Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ И РАСКОНСЕРВАЦИИ КРУТЫХ ВРЕМЕННО НЕРАБОЧИХ БОРТОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Изобретение относится к открытой разработке глубокозалегающих месторождений полезных ископаемых с применением временно нерабочих бортов и может быть использовано при оптимизации параметров карьерного пространства.

Известен способ увеличения углов откосов рабочих бортов, основанный на поэтапной разработке месторождений [1]. Суть способа заключается во временной консервации отдельных уступов, при которой борт занимает временно нерабочее положение. На консервируемых уступах оставляются площадки минимальной ширины исходя из удобства их последующей расконсервации. При достижении временно нерабочим бортом расчетной высоты, начинают разнос его верхних горизонтов, но при этом продолжается наращивание высоты временно нерабочего борта снизу вследствие продолжающейся углубки карьера. Таким образом, участок временно нерабочего борта «скользит» по контуру этапа. Аналогично проводят отработку участков временно нерабочего борта, сформированного на контуре последующих этапов разработки. Экономическая эффективность способа достигается снижением текущего коэффициента вскрыши за счет увеличения результирующего угла откоса рабочего борта. При этом эффективность возрастает с увеличением угла наклона временно нерабочих бортов. На крупных карьерах объемы законсервированной вскрыши могут достигать нескольких десятков миллионов кубометров со сроком консервации 10 и более лет.

Однако данный способ увеличения углов откосов рабочих бортов имеет существенный недостаток, состоящий в том, что разнос верхних горизонтов временно нерабочего борта сопровождается выбросом горной массы при производстве взрывных работ. В результате при достаточно крутом угле откоса временно нерабочего борта весь он может быть полностью засыпан взорванной скальной массой. Это исключает возможность размещения на участках временно нерабочего борта вскрывающих выработок и не обеспечивает условия безопасного ведения горных работ при приведении во временно нерабочее положение нижерасположенных рабочих горизонтов. Подобных негативных явлений избегают тем, что временно нерабочий борт формируют с достаточно широкими бермами, позволяющими разместить выброс взорванной горной массы на одном-двух горизонтах. Но это приводит к выполаживанию результирующего угла откоса рабочего борта карьера и к увеличению текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период работы карьера.

Из известных способов открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающих формирование в рабочей зоне карьера уступов временно нерабочего борта, разнос верхних горизонтов временно нерабочего борта одновременно с его формированием посредством приведения во временно нерабочее положение ниже расположенных рабочих горизонтов, является способ, отличающийся тем, что на горизонтах временно нерабочего борта отсыпают заградительные валы 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 нижерасположенные рабочие горизонты в пределах интервала по глубине, равного высоте участка временно нерабочего борта [2, 3].

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

Целью настоящего изобретения является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки глубокозалегающих месторождений за счет временной консервации бортов и технологии, обеспечивающей высокую скорость их расконсервации.

Указанная цель достигается тем, что временно нерабочий борт формирует под крутым углом, близким к предельному. На уровне верхней отметки временно нерабочего борта оставляют горизонтальную площадку, которую при расконсервации борта делят по длине на отдельные выемочные блоки, включающие готовые (взорванные) и подготовленные к выемке объемы горной массы. Отработку блоков ведут драглайнами, устанавливаемыми на кровле отрабатываемых уступов, с погрузкой горной массы в транспортные средства, которые по съездам, располагаемым на конечном борту карьера, выводят на поверхность. Высоту отрабатываемых уступов и ширину заходки принимают исходя из рабочих параметров экскаватора (глубины и радиуса черпания). Отработку уступов производят послойно сверху вниз. Для защиты нижележащих рабочих уступов от камнепада в основании временно нерабочего борта по всей его длине предусматривают камнезащитную площадку, состоящую из площадки для размещения падающей сверху взорванной горной массы, насыпи, на которой размещают гидравлический экскаватор типа «обратная лопата», и транспортной площадки. Взорванная горная масса, падающая при расконсервации борта на камнезащитную площадку, грузится гидравлическим экскаватором в транспортные средства и вывозится на поверхность.

Способ поясняется чертежами.

На фиг. 1 отражено деление карьера на очереди с указанием последовательности ведения работ римскими цифрами (I, II, III). На фиг. 2 представлен схематический план разработки глубокозалегающего месторождения с применением временно нерабочих бортов на начало расконсервации. На фиг. 3 приведена конструкция камнезащитной площадки, обеспечивающей защиту от камнепада взорванной горной массы, падающей с верхних уступов при отработке приконтурных лент.

Способ заключается в следующем.

В пределах карьерного поля, как правило, со стороны висячего бока (фиг. 1) формируют временно нерабочий борт (1), под крутым углом (2), близким к предельному, на уровне верхней отметки временно нерабочего борта оставляют горизонтальную площадку (3), которую при расконсервации борта делят по длине на отдельные блоки (4) (фиг. 2), включающие готовые (взорванные) (5) и подготовленные (6) к выемке объемы горной массы, отработку блоков ведут драглайнами (7), устанавливаемыми на кровле отрабатываемых уступов, с разгрузкой горной массы в находящиеся на этом же уровне транспортные средства, которые по съездам, располагаемым на конечном борту карьера, вывозят на поверхность, высоту отрабатываемых уступов и ширину заходок принимают исходя из рабочих параметров экскаваторов (глубины и радиуса черпания), отработку уступов производят послойно сверху вниз, на каждом уступе блок, расположенный в створе съезда, предусмотренного для обеспечения грузотранспортной связи нижележащего уступа с поверхностью (8), отрабатывают с опережением. После строительства этого съезда начинают параллельную отработку нижележащего уступа (9), благодаря чему при большой ширине выемочных блоков одновременно в работе может находиться более одного уступа. В таком порядке производят расконсервацию всего временно нерабочего борта. Для защиты от камнепада уступов, расположенных ниже временно нерабочего борта, по всей длине его основания строят камнезащитную площадку (10), включающую площадку для размещения падающей сверху взорванной горной массы (11), насыпь (12), на которой устанавливают гидравлический экскаватор типа «обратная лопата» (13), и транспортную площадку (14). Горная масса, падающая на камнезащитную площадку, гидравлическим экскаватором грузится в транспортные средства (15) и вывозится на поверхность. По мере понижения горных работ камнезащитную площадку перемещают на более низкие отметки (16), (17), обеспечивая возможность увеличения высоты временно нерабочего борта и объемов консервации (18).

Указанная совокупность существенных признаков заявляемого способа обеспечивает значительное снижение текущих коэффициентов вскрыши в первоначальный период отработки глубокозалегающих месторождений, что в конечном итоге обеспечивает высокоэффективную и безопасную отработку подобных месторождений без перерыва в добычных работах.

Источники информации

1. Проектирование карьеров / Хохряков B.C., Шелест А.Г., Молтусов Г.П. и др. – М.: Недра, 1969. - 216 с.

2. Патент RU 2064582 С1, МПК Е21С 41/26.

3. Линев В.П., Рубинштейн С.Б. Обеспечение безопасности горных работ при использовании временно нерабочих бортов // Горный журнал. - 2001. - №5. - С. 20-23.