способ открытой разработки кусковатых и песчано-глинистых пород

Формула изобретения

СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ КУСКОВАТЫХ И ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ПОРОД, включающий формирование рабочего уступа с углом наклона 0 30^o к горизонту, механическое рыхление и бульдозирование пород, их штабелирование, погрузку в транспортные средства экскаватором, отличающийся тем, что сначала забой разрыхляют с помощью бульдозера-рыхлителя, имеющего дополнительные зубья на бульдозерном отвале, приподнимают отвал на высоту его зубьев, транспортируют кусковатую породу в бульдозерный штабель с последующим конусованием, из бульдозерного штабеля кусковатую породу перегружают в экскаваторный штабель и отгружают в транспортные средства, затем бульдозируют в штабель мелкокусковатую и песчано-глинистую породу с последующей ее отгрузкой экскаватором в транспортные средства, причем перед перегрузкой кусковатой породы из одного штабеля в другой, а также в средства транспорта породу подсушивают с использованием естественной вентиляции или передвижной оросительно-вентиляционной установки, работающей попеременно всухую или с орошением в зависимости от погоды, влажности и требуемой степени очистки отгружаемой кусковатой породы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к способам производства открытых горных работ на породах, представленных смесями скальных кусковатых и песчано-глинистых рыхлых пород, и может быть использовано при открытой разработке рассыпных и гравийно-песчаных месторождений с валунами и крупным гравием, отвалов карьеров, а также при гидротехническом строительстве с возведением плотин из слоев насыпных пород различной крупности и минералогического состава.

Весьма актуальна проблема открытой разработки закарстованных участков месторождений известняков, где после буровзрывных работ в отвал приходится вывозить до 27-35% карста и некондиционных (загрязненных глиной) известняков от общего объема годовой добычи.

Технология может найти применение также для предварительного обогащения в карьере или на складе руд, в которых содержание полезного компонента четко связано с кусковатостью (асбест, некоторые типы железных и железомарганцевых руд, магнезита и др.). При разработке скальных кусковатых пород, залегающих совместно с песчано-глинистыми породами, весьма часто имеется необходимость их разделения на фракции по крупности для дальнейшей переработки и использования.

Известны способы открытой разработки гравийно-песчаных месторождений с использованием самоходных, полустационарных и стационарных грохотильно-сортировочных, грохотильно-дробильных агрегатов и установок [1] Эти способы не эффективны при разработке забоев с примесями глин, так как происходит залипание и забивка рабочих поверхностей дробильно-сортировочного оборудования.

При переработке известняков, а также гравийно-песчаных месторождений с примесями глин широко применяются способы разработки с мокрыми методами сортировки, использованием вибромоек, гидроклассификаторов, барабанных грохотов. Недостатком этих способов разработки является значительный расход воды (до 2-4 м³/т), что ограничивает область их применения.

Известны также способы разработки россыпных месторождений с использованием бульдозеров, бульдозеров-рыхлителей. При этом бульдозеры и бульдозеры-рыхлители применяются главным образом для транспортирования пород на расстояние до 150 м, а также рыхления мерзлых или уплотненных пород с последующим их бульдозированием. Сортировку пород по крупности при этом не производят.

Имеется опыт оборудования бульдозерных отвалов зубьями-рыхлителями для разработки тяжелых и плотных пород вместо зубьев-рыхлителей, устанавливаемых сзади трактора на специальной раме. Применение таких отвалов с зубьями-рыхлителями обычно рекомендуется при выполнении малых объемов работ, например в Крыму и Донбассе, для рыхления мерзлых грунтов при незначительной глубине промерзания. При этом особенно эффективными считаются шарнирные зубья.

Известен способ вскрытия россыпных месторождений и устройство для его осуществления. При этом для повышения эффективности отработки пород с неоднородными глинистыми трудноразмываемыми включениями размыв ведут непрерывным реверсированием направления струи с пульсирующим изменением ее напора при челночном перемещении гидромонитора по отрабатываемым заходкам до полного размыва каждого островного включения глинистых пород. Само устройство снабжено механизмом управления насоса с передаточным редуктором, гидравлической системой. Ствол гидромонитора установлен на шарнире с возможностью поворота в секторе 35-45^о в каждую сторону от продольной оси ходовой тележки. Основные недостатки данного способа заключаются в необходимости значительного количества воды и наличии относительно сложного устройства гидромонитора с гидравлической системой привода и ходовой тележкой.

