Способ дражной разработки

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при разработке россыпных месторождений драгами.

Заявляемое изобретение относится к приоритетному направлению развития науки и технологий «Технологии экологически безопасной разработки месторождений и добычи полезных ископаемых» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. – М.: ПАТЕНТ, 2008. – с.110], так как направлено на исключение первичного и вторичного разубоживания или потерь песков при работе драги смежными ходами.

Известен способ разработки россыпных месторождений полезных ископаемых драгами (В.Г. Лешков Разработка россыпных месторождений. М. Недра, 1977. 461 с., стр. 305 – 311; 324 -328; 314 - 324).

При одинарно поперечных и продольных системах разработки россыпей средней и большой мощности в процессе драгирования может возникать подсыпка пласта песков встречной заходки отвалами. При отработке встречной заходки нужно отрабатывать подсыпанную часть борта или оставлять целик. В первом случае это приводит к разубоживанию песков породами дражного отвала, а во втором случае к значительным потерям песков в целике. Размеры межходового целика зависят от мощности россыпи, положения драги в забое и принятого порядка ее маневрирования. Высота засыпки пласта и соответственно размеры целика могут быть уменьшены при выемке драгой пород косым (несимметричным) забоем, но и в этом случае при большой глубине россыпи исключить целик невозможно. Также при работе драги косым забоем снижается ее производительность.

Недостатком способа является то, что при отработке встречными заходками возникают потери песков в межходовом целике или разубоживание песков в случае его отработки драгой.

Общим признаком аналога сходным с признаком заявляемого способа является разработка россыпи драгой одинарными встречными заходками.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ дражной разработки россыпных месторождений. (а.с. № 1765420, кл. Е21С 41/32. Махнев А.Н., Тальгамер Б.Л. опубликовано 30.09.92 г., бюл. № 36), включающий вскрытие и затопление дражного полигона, драгирование песков на их мощность смежными заходками в границах дражного хода, отсыпку отвалов в выработанное пространство, уменьшение мощности песков в удаленной от следующего смежного хода части заходки путем снятия их на определенную глубину, укладывание их на поверхность между смежными заходками, т.е. изменение первоначального поперечного профиля заходки.

Общими признаками прототипа с заявляемым объектом является изменение поперечного профиля заходок намеченных к отработке до начала драгирования.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что недостатком является то, что при отработке предыдущей дражной заходки формируется продольный откос борта последующей встречной заходки при этом его контур создается режущей кромкой черпаков с углом откоса 70° и более, что обусловлено конструктивными особенностями драги. При отработке высоких уступов (обычно более 8 м) из-за крутых углов откосов их устойчивость нарушается и происходит обрушение верхней части забоя, при этом обрушение происходит как при драгировании, так и в течение еще несколько суток после продвижения драги в заходке. Окончательно сформировавшийся в процессе обрушения угол откоса борта соответствует устойчивому (порядка 45°). Обрушение пород формируемого борта через некоторое время после окончания драгирования приведет к подсыпке откоса уже сформированного дражного отвала и при отработке встречной заходки к разубоживанию или потерям песков. Дополнительное размещение пород, вынимаемых из предыдущей заходки, на поверхности уступа увеличит нагрузку, снизит устойчивость уступа и увеличит вероятность обрушения.

Также недостатком способа является увеличение площади сечения встречной заходки, что при определенных параметрах забоя и драгирования приведет к подэфеливанию кормы понтона драги, т.е. избыточный объем эфельной части дражного отвала начнет достигать кормы понтона драги.

Заявленное техническое решение направлено на исключение первичного и вторичного разубоживания или потерь песков при работе драги смежными ходами, а также предотвращение подэфеливания кормы понтона драги.

Технический результат заключается в создании дополнительного выработанного пространства между встречными дражными заходками и размещение в нем избыточного объема галечной и эфельной части дражного отвала.

Технический результат достигается тем, что выполняется вскрытие и затопление полигона, драгирование песков на их мощность встречными заходками в границах дражного хода, отсыпка отвалов в выработанное пространство, изменение мощности песков в заходках посредством проведения открытой выработки, отсыпка песков на поверхности встречных заходок, размещение между встречными заходками на плотике россыпи открытой выработки, при этом нижняя бровка откоса выработки совпадает с нижней бровкой продольного откоса уступа предыдущей дражной заходки, а породы от проведения выработки размещают на поверхности обеих заходок, соблюдая условие сохранения их прежнего сечения, которое было до проведения выработки.

Размещение вдоль границы встречных заходок открытой выработки позволяет создать опережающее выработанное пространство, куда размещается избыточный объем пород отвала.

