Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЯ ПРИ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

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

Известен способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых, включающий транспортирование породы и ее разгрузку под откос отвального фронта, формирование опережающих насыпей, наращивание их высоты, отсыпку породы между указанными насыпями. При этом опережающие насыпи отсыпают из крепких пород в виде ломаной линии отрезками, каждый из которых расположен под острым углом к направлению формирования отвального фронта, в промежутки между опережающими насыпями крепких пород отсыпают слабые породы с отставание фронта отсыпки не менее чем на разницу между заложением откоса слабых и откоса крепких пород (Патент РФ 2283957. Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. МПК E21C 41/26, опубл. 20.09.2006).

Недостатком способа является пониженная устойчивость и ограниченная высота отвального яруса в связи со смешанной отсыпкой пород вскрыши и пастообразных хвостов обогатительного передела руд.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ отвалообразования при ведении горных работ, включающий выемку вскрышных пород, их транспортирование к месту отвалообразования и их разгрузку под откос отвального фронта, согласно изобретению разгрузку вскрышных пород и их укладку производят раздельными, расположенными параллельно друг к другу штабелями, на внутренние откосы которого разгружают наиболее мелкие породы вскрыши, а между ними складируют пастообразные хвосты после обогатительного передела руд, причем при укладке очередного штабеля складирование хвостов обогатительного передела руд осуществляют с предварительно сформированного штабеля, а расстояние между штабелями определяют по формуле

где - коэффициент разрыхления вскрышных пород; C - высота штабеля вскрышных пород, м; 6 - естественный угол откоса штабеля вскрышных пород, град; в - ширина штабеля вскрышных пород по гребню, м; ₂ - коэффициент вскрыши; - коэффициент разрыхления руд (Патент РФ 2509891. Способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. МПК E21C 41/26, опубл. 20.03.2014). Выбираем его за прототип.

Недостатком прототипа является нерациональное использование земельных ресурсов, связанное с использованием не полного объема заполняемого пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, при их складировании с предварительно сформированного штабеля.

Заявляемое изобретение позволит достичь технический результат, выраженный в повышении объема заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, что, как следствие, приведет к рациональному использованию земельных ресурсов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе отвалообразования при ведении горных работ, включающий выемку вскрышных пород, их транспортирование к месту отвалообразования и разгрузку под откос отвального фронта раздельными, расположенными параллельно друг к другу штабелями, на внутренние откосы которого разгружают наиболее мелкие породы вскрыши, а между ними складируют пастообразные хвосты после обогатительного передела руд, согласно изобретению складирование пастообразных хвостов в пространство, ограниченное штабелями вскрышных пород, производят вдоль центральной оси пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, с превышением точки выпуска A над верхней площадкой штабеля вскрышных пород, при этом высота заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, не должна превышать значения, определяемого по формуле

где h - высота штабеля вскрышных пород, м; а - расстояние между верхними бровками штабеля вскрышных пород, м; α - угол откоса штабеля вскрышных пород, град; h_пру - высота превышения конуса пастообразных хвостов после уплотнения над верхней площадкой штабеля вскрышных пород, м; β₂ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения, град; β₃ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения и размыва осадками, град.

Складирование пастообразных хвостов вдоль центральной оси пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, с превышением точки выпуска «A» над верхней площадкой штабеля вскрышных пород позволит повысить объем заполняемого пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, а соблюдение условий по высоте заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, позволит избежать распространения пастообразных хвостов за пределы верхней площадки штабеля вскрышных пород.

Предлагаемый способ отвалообразования при открытой разработке месторождений полезных ископаемых поясняется графически на фиг. 1, где h - высота штабеля вскрышных пород, м; а - расстояние между верхними бровками штабеля вскрышных пород, м; α - угол откоса штабеля вскрышных пород, град; H_к - высота конуса пастообразных хвостов при складировании, м; β₁ - угол растекания конуса пастообразных хвостов, град; h_зп - высота заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, м; h_пру - высота превышения конуса пастообразных хвостов после уплотнения над верхней площадкой штабеля вскрышных пород, м; β₂ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения, град; β₃ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения и размыва осадками, град.

Способ осуществляется следующим образом.

При открытой разработке месторождений полезных ископаемых ведут опережающую выемку крепких вскрышных пород из карьера и укладывают их штабелями высотой h, расположенными параллельно друг другу, создавая между ними пространство, на внутренние откосы штабеля укладывают наиболее мелкие породы вскрыши. В создаваемое пространство, ограниченное штабелями вскрышных пород, складируют пастообразные хвосты обогатительного передела руд вдоль центральной оси пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, с превышением точки выпуска «A» над верхней площадкой штабеля вскрышных пород, высотой H_к и углом растекания конуса пастообразных хвостов β₁, при этом высота заполнения пастообразными хвостами пространства h_зп, ограниченного штабелями вскрышных пород, не должна превышать значения, определяемого по формуле

где h - высота штабеля вскрышных пород, м; а - расстояние между верхними бровками штабеля вскрышных пород, м; α - угол откоса штабеля вскрышных пород, град; h_пру - высота превышения конуса пастообразных хвостов после уплотнения над верхней площадкой штабеля вскрышных пород, м; β₂ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения, град; β₃ - угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения и размыва осадками, град.

Пример конкретного выполнения способа.

С целью полного раскрытия сущности и преимуществ предлагаемого изобретения приведен пример, где исходные данные приняты следующими: высота штабеля вскрышных пород - 30 м; расстояние между верхними бровками штабеля вскрышных пород - 80 м; угол откоса штабеля вскрышных пород - 35 град; высота конуса пастообразных хвостов при складировании - 40 м; угол растекания конуса пастообразных хвостов - 21 град; высота превышения конуса пастообразных хвостов после уплотнения над верхней площадкой штабеля вскрышных пород - 4,9 м; угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения - 18 град; угол конуса пастообразных хвостов после уплотнения и размыва осадками - 5 град.

Определим высоту заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, м

Предлагаемый способ позволяет повысить объем заполнения пастообразными хвостами пространства, ограниченного штабелями вскрышных пород, что, как следствие, приведет к рациональному использованию земельных ресурсов.