Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ КАРЬЕРА

Изобретение относится к горному делу, к области добычи полезных ископаемых открытым способом, в частности при открытой разработке угольных месторождений.

Известен способ определения границ карьера согласно которому бортам карьера придаются углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши. Таким приемом фиксируются точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ [Ржевский В.В. Режим горных работ при открытой добычи угля и руды. - М.: Углетехиздат, 1957, - 200 с].

Недостатком известного способа является малая конечная глубина карьера и малая граница карьера поверху, определяемая без учета возможностей управления профилем рабочего борта карьера в процессе разработки месторождения. Также к недостаткам следует отнести неравномерный режим горных работ, обусловленный наличием «пиковых» объемов вскрышных работ, при котором ухудшаются экономические показатели разработки, так как за сравнительно короткий период происходит концентрация большого числа горного и транспортного оборудования, энергомощностей, что приводит к переукомплектованию штатов рабочих и служащих, а также к дополнительному строительству вспомогательных цехов и бытовых сооружений, особенно остро ощущаются недостатки неравномерного режима горных работ на карьерах с относительно коротким сроком существования и при сооружении их в недостаточно освоенных районах страны.

Техническим результатом изобретения является расширение границ карьера, а также создание более равномерного режима горных работ.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения границ карьера, согласно которому бортам карьера придают углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор, пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши, фиксируют точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ, согласно изобретению в момент равенства текущего коэффициента вскрыши граничному переходят к увеличению угла откоса рабочего борта, при условии, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному.

Заявляемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан карьер, на фиг.2 - изменение текущего коэффициента вскрыши во времени.

Способ осуществляют следующим образом. Разработку месторождения начинают, расширяя карьер с первоначальным углом откоса рабочего борта (α) до глубины H₁ и момента времени T₁, при достижении которой текущий коэффициент вскрыши равен граничному (k_гр). Переходят к увеличению угла откоса рабочего борта (до угла β) до глубины Н₂ и момента времени Т₂, таким образом, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному. Затем осуществляют погашение горных работ.

Увеличение угла откоса рабочего борта от α до β в течение периода времени с T₁ до Т₂ происходит не одноактно, переход осуществляется поэтапно таким образом, чтобы текущий коэффициент вскрыши оставался равным граничному. Величина угла β ограничивается прочностными характеристиками вмещающих пород и определяется из условия обеспечения безопасного ведения горных работ. Одним из возможных способов увеличения угла откоса рабочего борта является увеличение высоты уступа.

Описанный переход к рабочему борту с увеличенным углом откоса позволяет расширить границу карьера поверху на величину Ш₂-Ш₁, увеличить конечную глубину карьера на величину ΔH_макс и как следствие увеличить продолжительность эксплуатации месторождения с Т_ф1 до Т_ф2.

При этом заявленный способ позволяет на протяжении промежутка времени с T₁ до Т₂ добиться выравнивания режима горных работ, сделать его более равномерным тем самым предотвратить скачкообразные изменения объема вскрыши.

Пример конкретного применения способа. При отработке месторождения угля с суммарной горизонтальной мощностью пластов 35 м, длиной карьерного поля 6 км, производственной мощностью 1 млн тонн угля в год с формированием рабочего борта с углом откоса α=20 градусов (такой угол откоса достигается при высоте уступа 15 метров) текущий коэффициент вскрыши достигнет значения граничного на T₁=24 год эксплуатации карьера. Увеличение угла откоса рабочего борта до β=27 градусов (достигается при увеличении высоты уступа до 30 метров, при этом вмещающие породы разрезов Кузбасса способны обеспечить устойчивое положение борта) позволит в течение 12 лет до момента времени Т₂=36 год работать с постоянным текущим коэффициентом вскрыши равным граничному. При последующем погашении горных работ достигается конечная глубина карьера Н_макс2=226 метров и ширина карьера поверху Ш₂=850 метров, что на 32 метра больше глубины, на 41 метр больше ширины поверху соответственно, достигаемых, согласно известного способа.

Заявляемый способ позволяет расширить границы карьерного поля по глубине и поверху, а также создать равномерный благоприятный режим горных работ.