способ открытой разработки пологих и наклонных месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ И НАКЛОННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий вскрытие въездной траншеи с последующей ее углубкой, проведение разрезной траншеи, отработку вскрышных и добычных уступов, формирование транспортной трассы по нерабочему борту карьера, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отработки месторождения за счет снижения текущего коэффициента вскрыщи при снижении объема горно-капитальных работ, въездную траншею проходят под углом к линии простирания пласта, определяемом из выражения

= arcsin , ,

где - угол падения пласта, град;

i_р - руководящий уклон, соответствующий выбранному виду транспорта,

при этом разрезную траншею проходят параллельно линии простирания пласта на длину L, определяемую из выражения

L = (N-1) cos + b, ,

где H_у - высота уступа, м;

b_г.п. - длина горизонтальной площадки трассы, м;

N - количество горизонтов при конечной глубине карьера,

а на нерабочем борту создают стационарную трассу под углом к линии простирания пласта, нерабочий борт формируют также под углом к линии простирания, одновременно с сокращением фронта горных работ по простиранию формируют фронт горных работ параллельно въездной траншее и ведут его отработку в направлении, перпендикулярном к въездной траншее.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке пологих и наклонных в т. ч. мульдообразных пластовых месторождений полезных ископаемых.

Известен способ [1] открытой разработки горизонтальных и пологих мульдообразных месторождений полезных ископаемых, при котором въездные капитальные траншеи проходят с противоположных сторон к центру месторождения. Разрезную траншею проходят дугообразно, начиная с центра месторождения с двух сторон траншеи. Затем, после увеличения длины фронта работ до оптимальной величины проводят дополнительную пару радиальных въездных траншей и т. д. до отработки всего месторождения. Вскрышные породы размещают во внутренних отвалах, въездные траншеи по мере подвигания горных работ погашаются. При таком способе открытой разработки горизонтальных и пологих месторождений большие объемы горно-капитальных работ, поскольку капитальную въездную траншею проходят по всему месторождению, а впоследствии возникает необходимость проведения дополнительных капитальных траншей. Недостатком этого способа является также высокий текущий коэффициент вскрыши в первые годы эксплуатации, намного превышающей средний коэффициент по месторождению, поскольку добычу полезного ископаемого ведут на участках с наибольшей глубиной залегания полезного ископаемого. Проведение капитальной въездной траншеи по всему месторождению до конечной глубины карьера увеличивает срок вовлечения в эксплуатацию вскрытых полезных ископаемых, а также в первые годы эксплуатации приводят к большим расстояниям транспортирования.

Наиболее близким аналогом является способ открытой разработки наклонных залежей полезного ископаемого [2] , при котором карьерное поле вскрывают въездной и разрезной траншеями, причем въездную траншею проходят в висячем боку залежи на всю длину карьерного поля, а разрезную траншею проходят под углом к линии простирания залежи. Укладку вскрышных пород от проходки траншеи осуществляют на нерабочий борт карьера. Вскрышные и добычные уступы отрабатывают от висячего бока залежи к лежачему с опережением отработки уступов по висячему боку залежи. Создается упорная призма со стороны лежачего бока, удерживающая этот бок карьера. По мере отработки залежи траншею погашают, а неиспользуемая ее часть заполняется отвалами.

Основными недостатками данного способа являются большой объем горно-капитальных работ, поскольку въездную капитальную траншею проходят на всю длину карьера, то, что разрезную траншею проходят под углом к линии простирания пласта от висячего бока залежи к лежачему увеличивает коэффициент вскрыши, а также срок вовлечения в эксплуатацию вскрытых полезных ископаемых. Поскольку транспортировка горной массы во внешний отвал происходит в одном направлении, то в первые годы эксплуатации карьера будут большие расстояния транспортирования. Все эти недостатки снижают эффективность разработки.

Целью изобретения является повышение эффективности разработки за счет снижения текущего коэффициента вскрыши при снижении объема горно-капитальных работ.

Цель достигается тем, что сначала проводят въездную наклонную траншею под углом к линии простирания пласта, затем проходят разрезную траншею параллельно линии простирания пласта, на нерабочем борту карьера создают стационарную трассу под углом к линии простирания пласта в плане и тем самым формируют нерабочий борт также под углом к линии простирания, сокращая при этом фронт горных работ по простиранию пласта, одновременно формируют фронт горных работ параллельно въездной траншее и ведут его отработку в направлении, перпендикулярном въездной траншее.

