса горной массы и угла наклона уступа. Достигается сокращение объемов строительства дорог при отгрузке навала полезного ископаемого. 4 ил.
Известен способ разработки законтурных запасов руды в прибортовых зонах карьера, включающий проходку подземных горных выработок, отработку полезного ископаемого камерами с последующей закладкой выработанного пространства [1].
Недостатком способа является большой объем работ по проходке подземных выработок.
Известен способ разработки высоких уступов, включающий буровзрывную подготовку горной массы, разделение навала горной массы на подуступы, отгрузку горной массы с каждого подуступа во внешние и внутренние отвалы [2] - прототип.
Недостатком этого способа являются большие затраты на строительство дорог на каждый подуступ для отгрузки и транспортирования горной массы.
Предлагаемое изобретение позволяет получить технический результат, выраженный в сокращении подуступов при отгрузке навала горной массы, например, до одного, а следовательно, в сокращении объемов строительства дорог, необходимых для отгрузки и транспортирования горной массы.
Технический результат достигается тем, что в заявленном способе выемки полезного ископаемого из приконтурной зоны карьера, включающем формирование высокого уступа, например, строенного, в борту карьера, бурение скважин на верхней площадке уступа, их заряжание ВВ и взрывание скважинных зарядов, отгрузку горной массы и транспортирование ее во внешние и внутренние отвалы, бурение скважин для зарядов рыхления производят на всю высоту уступа под углом, равным углу откоса уступа, а ширину обуриваемого блока от верхней бровки уступа до границы блока определяют из соотношения
где L - размер взрываемого блока от верхней бровки уступа до границы блока, м;
Кр - коэффициент разрыхления;
h - высота навала, м;
Н - высота уступа, м;
- угол естественного откоса горной массы, град;
- угол наклона откоса уступа, град,
причем высота навала должна быть равна или меньше высоты черпания экскаватора [3]
h
hэ,
где hэ - высота черпания экскаватора, м,
а отгрузку навала горной массы производят одним слоем со дна карьера или с нижней площадки уступа, после уборки навала операции повторяют.
Новыми признаками в предлагаемом способе являются:
- бурение скважин производят на всю высоту откоса;
- угол наклона скважин под заряды рыхления принимают равным углу срабатываемого уступа;
- размер взрываемого блока от бровки уступа до границы блока определяют по предложенной зависимости;
- отгрузку навала горной массы производят одним слоем со дна
карьера или с нижней площадки уступа.
Преимуществом предложенного способа является возможность отработки навала одним слоем (уступом), что исключает строительство дополнительныхтранспортных коммуникаций при поуступной сработке навала по прототипу.
Предлагаемый способ отличается от прототипа вышеизложенной последовательностью операций. Изложенные в данной совокупности признаки отсутствуют в известных решениях и обеспечивают получение положительного эффекта. Предлагаемый способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений. Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта и не очевидна. Предложенный способ характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.
На фиг.1 изображен план участка борта карьера с пробуренными скважинами, на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - план участка после производства взрыва скважинных зарядов; на фиг.4 - разрез по Б-Б на фиг.3.
Способ осуществляется следующим образом. Производят расчет необходимой ширины L, обрушаемого взрывными работами блока по формуле
где L - ширина блока, м;
Кр - коэффициент разрыхления;
h - высота навала, м;
Н - высота уступа, м;
- угол естественного откоса горной массы, град;
- угол наклона откоса уступа, град,
выдерживая соотношение
hhэ,
hэ - высота черпания экскаватора, м.
На расстоянии L бурят скважины 1 на верхней площадке 2 уступа 3.
Скважины бурят на всю высоту уступа Н под углом 
, равным углу наклона откоса уступа 4. Заряжают скважины ВВ и взрывают скважинные заряды. Взорванная горная масса 5 обрушается на дно карьера 6. Производят отгрузку навала одним слоем 7. После окончания отгрузки отрабатывают следующие блоки полезного ископаемого до его границы 8. Операции по отработке блоков повторяют.
Пример конкретного выполнения способа. С целью полного раскрытия технической сущности и преимуществ предлагаемого изобретения приведен пример, где исходные данные приняты следующие:
- высота уступа - 36 м;
- высота черпания экскаватора, равная высоте навала - 15 м;
- коэффициент разрыхления -1,1;
- угол естественного откоса горной массы - 30;
- угол наклона откоса уступа - 65°.
По зависимости вычисляем ширину взрываемого блока, причем высота навала должна быть не более высоты черпания экскаватора.
Принимаем 3,6 м. Для рыхления блока взрывом скважинных зарядов принимаем однорядное расположение скважин.
Производим бурение скважин на расстоянии от верхней бровки уступа L=3,6 м, заряжение их ВВ и взрывание. Горная масса расположится под углом естественного откоса 30°, а высота навала составит 15 м. Производим отгрузку горной массы одним уступом (слоем) высотой 15 м без строительства дорог на каждый подуступ по прототипу. При отработке следующих блоков операции повторяются.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют, что заявляемый способ может быть использован в горной промышленности.
Экономический эффект способа состоит в том, что по сравнению с прототипом не требуется строительства дорог к каждому слою при послойной отгрузке навала.
Внедрение заявленного способа технически возможно и экономически целесообразно. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “промышленная применимость”.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №11042741, “Способ разработки законтурных запасов руды в прибортовых зонах карьера”, МПК Е 21 С 41/00, опубл. 1984, №27.
2. Теория и практика открытых разработок/Под ред. акад. Н. В. Мельникова. - М.: Недра, 1979, стр. 222.
3. Справочник “Открытые горные работы”. - М.: Горное бюро, 1994, стр. 121.
Формула изобретения
Способ выемки полезного ископаемого из приконтурной зоны карьера, включающий формирование высокого уступа, например, встроенного в борту карьера, бурение скважин на верхней площадке уступа, их заряжение ВВ и взрывание скважинных зарядов, отгрузку горной массы и транспортирование ее во внешние и внутренние отвалы, отличающийся тем, что бурение скважин для зарядов рыхления производят на всю высоту уступа под углом, равным углу откоса уступа, а ширину обуреваемого блока от верхней бровки уступа до границы блока определяют из соотношения
где L – размер взрываемого блока от верхней бровки уступа до границы блока, м;
Кр – коэффициент разрыхления;
h – высота навала, м;
Н – высота уступа, м;
– угол естественного откоса горной массы, град.;
– угол наклона откоса уступа, град.,
причем высота навала должна быть равна или меньше высоты черпания экскаватора:
h hэ,
где hэ – высота черпания экскаватора, м,
а отгрузку навала горной массы производят одним слоем со дна карьера или с нижней площадки уступа, после уборки навала операции повторяют.
РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
