Способ отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке

Авторы патента:

E21C41/26 - способы открытой разработки полезных ископаемых (добычные машины или машины для транспортировки, применяемые при открытых разработках E21C 47/00); системы разработок

Владельцы патента RU 2652038:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к технологическим процессам открытых горных работ при отвалообразовании вскрышных пород в карьерной выемке смежного участка и может быть использовано при открытой разработке угольных месторождений пологого, наклонного и крутого падения. Техническим результатом является складирование вскрышных пород драглайном в карьерной выемке смежного участка и снижение дальности транспортирования. Способ включает выемку из приемной ямы и складирование вскрышной породы заходками в карьерную выемку драглайном. При этом первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна, а вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной, двумя и тремя продольными заходками на полную ее глубину 30, 50, 70 м и при котором, изменяя направление фронта отвальных работ, драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся часть карьерной выемки. 3 ил.

Способ формирования отвалов на косогорах (Патент РФ №2237810, МПК Е21С 41/26, 2004.10.10). Для этого способ включают последовательную отсыпку пород ярусами на отвальном поле. При этом отвалообразование осуществляют осушением тела отвала, сместившегося на пологий участок склона с таянием снега и разжижающейся породой, путем создания при грузке его верхней площадки и откосов (II-й ярус) с боковых насыпей, подводимых вдоль косогора, и проведением водоотводящих выработок - траншей, канав - с уклоном на участке отвала перед обрушением для сбора воды, а последующую отсыпку ведут вначале нижнего (III яруса), затем 1-го яруса и на последнем этапе на отметке верхнего яруса завершают отсыпку IV яруса на полную высоту отвала.

Недостатком известного технического решения является то, что отсыпка отвала осуществляется ярусами с проведением водоотводящих выработок - траншей, канав - с уклоном на участке отвала перед обрушением для сбора воды, что усложняет технологию и организацию отвалообразования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является способ транспортирования горной массы в отвал карьера (Патент РФ №2151871, МПК Е21С 41/26, опубл. 2000.06.27). Способ включает соединение горизонтов несущими гибкими связями, например канатами, крепление к ним с возможностью свободного скольжения емкости с аэростатом, соединенной с другой емкостью с аэростатом, загрузку емкости и ее перемещение подъемной силой аэростата, разгрузку и возврат емкости. Две несущие гибкие магистрали натягивают из одного погрузочного пункта на верхнем горизонте расходящимися ветвями к опорным пунктам нижних горизонтов, а гибкую тяговую связь между одновременно движущимися по магистралям емкостями осуществляют непосредственно через барабаны одной лебедки с возможностью свободного (автономного) или двигательного режимов движения.

Недостатком известного технического решения является то, что требуется дополнительное время на установку опорных пунктов и настройку гибких магистралей.

Техническим результатом изобретения является складирование вскрышных пород драглайном в карьерной выемке смежного участка и снижение дальности транспортирования.

Указанный технический результат достигается тем, что вскрышные породы транспортируются автосамосвалами до разгрузочной ямы и складируются драглайном на полную глубину карьерной выемки одной, двумя, тремя продольными отвальными заходками.

Способ включает выемку из приемной ямы и складирование вскрышной породы заходками в карьерную выемку драглайном. Вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной, двумя и тремя продольными заходками на полную ее глубину 30, 50, 70 м (фиг. 1, 2, 3).

Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму (глубиной до 5 м) для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки одной продольной отвальной заходкой (В_КВ=А_о) на полную глубину карьерной выемки (фиг. 1). Перемещение драглайна осуществляется вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки.

При складировании вскрышных пород в карьерной выемке двумя отвальными заходками вскрышная порода размещается на радиус разгрузки драглайна, по всей ширине отвальной заходки (фиг. 2). Перемещение фронта отвальных работ происходит вдоль борта карьера до торца карьерной выемки.

При складировании вскрышных пород в карьерной выемке тремя отвальными заходками драглайн перемещается вдоль фронта отвальных работ до средней части торца карьерной выемки. После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в среднюю часть карьерной выемки (фиг. 3). Изменяя направление фронта отвальных работ драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся третью часть карьерной выемки.

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 1, 2, 3). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью h_o (фиг. 1, 2, 3).

Изобретение поясняется чертежом, где изображена технология отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке смежного участка, оставшейся от разработки угольных месторождений наклонного и крутого падения.

На фиг. 1 приняты обозначения: цифрами I, II, III - показана последовательность отвальных заходок при складирования вскрышных пород. L_КВ - длина карьерной выемки в плане; Н_КВ - глубина карьерной выемки, м; h₁, h₂, h₃ - глубина верхней, средней нижней части карьерной выемки, м; N₃ - количество отвальных заходок; В_КД - ширина карьерной выемки по дну, м; В_КВ- ширина карьерной выемки в плане, м; А - ширина отвальной заходки, м.; L_КВ- длина карьерной выемки; Н_КВ - глубина карьерной выемки; Н₀ - высота отвала; N_З - количество отвальных заходок; A₁, А₂, А₃ - ширина первой, второй и третьей отвальной заходки, м.

