Результат интеллектуальной деятельности: Способ открытой разработки крутопадающих месторождений округлой формы с применением одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к поэтапной разработке месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при формировании временно нерабочих бортов, направленных на уменьшение текущих коэффициентов вскрыши в начальный период разработки месторождений.

Известны способы временной консервации участков временно нерабочего борта на основе устройства временных целиков. Для карьеров, имеющих значительную глубину и размеры в плане, рекомендуется передвижение временных целиков в направлении к конечному борту карьера через несколько промежуточных положений. При этом рабочий борт карьера в поперечном сечении изображается ломаной линией, отрезки которой представляют собой чередующиеся по высоте откосы временных целиков и откосы рабочих зон по разносу этих целиков. При расчете параметры целика задаются либо величиной шага передвижки целика, либо размером рабочей зоны в плане между двумя соседними по высоте участками целика. Эти величины могут быть установлены исходя из рациональной концентрации горных работ по разносу целика и рациональной продолжительности работ на каждом горизонте карьера (Рубинштейн С.Б. Методика расчета параметров временных целиков / в кн.: Проектирование предприятий горнорудной промышленности. М., 1974, выпуск 1 с. 70-73; Линев В.П. Определение параметров рабочей зоны карьера с участками временного нерабочего борта, Горный журнал № 5, 1986 г., с. 15-17).

Недостатками данных способов формирования и отработки целиков является наличие жесткой взаимосвязи между углом наклона временно нерабочего борта, высотой временно нерабочего борта, скоростью расконсервации временно нерабочего борта и факторами, определяющими данные величины. Нарушение этой взаимосвязи приводит к сползанию временно нерабочего борта, расположенного на целике, в рудную зону и, соответственно, к снижению объемов добычи руды. Наличие целиков в рабочей зоне карьера допустимо только при существенной разнице между скоростью разноса целика и требуемой скоростью подвигания рабочего борта, обеспечивающей требуемую интенсивность отработки месторождений. Когда скорость подвигания фронта горных работ близка к предельной скорости, эффективность применения целиков подобного типа приближается к нулю.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий формирование в рабочей зоне карьера целиков временно нерабочего борта, разнос верхних горизонтов временно нерабочего борта одновременно с формированием временно нерабочего борта посредством приведения во временно нерабочее положение ниже расположенных рабочих горизонтов, отличающийся тем, что на горизонтах временно нерабочего борта отсыпают заградительные валы, предназначенные для улавливания камнепада через интервалы, по высоте равные высоте участков временно нерабочего борта, а в постоянном или временно нерабочем борту карьера на горизонтах размещения заградительных валов устраивают транспортные бермы, с которых проходят съезды на ниже расположенные рабочие горизонты в пределах интервала по глубине равного высоте участка временно нерабочего борта (Линев В.П., Рубинштейн С.Б. Обеспечение безопасности горных работ при использовании временно нерабочих бортов, Горный журнал № 5, 2001 г., с. 20-23).

Недостатком способа открытой разработки месторождений полезных ископаемых является необходимость выполаживания временно нерабочего борта для устройства транспортных берм, транспортных площадок и площадок с заградительными валами, прерывание грузотранспортной связи между участками временно нерабочего борта при его расконсервации. Само устройство заградительных валов не обеспечивает безопасности ведения работ при расконсервации целиков и работ на рабочих горизонтах карьера из-за разлета камней. Прерывание грузотранспортной связи между участками временно нерабочего борта при расконсервации временно нерабочего борта приводит к необходимости строительства дополнительных съездов на рабочем борту и к выполаживанию рабочего борта. При этом решение проблемы вскрытия нижних горизонтов карьера за счет выноса вскрывающих выработок на соседнюю часть рабочей зоны с нормальными рабочими площадками и со строительством соединительных транспортных площадок ведет к увеличению текущих коэффициентов вскрыши и к дополнительным затратам на разработку месторождения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения округлой формы путем регулирования режима горных работ на основе применения одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов.

