Результат интеллектуальной деятельности: Способ дражной разработки запасов в бортах выработки

Изобретение относится к горным работам и может быть использовано при драгировании техногенных россыпей или участков месторождений, прилегающих к выработанному пространству с мощностью продуктивного пласта, превышающей максимально допустимую высоту забоя драги.

Мощность продуктивного пласта на россыпных месторождениях изменяется в довольно широком диапазоне. При выборе драги для разработки конкретного месторождения, как правило, руководствуются средней мощностью продуктивного пласта. При этом на протяжении всей россыпи встречаются участки с мощностью, превышающей возможности драги (больше суммы максимальной глубины черпания и максимальной величины надводного борта). Во многих случаях такие участки недорабатываются по глубине и часть полезного ископаемого остается в недрах.

Для разработки глубоких россыпей, как правило, применяли драги глубокого черпания с глубиной выемки песков от 30 до 50 м. Однако применение таких уникальных драг на средних по глубине россыпях с редкими участками с большой мощностью продуктивных отложений экономически не оправдано. В настоящее время на многих россыпях, отработанных драгами глубокого черпания в бортах выработок остались значительные запасы золота. Однако оставшиеся запасы золота, как правило, не могут окупить применение уникальных драг глубокого черпания и на доработке техногенных запасов в бортах дражного разреза используют менее мощные драги (в т.ч. на россыпи р. Маракан, разрабатываемой 600-литровой драгой, доработку оставшихся в бортах запасов осуществляет 380-литровая дага; на участке в устье кл. Веселяевский, разрабатываемом 380-литровой драгой, оставшиеся запасы будет дорабатывать монтируемая 250-литровая драга). При использовании на таких техногенных россыпях драг с меньшей глубиной черпания часть запасов (в основном в приплотиковой зоне) будет потеряна.

Известны способы выемки песков из приплотиковых отложений и западений плотика, расположенных ниже глубины черпания с использованием различных специальных устройств [SU №209340, МПК E02D 17/16, E02F 1/00, опубликовано 26.01.1968; SU №275911, МПК Е21С 45/00, опубликовано 14.07.1970, SU №283141, МПК Е21С 50/00, опубликовано 06.10.1970; SU №292714, МПК Е21С 45/00, опубликовано 15.01.1971]. Однако эти способы пригодны для выемки небольших объемов песков и используемые устройства имеют небольшую производительность. Кроме того, их применение влечет значительные простои драги и ведет к снижению добычи полезных ископаемых.

Известен способ дражной разработки россыпных месторождений (RU №2629187, МПК Е21С 41/30, опубликовано 25.08.2017), который включает вскрытие в контурах промышленных запасов, уменьшение мощности продуктивных отложений путем их срезания на глубину, достаточную для отработки оставшейся части драгой, перемещение срезанных продуктивных отложений в траншею и драгирование подготовленных запасов. При этом траншею формируют на непродуктивных участках, расположенных вдоль хода драги.

Использование данного способа возможно на россыпях с прерывистым расположением запасов и наличием непродуктивных участков вдоль хода драги. Кроме того, данный способ предусматривает дополнительный объем земляных работ по созданию траншеи.

За прототип принят способ разработки россыпных месторождений [SU №1802578, МПК Е21С 41/32, опубликовано 26.07.1990], согласно которому с целью снижения затрат на отработку мощных продуктивных отложений за счет обеспечения возможности их выемки драгами серийного производства, проводят траншею вдоль границы продуктивных отложений за контуром промышленных запасов, уменьшают мощность продуктивных отложений путем их срезания на глубину, достаточную для отработки оставшейся частей драгой и перемещают породы в траншею, после чего драгирование ведут в промышленных контурах, а затем за промышленным контуром.

Признаками прототипа, совпадающими с существующими признаками заявляемого способа, являются вскрытие в контурах промышленных запасов, уменьшение мощности продуктивных отложений путем их срезания на глубину, достаточную для отработки оставшейся части драгой, перемещение срезанных продуктивных отложений в траншею и драгирование подготовленных таким образом запасов.

Сопоставительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что основным недостатком последнего является значительное увеличение объема земляных работ, связанных с созданием траншеи и дополнительными вскрышными работами. На россыпях с наличием торфов расширение дражного хода для создания траншеи приведет либо к переэкскавации, либо к значительному удлинению расстояния транспортирования пустых пород до отвалов, размещаемых на бортах дражного разреза.

Наличие дражной выработки на техногенных россыпях позволяет значительно упростить подготовку запасов в бортах россыпи к драгированию.

Изобретение направлено на повышение эффективности дражной разработки россыпей за счет уменьшения потерь песков и снижения затрат на подготовку запасов.

