Результат интеллектуальной деятельности: Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с применением комбинированных временно нерабочих бортов

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к поэтапной разработке месторождений полезных ископаемых и может быть использовано при формировании временно нерабочих бортов и их последующей расконсервации.

Известен способ формирования и отработки временно нерабочих бортов при поэтапной разработке месторождений. Суть способа заключается во временной консервации отдельных уступов, при которой борт занимает временно нерабочее положение. Консервация производится под углом, близким к углу погашения предельного борта карьера. При достижении временно нерабочим бортом расчетной высоты начинают разнос его верхних горизонтов, при этом продолжается наращивание высоты временно нерабочего борта снизу вследствие продолжающейся углубки карьера. Таким образом, участок временно нерабочего борта «скользит» по контуру этапа. Аналогично производят 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, составляющим десять и более лет (Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений этапами, Из. Вузов, Горный журнал № 10, с. 15 – 26, 1965 г.).

Недостаток данного способа состоит 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 борт может быть полностью засыпан взорванной горной 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 карьера.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является описанный в патенте на изобретение РФ № 2064582 способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий 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, 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 ниже расположенные рабочие горизонты в пределах интервала по глубине, равного высоте участка временно нерабочего борта.

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 дополнительным затратам на разработку месторождения и к увеличению текущих коэффициентов вскрыши.

Целью настоящего изобретения является снижение текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период разработки глубокозалегающих крутопадающих месторождений округлой или вытянутой формы за счет временной консервации бортов и технологически обусловленной очередности отработки карьерного пространства.

Указанная цель достигается тем, что в способе открытой разработки крутопадающих месторождений с применением комбинированных временно нерабочих бортов, включающем формирование рабочей зоны карьера, отработку вскрышных пород и обеспечение грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью согласно изобретению в процессе развития карьерного пространства его рабочий борт со стороны лежачего бока месторождения при подходе к конечному контуру карьера превращают в предельный борт и на нем размещают вскрывающие выработки, служащие для грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью, а со стороны висячего бока месторождения одновременно с развитием горных работ начинают формировать многоступенчатый комбинированный временно нерабочий борт, состоящий из расположенных одна на другой крутонаклонных ступеней, на которых размещают вскрывающие выработки, а в их основаниях устраивают камнезащитные площадки для размещения на них камней, падающих сверху при последующей расконсервации крутонаклонных ступеней, при этом крутонаклонные ступени выполняют шириной, обеспечивающей возможность размещения на них падающей сверху взорванной горной массы, камнезащитных насыпей с установленными на них гидравлическими экскаваторами типа «обратная лопата» и подъездных дорог для подачи транспортных средств под погрузку горной массы, расконсервацию и отработку крутонаклонных ступеней ведут последовательно сверху вниз горизонтальными слоями с применением гидравлических экскаваторов типа «обратная лопата», при этом расконсервацию верхних крутонаклонных ступеней совмещают по времени с формированием нижней крутонаклонной ступени, которое ведут одновременно с отработкой прилегающих к ней объемов полезного ископаемого, а возможность расконсервации и отработки нижней крутонаклонной ступени без снижения производительности карьера по полезному ископаемому обеспечивают путем резервирования полезного ископаемого в добычной зоне карьера.

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с применением комбинированных временно нерабочих бортов поясняется чертежами, где:

На фиг. 1 отражен порядок развития карьерного пространства с указанием римскими цифрами последовательности выемки объемов горных пород.

На фиг. 2 приведена конструкция камнезащитной площадки, обеспечивающей защиту временно нерабочего борта от взорванной горной породы, падающей с верхних уступов при отработке приконтурных лент отдельных крутонаклонных ступеней временно нерабочих бортов.

Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с применением комбинированных временно нерабочих бортов заключается в следующем:

На фиг. 1 отражено деление карьера на очереди разработки с указанием римскими цифрами (I, II, III, IV, V) последовательности ведения работ. В процессе развития карьерного пространства его рабочий борт 1 со стороны лежачего бока 2 месторождения при подходе к конечному контуру карьера превращают в предельный борт 3. На предельном борту 3 размещают вскрывающие выработки, служащие для грузотранспортной связи рабочих горизонтов карьера с поверхностью, а со стороны висячего бока 4 месторождения одновременно с развитием горных работ начинают формировать многоступенчатый временно нерабочий борт, состоящий из расположенных одна на другой крутонаклонных ступеней 5. На крутонаклонных ступенях 5 размещают вскрывающие выработки. В основаниях крутонаклонных ступеней 5 устраивают камнезащитные площадки 6 для размещения на них камней, падающих сверху при последующей расконсервации крутонаклонных ступеней 5 (фиг. 1). Крутонаклонные ступени 5 выполняют шириной, обеспечивающей возможность размещения на них падающей сверху взорванной горной массы 7, камнезащитных насыпей 8 с установленными на них гидравлическими экскаваторами 9 типа «обратная лопата» и подъездных дорог 10 для подачи транспортных средств 11 под погрузку горной массы. Расконсервацию и отработку крутонаклонных ступеней 5 ведут последовательно сверху вниз горизонтальными слоями с применением гидравлических экскаваторов 9 типа «обратная лопата». При этом расконсервацию верхних крутонаклонных ступеней 5 совмещают с формированием нижней крутонаклонной ступени 5, которое ведут одновременно с отработкой прилегающих к ней объемов 12 полезного ископаемого. Возможность расконсервации и отработки нижней крутонаклонной ступени 5 без снижения производительности карьера по полезному ископаемому обеспечивают путем резервирования полезного ископаемого в добычной зоне 13 карьера в необходимых для этого объемах IV (фиг. 1, 2).