Совмещение нижней бровки открытой выработки и нижней бровки откоса уступа заходки создает условие для сохранения ширины дражной заходки на уровне плотика россыпи, а также предельных значений угла маневрирования драги в забое и ширины площади рассеивания галечного отвала.

Формирование опережающей выработки с устойчивыми углами откосов бортов предотвращает возможность обрушения бортов уступов, как в процессе, так и после окончания отработки забоя.

Отсыпка вынимаемых песков при проведении траншеи на поверхность заходки с формированием ее поперечного контура, не превышающего по сечению намеченного ранее к отработке забоя позволяет не изменять объемы песков в заходке и соответственно разместить их в выработанном пространстве без подсыпки откоса борта встречной заходки.

Сопоставительный анализ показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа, т.е. соответствует требованиям, предъявляемым к изобретению по критерию «новизна».

Сравнение заявляемого способа с другими техническими решениями, известными из дополнительных источников информации показал, что из уровня техники неизвестны признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного способа, и влияющие на достигаемый технический результат, заключающийся в создании дополнительного выработанного пространства между встречными дражными заходками и размещение в нем избыточного объема галечной и эфельной части дражного отвала без применения оборудования специальной конструкции.

Следовательно, заявляемый способ соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1, представлен поперечный разрез поясняющий порядок определения параметров отработки, где

1, 2 - встречные дражные заходки;

3 - дражный отвал;

4 - плотик россыпи (подстилающие породы);

5, 6 - нижние бровки откосов дражного отвала и борта котлована от предыдущей заходки;

7 - межходовой целик.

На фиг. 2 представлен поперечный разрез поясняющий порядок формирования траншеи и размещения песков на поверхности заходок.

Позиции 1 - 3, 6 те же, что и на фиг. 1.

8 - траншея между заходками;

9 - нижняя бровка откоса борта траншеи;

10, 11 - откосы борта траншеи;

12, 13 - навалы песков на поверхности заходок;

На фиг. 3 представлен поперечный разрез, поясняющий положение отвалов и бортов после отработки заходок.

Позиции 3 - 5 те же, что и на фиг. 1 и фиг. 2.

14 - дражный отвал от пород встречной заходки;

15 - откос борта котлована после отработки встречной заходки.

Способ разработки месторождений драгами осуществляется следующим образом. Россыпное месторождение отрабатывается драгой встречными заходками. Предварительно поперечный профиль карьера фиг. 1 разделяют на заходки 1 и 2. Начальную (первичную) заходку 1 располагают вдоль контура карьера. Поперечное сечение забоя первичной заходки 1 представляет трапецию, в этом случае отработка заходки ведется с одинаковым углом маневрирования драги в забое. Расчетом определяют основные параметры драгирования и отвалообразования. Устанавливают положение дражного отвала 3 размещаемого на плотик россыпи 4. Рассчитывают величину условного перекрытия отвалом основания разреза она будет равна расстоянию между бровками 5 и 6 соответственно дражного отвала и дражной заходки и по ее размеру определяют положение и контур межходового целика 7. (Линии пересечения откоса дражного отвала 3 и откоса борта котлована, формируемого при отработке заходки 1 с поверхностью плотика 4 являются нижними бровками 5 и 6).

Между дражными заходками в границах межходового целика фиг. 2 проводят траншею 8 глубиной до плотика россыпи 4 и шириной по низу равной величине условного перекрытия отвалом основания разреза. Нижнюю бровку 9 откоса 10 борта траншеи 8 со стороны первичной заходки 1 при проведении траншеи совмещают с ее нижней бровкой 6. Углы откосов бортов траншеи устойчивы и являются продольными откосами 10 и 11 встречных дражных заходок 1 и 2. Пески при проведении траншеи отсыпают на поверхность обеих дражных заходок в навалы 12 и 13, разделяя их по объему так, чтобы сохранить площади поперечных сечений в размере, намеченном к отработке ранее. Далее отрабатывают заходку 1 совместно с навалом 12 и формируемый отвал укладывают в выработанное пространство на плотик 4 без подсыпки откоса борта 11 встречной заходки 2. Для размещения дражного отвала без подсыпки откоса борта смежного хода должно выполняться условие , где - ширина выработанного пространства с учетом ширины траншеи по плотику россыпи, .= ширина дражного отвала по плотику.

После доработки заходки 1 и разворота драги отрабатывают последующую встречную заходку 2 и отвал 14 можно располагать уже с подсыпкой откосов борта 15 и отвала 3, фиг.3.