Указанный технический результат достигаются за счет того, что в заявляемом способе разработки крутопадающих месторождений округлой формы с применением одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов, включающем формирование карьерного пространства, отработку вскрышных пород, обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью, согласно изобретению борт карьера со стороны лежачего бока месторождения ставят в предельное положение и размещают на нем вскрывающие выработки, предназначенные для обеспечения грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью на весь период разработки месторождения, а в карьерном пространстве со стороны висячего бока месторождения в процессе развития горных работ формируют одноступенчатый крутонаклонный временно нерабочий борт, на котором размещают временные вскрывающие выработки, при этом угол наклона одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта принимают близким к предельному углу наклона, в основании одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта устраивают камнезащитную площадку, предназначенную для защиты от камнепада нижележащих горизонтов карьера, после приведения одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта в конечное положение начинают его расконсервацию и отработку опорного целика, на котором он расположен, отработку опорного целика ведут горизонтальными слоями с применением гидравлических экскаваторов типа «обратная лопата», по мере отработки опорного целика на освобождающемся предельном борту формируют постоянные вскрывающие выработки, предназначенные для перевозки отработанных объемов горной массы на поверхность, горную массу, падающую на камнезащитную площадку при отработке одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта, гидравлическим экскаватором типа «обратная лопата» грузят в транспортные средства и по вскрывающим выработкам нерабочего борта карьера со стороны лежачего бока месторождения вывозят на поверхность, после отработки верхнего одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта приступают к формированию одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта, примыкающего снизу к верхнему одноступенчатому крутонаклонного временно нерабочему борту, и к его последующей отработке.

Способ разработки крутопадающих месторождений округлой формы с применением одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 представлено деление карьера на очереди разработки с указанием римскими цифрами (I, II, III, IV, V) последовательности ведения работ на основе совместного применения двух расположенных последовательно по вертикали одноступенчатых временно нерабочих боров.

На фиг. 2 представлена камнезащитная площадка, обеспечивающая защиту нижних горизонтов карьера от взорванной породы, падающей с верхних уступов при отработке приконтурных лент.

Сущность способа разработки крутопадающих месторождений округлой формы с применением одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов заключается в том, что в процессе формирования карьерного пространства рабочий борт 1 карьера со стороны лежачего бока месторождения при подходе к конечным границам карьера сразу ставят в предельное положение 2 и на нем размещают вскрывающие выработки, предназначенные для обеспечения грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью в течении всего периода разработки месторождения (фиг. 1). В карьерном пространстве со стороны висячего бока месторождения в процессе развития горных работ формируют одноступенчатый крутонаклонный временно нерабочий борт 3, на котором размещают временные вскрывающие выработки, предназначенные для обеспечения временной грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью (фиг. 1). При этом угол наклона одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта принимают близким к предельному углу наклона, в основании одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта устраивают камнезащитную площадку 4, предназначенную для защиты нижних горизонтов карьера от камнепада, при этом камнезащитную площадку 4 выполняют шириной, обеспечивающей возможность размещения на ней откоса из падающих камней 5, камнезащитной насыпи 6 с установленным на ней гидравлическим экскаватором 7 типа «обратная лопата», автодороги 8, на которой размещают автосамосвалы 9, подаваемые под погрузку отработанных объемов горной массы (фиг. 1, 2). После приведения одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 3 в конечное положение начинают его расконсервацию и отработку опорного целика 10, являющегося основой одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 3 (фиг. 1). Отработку опорного целика 10 ведут горизонтальными слоями с применением гидравлического экскаватора 7 типа «обратная лопата». По мере понижения работ по отработке опорного целика 10 и освобождения предельного борта 11 на предельном борту 11 формируют вскрывающие выработки, используемые вместо выработок, выбывающих при отработке одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 3 (фиг. 1). Горную массу, падающую при отработке одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 3 на камнезащитную площадку 4, гидравлическим экскаватором 7 типа «обратная лопата», установленном на камнезащитной насыпи 6, грузят в транспортные средства и вывозят на поверхность по вскрывающим выработкам лежачего бока карьера (фиг. 1, 2).

После отработки верхнего одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 3 приступают к формированию одноступенчатого крутонаклонного временно нерабочего борта 12, примыкающего снизу к верхнему одноступенчатому крутонаклонному временно нерабочему борту 3, и к его последующей отработке (фиг. 1).

Использование в горной промышленности заявляемого способа разработки крутопадающих месторождений округлой формы с применением одноступенчатых крутонаклонных временно нерабочих бортов обеспечит снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки месторождения.