Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ВЫТЯНУТЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КРУТОПАДАЮЩИХ ЗАЛЕЖЕЙ

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

Известен способ разработки крутопадающих месторождений (Патент РФ №2013550 от 28.07.1989, опубл. 30.05.1994), включающий отработку карьерного поля этапами, транспортирование и укладку пород во внешний и внутренний отвалы, возведение пионерной насыпи на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контурах этапа, разделяющей выработанное пространство на зону с погашенными и зону с непогашенными горными работами, после которой отсыпку внутреннего отвала продолжают по замкнутому контуру от периферии к центру, циклично наращивая зону отвалообразования по высоте.

Недостатком данного способа является низкая степень использования выработанного пространства. Кроме того, данный способ не предусматривает формирование из некондиционных руд, либо отходов обогатительного производства техногенного месторождения с последующей его разработкой.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки крутопадающих вытянутых месторождений (Патент РФ №2097561 от 29.06.1995, опубл. 27.11.1997), включающий подготовку горной массы буровзрывным способом, транспортирование породы и руды автомобильным транспортом, отсыпку внешнего и внутреннего отвалов, формированием в выработанном пространстве карьера техногенного месторождения из некондиционных руд и отходов обогащения помимо размещения вскрышных пород, при этом создание техногенного месторождения, отсыпку внешнего и внутреннего отвалов, отработку последующей очереди карьерного поля ведут одновременно. По завершению формирования техногенного месторождения приступают к его отработке способом выщелачивания, параллельно продолжая отработку основного месторождения.

Данное решение, способствует повышению полноты извлечения полезного компонента, вовлечению в разработку бедных руд, повышению экологической безопасности горного производства. Однако, этот способ, также предполагает отсыпку в выработанном пространстве карьера вскрышных пород по периметру техногенного месторождения, что должно исключать наличие в основании отвала вскрыши запасов полезного ископаемого. Этот факт существенно ограничивает область применения данного способа.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а также повышение полноты отработки запасов месторождения и эффективности использования выработанного пространства карьера, сохранение возможности доработки запасов полезного ископаемого подземным способом при проведении вскрывающих выработок из карьера.

Достигается поставленная задача тем, что в выработанном пространстве карьера в зоне погашенных горных работ формируют техногенное месторождение из некондиционных руд, граничащее по своему периметру с нерабочим бортом карьера и внутренним отвалом, выполняющим функцию перемычки и обеспечивающим вскрытие группы нижних горизонтов.

Сущность способа заключается в следующем. Карьер разрабатывают этапами. При отработке первого этапа вскрывающие выработки по группе нижних горизонтов в границах намечаемого техногенного месторождения из некондиционных руд проходят по руде, что позволяет сократить объемы вскрыши на этом этапе ведения горных работ. Вскрышные породы первого этапа размещают во внешнем отвале. При ведении работ в границах следующего этапа, совместно с размещением вскрыши во внешнем отвале, часть ее идет на возведение внутреннего отвала с основанием на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контуре первого этапа, разделяющей выработанное пространство на зону с погашенными и непогашенными горными работами. Во внутреннем отвале закладывают вскрывающие выработки, а параллельно наращиванию высоты внутреннего отвала в зоне погашенных горных работ формируют техногенное месторождение путем складирования некондиционных руд. По достижению последним заданной высоты, либо при необходимости для каждого отдельного слоя, производят укладку изолирующего слоя по кровле некондиционных руд. При снижении кондиций на минеральное сырье совместно с отработкой запасов основного месторождения открытым способом, приступают к отработке техногенного месторождения, после чего возможна доработка запасов месторождения подземным способом.