В_рп - ширина разгрузочной площадки; h_п - глубина приемной ямы; R_ч - радиус черпания; R_p- радиус разгрузки; А_о - ширина отвальной заходки; B_д - ширина карьера по дну; Н_кв - глубина карьерной выемки; γ_В, γ_Л - углы откосов бортов карьера соответственно со стороны висячего и лежачего бока, град.; А_вто - перемещение вскрышных пород автомобильным транспортом.

Технология отвалообразования вскрышных пород драглайном с размещением в карьерной выемке смежного участка заключается в следующем.

I. Продольное отвалообразование одной заходкой.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной продольной заходкой на полную ее глубину до 30 м (фиг. 1). Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму (глубиной до 5 м) для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки одной продольной отвальной заходкой (В_КВ=А_о) на полную глубину карьерной выемки (фиг. 1, I). Перемещение драглайна осуществляется вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки (фиг. 1).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 1). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

II. Продольное отвалообразование двумя заходками.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку экскаватором драглайном двумя продольными заходками на полную ее глубину до 50 м (фиг. 2).

Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь в торце карьерной выемки, для установки на ней драглайна. Драглайн создает приемную яму для разгрузки вскрышной породы автосамосвалами.

Вскрышная порода размещается на радиус разгрузки драглайна, по всей ширине отвальной заходки. Перемещение фронта отвальных работ происходи т вдоль борта карьера до торца карьерной выемки. Для снижения дальности автотранспортирования бульдозер создает второй скользящий съезд (фиг. 2).

После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в оставшуюся часть карьерной выемки (фиг. 2, II).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 2). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

III. Продольное отвалообразование тремя заходками.

Вскрышные породы складируются в карьерную выемку экскаватором драглайном тремя отвальными заходками в карьерную выемку на полную ее глубин до 70 м (фиг. 3). Первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней экскаватора драглайна (рис. 4). Драглайн создает приемную яму для разгрузки в ней вскрышных пород автомобильным транспортом. Драглайн черпает вскрышную породу из приемной ямы и складирует ее на радиус разгрузки первой продольной отвальной заходкой на полную глубину карьерной выемки (фиг. 3, I). Далее экскаватор складирует вскрышные породы вдоль фронта отвальных работ до торца карьерной выемки. Для снижения расстояний автотранспортирования вскрышных пород бульдозер создает второй скользящий съезд (фиг. 3, II). Драглайн перемещается вдоль фронта отвальных работ до средней части торца карьерной выемки. После завершения складирования вскрышных пород первой продольной отвальной заходкой экскаватор драглайн перемещается в обратном направлении вдоль другого борта карьера и складирует вскрышные породы на радиус разгрузки второй продольной отвальной заходкой в среднюю часть карьерной выемки (фиг. 3, II). Изменяя направление фронта отвальных работ драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся третью часть карьерной выемки (фиг. 3. III).

Вскрышные породы укладываются в карьерную выемку с учетом осадки слоя пород (h₁, h₂) на величину 1,5-3,0 м (фиг. 3). После завершения засыпки карьерной выемки складируются мягкие породы мощностью ho.

Способ складирования вскрышных пород драглайном в карьерной выемке смежного участка с применением автомобильного транспорта может быть использован в качестве отвалообразования при групповом расположении участков открытой угледобычи.

Способ отвалообразования вскрышных пород, включающий выемку из приемной ямы и складирование вскрышной породы заходками в карьерную выемку драглайном, отличающийся тем, что первоначально бульдозер создает скользящий съезд и пионерную насыпь для установки на ней драглайна, а вскрышные породы складируются в карьерную выемку смежного участка экскаватором драглайном одной, двумя и тремя продольными заходками на полную ее глубину 30, 50, 70 м и при котором, изменяя направление фронта отвальных работ, драглайн складирует вскрышные породы в оставшуюся часть карьерной выемки.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано применительно к отработке глубоких горизонтов карьеров с применением автомобильного транспорта.

Способ открытой разработки сложноструктурных месторождений твердых полезных ископаемых // 2646275

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для открытой разработки сложноструктурных месторождений и получения посредством классификации непосредственно в процессе добычи высококачественного продукта с отделением пустой породы.

Способ разработки прочных горных пород // 2645702

Изобретение относится к горной промышленности, строительству и может быть использовано для разработки прочных горных пород посредством рыхлительных агрегатов без проведения буровзрывных работ.

Способ разработки крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых // 2645697

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих месторождений твердых полезных ископаемых, в частности скального и полускального типов.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // 2645051

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке глубокозалегающих, вытянутых в плане скальных месторождений полезных ископаемых, разрабатываемых с использованием автомобильно-конвейерного транспорта и внутрикарьерного отвалообразования вскрышных пород.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // 2642903

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к разработке открытыми горными работами пологих пластов месторождений полезных ископаемых. Техническим результатом является сокращение объемов работ по вскрытию месторождения и продолжительности периода, предшествующего началу эксплуатационных работ, а также минимизация коэффициента переэкскавации за счет оптимального формирования отвала в выработанном пространстве вскрышной заходки.

Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых // 2640611

Изобретение относится к области разработки россыпных месторождений, представленных суглинистыми отложениями. Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых включает бурение технологических скважин, размещение в них гидростволов и напорных трубопроводов, размыв продуктивного пласта.

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых // 2637667

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке угольных месторождений.

Крутонаклонная конвейерная установка для открытой горной выработки // 2636634

Крутонаклонная конвейерная установка (1) содержит закрепленную на наклонном склоне (10) открытой горной выработки трассу (14). Первая и вторая подъемные клети (15, 16) выполнены с возможностью перемещения по трассе (14) между нижним уровнем (12) и верхним уровнем (13).

Способ разработки сложноструктурных угольных месторождений // 2634152

Изобретение может быть использовано при селективной разработке сложноструктурных угольных месторождений с помощью карьерных комбайнов. Способ повышает производительность, надежность и расширяет технологическую эффективность разрушения пород различной степени крепости и связности, а также - экологическую эффективность.

Способ открытой разработки наклонных месторождений с применением временно нерабочих бортов // 2652234

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке наклонных рудных месторождений округлой и вытянутой формы для регулирования режима вскрышных работ. Техническим результатом является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения. Для этого в способе открытой разработки наклонных рудных месторождений, включающем формирование рабочей зоны, технологию отработки вскрышных уступов и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов с поверхностью, карьерное пространство по глубине делят на две зоны. В пределах верхней зоны со стороны лежачего бока выделяют первую очередь разработки, непосредственно примыкающую к предельному борту карьера, и размещают на нем вскрывающие выработки, а со стороны висячего бока формируют временно нерабочий борт с углом наклона, близким к предельному, и также размещают на нем вскрывающие выработки, в основании временно нерабочего борта устраивают горизонтальную площадку для защиты от камнепада, ширину которой принимают из расчета размещения на ней откоса из падающих камней, камнезащитной насыпи с установленным на ней гидравлическим экскватором типа «обратная лопата» и автодороги, после отработки первой очереди переходят к второй очереди формирования карьерного пространства, в процессе которой со стороны висячего бока формируют второй временно нерабочий борт, расположенный под первым, соответственно с устройством в его основании камнезащитной площадки, а на самом борту вскрывающих выработок, после чего переходят к ведению третьей очереди разработки месторождения, в процессе которой со стороны висячего бока формируют третий временно нерабочий борт и начинают последовательную расконсервацию первого, а затем второго временно нерабочих бортов с отработкой заключенных между ними и предельным бортом объемов, отработку этих объемов производят послойно с применением гидравлических экскаваторов типа «обратная лопата», а по мере их отработки на освобожденном предельном борту формируют вскрывающие выработки, после расконсервации первого и второго временно нерабочих бортов и отработки соответствующих объемов начинают выполнение четвертой очереди работ с одновременной расконсервацией третьего временно нерабочего борта, горную массу, падающую при расконсервации этого, как и предыдущих временно нерабочих бортов, вниз на камнезащитные площадки, гидравлическим экскаватором, установленным на камнезащитной насыпи, грузят в транспортные средства и вывозят на поверхность, при этом грузотранспортную связь рабочих горизонтов с поверхностью переключают на новые вскрывающие выработки предельного борта со стороны висячего бока. 2 ил.

Способ автоматической, экологически чистой добычи полезных ископаемых открытой разработкой в карьере // 2653144

Изобретение относится к горному делу, к области добычи природных алмазов и других полезных ископаемых открытой разработкой в карьере. Техническим результатом является повышение степени автоматизации технологических операций добычи полезных ископаемых, их энергетической самообеспеченности и экологической чистоты в карьере. Способ включает дробление рудных пород на дне карьера экскаваторами, погрузку раздробленной рудной породы в кузов транспортного средства погрузчиками, подъем транспортным средством рудной породы из карьера для доставки на обогатительную фабрику, управление и контроль технологическими операциями компьютеризированной системой управления. При этом в карьере применяется электрифицированное технологическое оборудование, электроснабжение технологического оборудования производится от ветроэнергетических установок, размещенных на поверхности вблизи карьера или на привязном аэростате с солнечными батареями, дробление рудных пород на дне карьера и в приямке с водой выполняют электроэкскаваторы-роботы, погрузку раздробленной рудной породы в кузов выполняют электропогрузчики-роботы и электроэкскаваторы-роботы, подъем рудной породы в кузове и выгрузку рудной породы из кузова в приемный бункер выполняют электролебедки, через тросы соединенные с привязным аэростатом с солнечными батареями и кузовом, циклическая работа технологического оборудования в карьере выполняется автоматически по установленным программам, контролируется и корректируется диспетчерским пультом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.