Технический результат заключается в обеспечении возможности управления поперечными параметрами дражного хода путем изменения соотношения ширины и высоты забоя.

Технический результат достигается тем, что способ дражной разработки россыпных месторождений, включающий вскрытие в контурах промышленных запасов, уменьшение мощности продуктивных отложений путем их срезания на глубину, достаточную для отработки оставшейся части драгой, перемещение срезанных продуктивных отложений в траншею и драгирование подготовленных запасов, согласно изобретению, траншею формируют в дражной пазухе, примыкающей к контурам запасов, при этом откос дражного отвала до границы дражного хода разбивают на террасы с засыпкой (заполнением) межходовых впадин, верхний слой срезаемых продуктивных отложений перемещают на горизонтальные площадки террас, а драгирование ведут послойно до появления в черпаках пород из дражных отвалов. Разбивку откоса дражного отвала на террасы ведут сверху вниз, а высоту террас устанавливают кратной величине послойного опускания черпаковой рамы. При большом количестве срезаемых продуктивных отложений террасы формируют с расширением дражной пазухи. При небольшой ширине продуктивных отложений, продуктивный слой срезается до отметок ниже глубины осадки понтона драги.

Отличия от прототипа доказывают новизну изобретения.

Использование дражной пазухи в качестве траншеи без проведения работ по террасированию откосов отвалов приведет либо к значительным потерям полезного ископаемого, либо к его большому разубоживанию из-за высокой изрезанности поверхности отвалов, вызванной технологией выемки песков и отвалообразования.

Способы террасирования откосов отвалов известны и применяются при рекультивации нарушенной поверхности. Однако параметры уступов в известных способах определяются исходя из необходимости обеспечения благоприятных условий для восстановления растительного покрова.

В предложенном техническом решении параметры уступов устанавливаются исходя из условий максимального сокращения потерь и разубоживания полезного ископаемого. Создание террас позволяет срезать гребень отвалов и разместить их в межшаговых впадинах. Высота уступов и ширина горизонтальных площадок определяются с учетом равенства срезаемых и отсыпаемых во впадины объемов пород.

С целью повышения производительности драги и уменьшения разубоживания полезного ископаемого высота уступов устанавливается кратной мощности драгируемых слоев.

Мощность срезаемого слоя песков с поверхности бортовых запасов в первую очередь определяется величиной превышения общей мощности песков над максимальной высотой забоя драги. Однако с целью создания наиболее благоприятных условий драгирования и сокращения надводной части забоя мощность срезаемого слоя песков может быть принята существенно больше. Указанная мощность устанавливается с учетом оптимизации параметров дражного забоя и намеченного уровня воды в разрезе.

При незначительной ширине запасов в бортах выработки (бортовых целиков), существенно меньше минимально допустимой ширины забоя драги, глубина срезания верхнего продуктивного слоя увеличивается до глубины, превышающей осадку понтона драги. Данное решение упрощает маневрирование драги в разрезе и дает возможность осуществлять отработку запасов забоем меньшей ширины. Последнее позволяет производить драгирование узких участков полигона без разубоживания продуктивных отложений.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен поперечный разрез дражного полигона с примыкающей к его контуру дражной выработкой согласно формуле изобретения,

где

1 - дражная пазуха;

2 - пески в целике;

3 - борт выработки;

4 - откос дражного отвала;

5 - террасы на откосе отвала;

6 - навал песков в дражной пазухе;

7 - плотик россыпи;

Способ, описанный в формуле изобретения, осуществляется следующим образом. Вдоль хода драги с достаточным опережением и максимальным водопонижением в дражной пазухе 1, примыкающей к контуру запасов песков 2 в борту дражной выработки 3 формируется траншея.

8 процессе формирования траншеи в дражной пазухе откос дражного отвала 4 со стороны рабочего борта выработки разбивается на террасы 5. Высота террас - h устанавливается кратной мощности драгируемого слоя, а ширина b определяется с учетом уравнивания срезаемых и отсыпаемых объемов пород вдоль откоса отвалов. После этого в траншею складируются в навал 6 пески, переваленные с дражного полигона, имеющего мощность продуктивного слоя Н_пр больше максимальной высоты дражного забоя Н_mах (с учетом надводного борта).

Перевалка песков может осуществляться как экскаваторным способом с использованием оборудования с большими рабочими параметрами (например, драглайнов), так и с применением бульдозеров. После подготовки запасов осуществляется их обводнение с подъемом уровня воды в дражном разрезе и последующее драгирование продуктивных отложений (песков) до плотика россыпи 7. При этом поворот черпаковой рамы драги в сторону отвалов осуществляют до появления в черпаках галечных или эфельных отложений.