Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых
Владельцы патента RU 2485315:
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке мощных пологозалегающих месторождений с применением техники непрерывного действия. Техническим результатом является снижение трудоемкости работ, повышение эффективности выемки запасов полезного ископаемого, стабильная производительность погрузочно-транспортного комплекса и безопасность ведения горных работ. Способ включает проходку наклонной капитальной траншеи, монтаж забойных и магистральных конвейеров, экскаваторную разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого уступами и внутреннее отвалообразование посредством клиновидной заходки. Разработку вскрышных пород и выемку полезного ископаемого производят с постоянной шириной экскаваторного забоя по всему фронту ведения работ, при этом ширину экскаваторного забоя регулируют углом между верхней бровкой забоя и контуром соседней заходки. 2 ил.
Изобретение относится к горной промышленности, а именно к открытым разработкам мощных пологозалегающих месторождений при применении техники непрерывного действия.
Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых для разработки сложноструктурных месторождений с крутым или наклонным падением слоев разной прочности. Цель - повышение эффективности усреднения пород в забое за счет возможности управления качеством при взрывной отбойке пород забоя. Для этого проводят разрезную траншею и ориентируют ее вдоль контакта пород с расположением контакта внутри контура траншеи, которую отрабатывают клиновидными заходками. Ширину заходки устанавливают меньше ширины разрезной траншеи. Вершину клина ориентируют в массив пород и размещают на контакте пород или проекции контакта на горизонтальную плоскость. Угол вершин клина принимают в пределах 80°-90°. На площади заходки бурят скважины рядами, параллельными образующим клиновидной заходки. Затем скважины заряжают и производят взрывание рядов скважин поочередно с каждой из сторон, образующих клиновидную заходку, причем взрывание начинают с крепких пород. В момент взрыва происходит послойное наложение горных пород одной прочности на породы другой прочности. При экскавации взорванной горной массы дополнительно осуществляется операция перемешивания пород разной прочности [Патент RU №1652553 А1, опубл. 30.05.1991, МПК Е21С 41/00].
Данный способ разработки характеризуется низкой эффективностью, связанной со сложной организацией работ при отработке одной части карьерного поля с применением продольной системы, а другой - веерной и периодической выемки «клиньев» у начала каждой заходки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, горизонтального и пологого залегания мощных месторождений при применении техники непрерывного действия [Патент RU №2394157 С1, Е21С 41/26, 26.05.2009, опубл. 10.07.2010].
Однако при веерном продвигании фронта работ добычная заходка имеет переменную ширину, которая снижается от фланга к поворотному пункту от некоторого значения до нуля. В результате от выбора значения ширины заходки на фланге будет зависеть производительность добычного комплекса, производственная мощность предприятия, количество вскрытых запасов руды, угол единовременного поворота фронта работ и др.
Основной задачей изобретения является снижение трудоемкости, повышение эффективности, стабильной производительности погрузочно-транспортного комплекса и безопасности ведения горных работ.
Поставленная задача достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем проходку наклонной капитальной траншеи, строительство разрезной траншеи, монтаж забойных и магистральных конвейеров, экскаваторную разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого уступами и внутреннее отвалообразование посредством клиновидной заходки, согласно изобретению, разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого производят с постоянной шириной экскаваторного забоя по всему фронту ведения работ, при этом ширину экскаваторного забоя регулируют углом Ω, между верхней бровкой экскаваторного забоя и контуром соседней заходки, который определяют по формуле:
где: α - угол клиновидной заходки, град; Н - ширина экскаваторного забоя, м; L - протяженность клиновидной заходки, м; Δl - шаг передвижки экскаватора, м.
Данный способ иллюстрируется на Фиг.1 - схема ведения добычных работ и Фиг.2 - клиновидная заходка в плане. Где: 1 - наклонная капитальная траншея; 2 - разрезная траншея; 3 - магистральный конвейер; 4 - забойный конвейер; 5 - клиновидные заходки; 6 - ось хода экскаватора; 7 - верхняя бровка экскаваторного забоя; 8 - контур соседней заходки.
Способ заключается в следующем. С использованием известной технологии и средств, проходится наклонная капитальная траншея 1 и разрезная траншея 2, в которых размещаются магистральные 3 и забойные конвейеры 4. Разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого и отвалообразование производят клиновидными заходками 5, при их проходке, экскаваторный забой разворачивается на определенный угол Ω между верхней бровкой экскаваторного забоя 7 и контуром соседней заходки 8, при этом угол Ω уменьшается пропорционально разработке клиновидной заходки 5, для обеспечения постоянной ширины экскаваторного забоя по всему фронту ведения работ, при этом ось хода экскаватора 6 остается неизменной.
Для нахождения искомого угла Ω рассмотрим клиновидную заходку в плане Фиг.2. На расстоянии шага передвижки экскаватора проводим перпендикуляр к границе следующей заходки, его длину определяем по формуле:
Из треугольника ABD находим угол ε:
Получаем треугольник АВС, в котором известны две стороны и один угол по теореме синусов находим угол γ по формуле:
Зная два угла в треугольнике АВС, можем найти третий из теоремы - сумма углов в треугольнике равна 180° на основании этого получаем формулу:
Раскрывая уравнения (1-4), находим искомый угол:
Данный способ позволит снизить трудоемкость работ, повысить эффективность выемки запасов полезного ископаемого и стабилизировать производительность погрузочно-транспортного комплекса по сравнению с ранее существующей технологией.
Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проходку наклонной капитальной траншеи, строительство разрезной траншеи, монтаж забойных и магистральных конвейеров, экскаваторную разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого уступами, и внутреннее отвалообразование посредством клиновидной заходки, отличающийся тем, что разработку вскрышных пород, выемку полезного ископаемого производят с постоянной шириной экскаваторного забоя по всему фронту ведения работ, при этом ширину экскаваторного забоя регулируют углом Ω между верхней бровкой забоя и контуром соседней заходки, который определяют по формуле:
где α - угол клиновидной заходки, град;
Н - ширина экскаваторного забоя, м;
L - протяженность клиновидной заходки, м;
Δl - шаг передвижки экскаватора, м.