Известно применение на карьерах установок местного проветривания типа УМП-I. Эти оросительно-вентиляционные установки, смонтированные на шасси автомобиля БелАЗ-548А, создают управляемую воздушную или воздушно-водяную струю для проветривания застойных зон в карьерах, подавления пыли, удаления из разрушенного массива продуктов взрыва.

Примеры использования установок УМП-I для подсушивания пород в штабеле не известны.

Известна технология разработки горных пород бульдозерами с последовательным снятием стружки толщиной 0,3-0,5 м на горизонтальной или наклонной (до 30^о) поверхности. В плотных породах бульдозеры оборудуют одним или несколькими зубьями для предварительного рыхления. Разрыхленную породу бульдозер перемещает в перегрузочный бункер или до штабеля, из которого погрузчик или экскаватор производит загрузку транспортных средств.

Данную технологию применяют при разработке известняков и на карьерах горнохимического сырья. При разработке россыпных и гравийно-песчаных месторождений с валунами и крупным гравием такая технология неприемлема, так как не позволяет сортировать породу одновременно с бульдозированием.

На фиг. 1 показан этап отделения кусковатых пород, их конусования и отгрузки; на фиг. 2 этап отделения и погрузки мелкокусковатых и песчано-глинистых пород.

На месторождении формируют рабочий уступ 1 с углом наклона к горизонту от 0 до 30^о. При угле наклона уступа 0^о он становится полигоном. Бульдозер 2 с зубьями-рыхлителями на отвале и на специальной раме сзади бульдозера производит рыхление рабочей поверхности уступа 1 с выворачиванием крупных и средних кусков и транспортированием их в штабель 3. При этом отвал с зубьями-рыхлителями поднимают на высоту зубьев с тем, чтобы мелкокусковатая и песчано-глинистая порода оставалась на поверхности рабочего уступа 1 и пологой части штабеля 3. За счет волочения, перекатывания и сегрегации происходит самоочищение кусков от песчано-глинистых пород. Экскаватор 4 (или погрузчик) перелопачивает и отсортировывает кусковатую породу в экскаваторный штабель 5, где также происходит сегрегация и самоочищение кусков, в результате чего мелкокусковатая и песчано-глинистая порода аккумулируются в средней части конуса, а крупно- и среднекусковатая порода в нижней и наружной части конуса.

Для подсушивания кусковатых пород используют самоходную оросительно-вентиляционную установку 7. Далее крупно- и среднекусковатую породу экскаватором 4 отгружают в автосамосвалы 6 и транспортируют на дальнейшую переработку, например на стационарную виброгрохотильную или грохотильно-дробильную установку. Перед конусованием и отгрузкой крупно- и среднекусковатой породы с рабочей площадки делают перерыв во времени для подсушивания породы за счет естественной вентиляции (солнца и ветра).

Для повышения степени очистки кусковатой породы от песчано-глинистых пород применяют самоходную оросительно-вентиляционную установку 7, которая в зависимости от погоды, влажности кусковатой породы и требований к степени очистки работает в оросительном или вентиляционном (в сухую) режимах. После отгрузки крупно- и среднекусковатой породы из экскаваторного штабеля 5, производят бульдозирование мелкокусковатой и песчано-глинистой породы (фиг. 2). При этом бульдозер 2 работает без использования зубьев-рыхлителей, транспортируя породу в штабель 8. Затем породу из штабеля 8 экскаватором 4 (или погрузчиком) отгружают в автосамосвалы и транспортируют в отвал или на дальнейшую переработку (россыпные месторождения). Одновременно ведут отсортировку попадающих крупных и средних кусков в конус 9. После полной отгрузки штабеля 7 цикл работ повторяют, формируя штабели кусковатой породы 3 и 5.

Предлагаемый способ открытой разработки кусковатых и песчано-глинистых пород позволяет эффективно разделять крупно- и среднекусковатую породу от мелкокусковатой и песчано-глинистой породы непосредственно на рабочей площадке, снизить транспортные расходы, значительно уменьшить потребление воды при мокром обогащении породы, а также создать условия для комплексного использования сырьевых ресурсов, например сильно закарстованных известняков, старых отвалов.

Становится возможной технология предварительного обогащения в карьере или на складе руд, в которых содержание полезного компонента связано с кусковатостью горной массы.