СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ БОЛЬШОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ С ВНУТРЕННИМ ОТВАЛООБРАЗОВАНИЕМ

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых, более конкретно к открытой разработке крутопадающих месторождений большой протяженности с применением внутреннего отвалообразования.

Известен способ [1] открытой отработки крутопадающих месторождений большой протяженности с применением внутреннего отвалообразования, когда карьерное поле делится по длине на очереди. При этом первая очередь отрабатывается на полную глубину с вывозкой пустых пород на внешние отвалы. Вскрытие первой очереди осуществляется капитальными траншеями смешанного заложения: два или три верхних горизонта вскрываются траншеями внешнего заложения, а нижние горизонты - траншеями внутреннего заложения. После отработки первой очереди в работу включается соседняя очередь, прилегающая к выработанному пространству первой очереди. Вторая очередь отрабатывается с перемещением вскрыши в выработанное пространство первой очереди. Вскрытие рабочих горизонтов и их грузотранспортная связь с поверхностью и ярусами внутреннего отвала осуществляются посредством капитальных траншей внутреннего заложения, располагаемых на погашаемых продольных нерабочих бортах карьера.

Однако этот способ имеет существенные недостатки. Главный недостаток заключается в значительных объемах внутрикарьерных перевозок вскрышных пород. Они обусловлены тем, что вскрышные породы верхних горизонтов карьера второй очереди перевозятся на нижние горизонты карьера первой очереди, а вскрышные породы нижних горизонтов карьера второй очереди размещаются на верхних горизонтах карьера первой очереди.

Наиболее близким техническим решением является способ разработки крутопадающих месторождений очередями с применением внутреннего отвалообразования [2]. Горные работы при данном способе начинают со строительства карьера первой очереди на полную глубину с перемещением пустых пород во внешние отвалы. После создания карьера первой очереди переходят ко второму этапу работ - к ведению работ в карьере второй очереди. Горные работы начинают развивать в направлении торца по всей глубине. В освобождающемся выработанном пространстве создают внутренний отвал, который развивают вслед за подвиганием уступов рабочего борта. На этом отвале в дальнейшем размещают вскрышные породы. Транспортировку полезного ископаемого и вскрышных пород при системе с внутренним отвалообразованием производят автомобильным транспортом. Грузотранспортную связь рабочего борта с ярусами внутреннего отвала осуществляют по транспортным бермам, расположенным на одном из продольных нерабочих бортов карьера. На этом же борту устраивают внутренние полустационарные съезды для вывозки на поверхность полезного ископаемого. В том случае когда высота отвального яруса превышает высоту уступа, эти съезды служат также для грузотранспортной связи рабочих уступов с ярусами внутреннего отвала. Полустационарность съездов обусловлена тем, что по мере подвигания фронта работ съезды заваливают внутренними отвалами. Поэтому на транспортном нерабочем борту взамен выбывающих создают новые полустационарные съезды. Срок службы полустационарных съездов на различных горизонтах неодинаков: на верхних горизонтах новые съезды создают через 1-1,5 года, на нижних - через 6-8 месяцев.

Однако вследствие больших дополнительных объемов вскрышных работ на устройство вскрывающих выработок этот способ не находит применения при разработке крутопадающих месторождений. Область его применения ограничена относительно пологими условиями залегания полезного ископаемого, когда его угол падения равен или меньше угла погашения транспортного борта карьера или когда конструктивный угол наклона борта больше угла по условиям устойчивости.

Изобретением решается задача уменьшения объемов дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок за счет уменьшения количества горизонтальных транспортных берм, соединяющих рабочую зону карьера с внутренним отвалом, и полного исключения периодически возобновляемых полустационарных съездов, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов с поверхностью, а также изобретением решается задача сокращения расстояний транспортирования вскрышных пород из рабочей зоны во внутренний отвал в результате приближения рабочих уступов к разгрузочным площадкам отвальных ярусов.

Технический результат получают за счет того, что рабочий карьер второй очереди делят по высоте на две части, вскрытие и отработку нижней части производят наклонными слоями с подъемом 20-25% в сторону торца с помощью колесных погрузчиков и автотранспорта, способного преодолевать эти крутые уклоны, высота нижней части определяется по выражению

H=2B_тр+h_у/i-Ш_д, м,

где B_тр - ширина транспортной площадки, м; h_у - высота рабочего уступа, м; i - уклон вскрывающих выработок, доли ед.; Ш_д - ширина дна карьера, м.