Авторы претендуют на следующие отличительные признаки, которые соответствуют критерию "Существенные отличия": проходят въездную траншею под углом к линии простирания пласта (этот признак авторам известен); проходят разрезную траншею параллельно линии простирания пласта на длину, определяемую из выражения

L = (N-1) cos + b (этот признак авторам неизвестен); на нерабочем борту карьера создают стационарную трассу под углом к линии простирания пласта в плане и тем самым формируют нерабочий борт также под углом к линии простирания, сокращая при этом фронт горных работ по простиранию пласта (этот признак авторами неизвестен); одновременно формируют фронт горных работ параллельно въездной траншее и ведут его отработку в направлении, перпендикулярном въездной траншее (этот признак авторам неизвестен).

Эти признаки все взаимосвязаны, и их совокупность с общими признаками позволяет достичь положительный эффект, указанный в цели изобретения.

На основе анализа предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 изображена схема вскрытия карьерного поля вьездной и разрезной траншеями; на фиг. 2 - промежуточное положение горных работ с сокращенным фронтом горных работ по простиранию и сформированным фронтом горных работ параллельно въездной траншее, а также карьер в конечном положении (треугольная форма - пунктирной линией).

Способ осуществляют следующим образом.

Проходят въездную траншею 1 (фиг. 1) под руководящим уклоном (i_р), который принимается в зависимости от выбранного вида тpанспорта, например для автотранспорта типа БелАЗ он составляет 70-80^о/оо, въездную траншею 1 проводят так, чтобы одна сторона траншеи скользила по кровле пласта, получают угол между осью съезда и линией простирания пласта в плане,

= arcsin , ; где - угол падения пласта, град;

i_р - руководящий уклон съезда.

Например: для Нерюнгринского разреза угол составляет 30^о. Такой способ проведения въездной траншеи значительно снижает объем горно-капитальных работ по сравнению с прототипом, где проводят въездную траншею на всю длину залежи.

Затем проходят разрезную траншею 2 (фиг. 1) обычным способом с применением экскаватора типа мехлопата и колесного транспорта типа БелАЗ параллельно линии простирания пласта на длину L, определяемую из выражения

L = (N-1) cos + b, где Н_у - высота уступа, м;

в_г.п. - длина горизонтальной площадки трассы, м;

N - количество горизонтов при конечной глубине карьера.

С другой стороны разрезной траншеи создают стационарный съезд 3 (фиг. 1) также под углом к линии простирания пласта. Создавая стационарную трассу, состоящую из стационарных съездов 3 и горизонтальных площадок 4 (фиг. 2), под углом к линии простиpания пласта формируют нерабочий борт 5 (фиг. 2) также под углом к линии простирания.

Параллельно въездной траншее 1 (фиг. 1) формируют фронт горных работ, образующий борт 6 (фиг, 2) и ведут его отработку в направлении, перпендикулярном въездной траншее.

По мере продвижения сформированного фронта горных работ въездная траншея 1 нового горизонта проходится вновь, а на вышележащих горизонтах траншея, преобразованная в полутраншею съезд, отрабатывается как скользящий съезд.

Добычной фронт 7 (фиг. 2), сопряженный с фронтом горных работ, параллельным въездной траншее, отрабатывается наклонными слоями, а сопряженный с фронтом горных работ по простиранию пласта отрабатывается горизонтальными. Вскрышные и добычные уступы отрабатываются известным способом с применением экскаваторов и автомобильного транспорта.

За счет создания стационарной трассы под углом к линии простирания пласта в плане и формирования нерабочего борта 5 (фиг. 2) также под углом к линии простирания сокращается фронт горных работ по простиранию пласта, в то время как сформированный паралелльно въездной траншее фронт горных работ удлиняется, что значительно снижает коэффициент вскрыши, улучшаются условия работы транспорта, что ведет к сокращению парка автотранспорта. По мере продвижения фронта горных работ по простиранию пласта и выемки полезного ископаемого в выработанном пространстве производят внутреннее отвалообразование. При сдвижении отвальных пород они упираются в нерабочий борт 5 карьера (фиг. 2). По мере перемещения центра тяжести грузопотока в сторону сформированного фронта горных работ вскрышу транспортируют во внутренний отвал 8 (фиг. 2) по нерабочему борту 5 и во внешний отвал 9 по рабочему борту 6. Такое перераспределение грузопотоков ведет к значительному сокращению расстояния транспортирования по сравнению с прототипом.

После того, как фронт горных работ по простиранию сократится, а сформированный параллельно въездной траншее фронт горных работ придет к своей конечной длине, получают карьер 10 треугольной формы (фиг. 2) с одним рабочим бортом и другим нерабочим.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет значительно снизить текущий коэффициент вскрыши в пределах отработки карьерного поля.