Способ открытой разработки вытянутых месторождений крутопадающих залежей иллюстрирован схемой: на фиг.1 - план карьерного поля; фиг.2 - продольный профиль карьера по линии А-А; фиг.3 - поперечный разрез карьера по линии Б-Б; где 1 - техногенное месторождение из некондиционных руд; 2 - внутренний отвал вскрышных пород; 3 - вскрывающие выработки по группе нижних горизонтов пройденные в рудном целике; 4 - вскрывающие выработки заложенные во внутреннем отвале; 5 - ось трассы; 6 - руда; 7 - изоляционный слой; 8 - дополнительная вскрыта в борту при проведении вскрывающих выработок по породе; 9 - зона погашенных горных работ; 10 - зона непогашенных горных работ; 11 - зона разрывных нарушений (выклиниваний) изометрической залежи.

Способ осуществляется следующим образом.

Карьерное поле вытянутой формы в плане отрабатывают этапами. Причем, при отработке первого этапа вскрывающие выработки 3 но группе нижних горизонтов в границах намечаемого техногенного месторождения из некондиционных руд 7 проходят по руде, в зоне контакта руды с породой (но периметру карьера), либо в зоне сосредоточения некондиционных руд, как показано на фиг.1 (на одном из бортов). Таким образом, на момент окончания отработки первого этапа открытым способом, вскрывающие выработки 3 но группе нижних горизонтов остаются не тронутыми в оставленном рудном целике, что позволяет сократить дополнительные объемы вскрыши 8 в борту карьера, за счет увеличения угла нерабочего борта в границах техногенного месторождения с φ до φ' (фиг.3). За время отработки первого этапа вскрышные породы размещают во внешнем отвале. Во время отработки второго этапа, совместно с размещением вскрыши во внешнем отвале, часть ее идет на возведение внутреннего отвала 2 с основанием на горизонте, фиксирующем окончание углубочных работ в контуре первого этапа, разделяющей выработанное пространство на зону с погашенными 9 и непогашенными 10 горными работами. Размещение внутреннего отвала 2 предусматривают в зоне разрывных нарушений (выклиниваний) изометрической залежи 11 на безрудной площади (фиг.2). При этом, во внутреннем отвале 2 закладывают вскрывающие выработки 4, а параллельно наращиванию высоты внутреннего отвала в зоне погашенных горных работ 9 формируют техногенное месторождение 1 путем складирования некондиционных руд с подвалкой оставшегося рудного целика с вскрывающими выработками 3. Так, функция вскрытия нижних горизонтов циклично наращиванию высоты внутреннего отвала переходит от вскрывающих выработок 3 пройденных в рудном целике к вскрывающим выработкам 4 заложенным во внутреннем отвале 2, что позволяет сохранить сформированный угол погашения нерабочего борта карьера, а запасы, оставшиеся в рудном целике вскрывающих выработок 3, относят к сырьевой базе формируемого техногенного месторождения 1. По достижению внутренним отвалом 2 заданной высоты техногенного месторождения 1 и окончанию формирования последнего, а при необходимости для каждого отдельного слоя, производят укладку изолирующего слоя 7 по кровле некондиционных руд, который препятствует их окислению и выветриванию. В свою очередь, к моменту достижения кондиций на минеральное сырье требуемого уровня, совместно с отработкой запасов основного месторождения открытым способом, приступают к отработке техногенного месторождения, обеспечивая транспортный доступ по ранее оставленным вскрывающим выработкам 3 с их последующей ликвидацией, после чего не исключена возможность доработки запасов месторождения подземным способом.

Новизна предлагаемого способа разработки заключается в организации вскрытия нижних горизонтов карьера и отсыпки внутреннего отвала, позволяющих сократить эксплуатационный коэффициент вскрыши, использовать выработанное пространство карьера для формирования техногенного месторождения с последующей его отработкой, а также обеспечивает возможность доработки запасов полезного ископаемого подземным способом при проведении вскрывающих выработок из карьера.

Экономическая эффективность предлагаемого способа достигается за счет обеспечения полноты отработки запасов месторождения, перераспределения во времени транспортной работы, сокращения объемов вскрышных работ и более эффективного использования выработанного пространства карьера, с сохранением возможности доработки запасов полезного ископаемого подземным способом при проведении вскрывающих выработок с последнего.