Отработку верхней части рабочей зоны производят с применением поперечной системы разработки и скользящих съездов, ширину которых принимают исходя из условия размещения на них развала взрываемой горной массы при их расширении и одновременно обеспечения двухстороннего проезда транспортных средств, обеспечивающих грузотранспортную связь между ниже- и вышележащими уступами, отработку продольных наклонных слоев нижней части рабочей зоны ведут отдельными последовательно формируемыми сверху вниз крутонаклонно-горизонтальными слоями с максимальной высотой, определяемой с учетом траектории и движения ковша погрузчика, при отработке каждого очередного крутонаклонно-горизонтального слоя горную массу предварительно разрыхляют, погрузчик производит ее выемку и погрузку в автомобильный транспорт, устанавливаемый на максимально приближенных к забою горизонтальных площадках.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1 и 2 изображено положение горных работ в заявляемом способе на момент начала отработки очередного наклонного продольного слоя в нижней части рабочей зоны карьера второй очереди.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. По длине карьер делят на две очереди. Отработку карьера первой очереди производят с размещением вскрышных пород во внешних отвалах. После создания карьера первой очереди переходят ко второму этапу работ - ведению работ в карьере второй очереди. Горные работы начинают развивать в направлении торца 1 одновременно по всей глубине.

В освобождающемся выработанном пространстве создают внутренний отвал 2, который развивают вслед за подвиганием уступов рабочего борта 3. Рабочую зону карьера делят по глубине на две части - нижнюю 4 и верхнюю 5. Высоту нижней части 4 определяют по условию:

H=2B_тр+h_у/i-Ш_д,

где B_тр - ширина транспортной площадки, м; h_у - высота рабочего уступа, м; i - уклон вскрывающих выработок, доля ед.; Ш_д - ширина дна карьера, м.

Отработку верхней части 6 рабочей зоны производят с применением поперечной системы разработки с общим подвиганием фронта горных работ в продольном направлении. При этом для вскрытия рабочих горизонтов и обеспечения их грузотранспортной связью с поверхностью и ярусами внутреннего отвала применяют скользящие съезды 6. Их ширина принимается из условия размещения развала взрываемой горной массы при их перемещении и одновременного обеспечения грузотранспортной связи между выше- и нижележащими уступами.

Вскрытие и отработку уступов нижней части 5 рабочей зоны производят наклонными продольными слоями 7 с подъемом в 20-25% в сторону торца на основе применения для выемочно-погрузочных и транспортных работ колесных погрузчиков 8 и автотранспорта 9, способного преодолевать эти крутые уклоны.

Для создания наиболее благоприятных условий использования выемочно-погрузочного и транспортного оборудования при отработке наклонных слоев их отработку производят поэтапно с применением крутонаклонно-горизонтальных слоев 10. С этой целью наклонный продольный слой 7 разбивают по высоте на участки 11. В пределах участка с применением колесного погрузчика проводят крутую траншею 12 с основанием, соответствующим основанию наклонного слоя 7, которая при достижении нижней границы участка превращается в горизонтальную. После проведения траншеи производят отработку всего участка, вскрытого крутонаклонно-горизонтальной траншеей. При этом погрузку вынутой горной массы в автотранспорт производят на горизонтальных площадках 13, максимально приближая к забою.

Высоту участков 11 принимают из условия, чтобы высота забоя в любой момент ведения работ не превышала допустимой высоты по условиям безопасной работы погрузчика.

По мере отработки очередного участка 11 данную операцию повторяют в аналогичном порядке до тех пор, пока не будет отработан весь наклонный продольный слой 7. Вскрышные породы перевозят в ярусы внутреннего отвала по транспортным бермам 14.

Заявленный способ обеспечивает по сравнению с прототипом многократное уменьшение объемов дополнительного разноса бортов за счет полной замены полустационарных съездов наклонными продольными слоями и ликвидации транспортных берм, соединяющих рабочие уступы с этими полустационарными съездами.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №337516, МКИ E21C 41/100, 1972.

2. Барабанов В.Ф. Разработка крутых и наклонных пластов открытым способом с размещением пустых пород в выработанном пространстве / В.Ф. Барабанов, П.И. Томаков, И.И. Дергачев // Уголь. - 1959. - №12. - С.12-15 (прототип).