способ открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого

Формула изобретения

СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ СБЛИЖЕННЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И ПОЛОГИХ ПЛАСТОВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО, включающий отработку экскаватором заходок вскрышного уступа блоками с отсыпкой вскрышных пород во внутренний отвал или с отгрузкой в транспортные средства, выемку полезного ископаемого верхнего пласта с отгрузкой его в транспортные средства, выемку с отставанием во времени и пространстве пород междупластья с отсыпкой их во внутренний отвал или с погрузкой в транспортные средства и отработку с отставанием во времени и пространстве нижнего пласта полезного ископаемого с погрузкой его в транспортные средства, отличающийся тем, что зачистку и выемку верхнего пласта и выемку пород междупластья ведут посредством машины послойного фрезерования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого, включающий отработку экскаватором заходок вскрышного уступа блоками и заходок уступа междупластья с отсыпкой вскрышных пород во внутренний отвал, отработку вышележащего и нижележащего пластов полезного ископаемого [1]

Наиболее близким из известных технических решений по своей сущности и достигаемому результату является способ открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого, включающий отработку экскаватором заходок вскрышного уступа блоками с отсыпкой вскрышных пород и пород междупластья во внутренний отвал или с отгрузкой их в транспортные средства, отработку вышележащего и нижележащего пластов полезного ископаемого вслед за подвиганием забоя вскрышного уступа [2]

Недостатком известных способов является то, что они не снижают потери и разубоживание полезного ископаемого, а лишь направлены на обеспечение усреднения полезного ископаемого и рекультивацию при наличии потенциально плодородных пород междупластья и в основном относятся к месторождениям для разработки фосфоритов.

Цель изобретения улучшение качества добываемого полезного ископаемого, снижение его потерь и резубоживания за счет раздельной выемки тонких прослойков полезного ископаемого и пустых пород междупластья, а также увеличения производительности экскаватора.

Цель достигается тем, что в способе открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого, включающего отработку экскаватором заходок вскрышного уступа блоками с отсыпкой вскрышных пород и пород междупластья во внутренний отвал или с отгрузкой их в транспортные средства, отработку вышележащего и нижележащего пластов полезного ископаемого вслед за подвиганием забоя вскрышного уступа, в первую очередь зачищают кровлю верхнего пласта полезного ископаемого и отрабатывают его посредством машины послойного фрезерования с отгрузкой полезного ископаемого в транспортные средства, затем с отставанием во времени и пространстве отрабатывают пустые породы междупластья также машиной послойного фрезерования с отсыпкой их во внутренний отвал или с отгрузкой в транспортные средства, после чего с отставанием во времени и пространстве экскаватором отрабатывают нижний пласт полезного ископаемого с отгрузкой его в транспортные средства.

На фиг.1 изображена общая схема открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого (а отработка экскаватором заходок вскрышного уступа; б зачистка кровли верхнего пласта полезного ископаемого посредством машины послойного фрезерования; в отработка верхнего пласта полезного ископаемого посредством МПФ; г отработка пустых пород междупластья машиной послойного фрезерования; д отработка нижнего пласта полезного ископаемого экскаватором); на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 разрез В-В на фиг.1.

Способ открытой разработки сближенных горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого включает отработку экскаватором 1 заходок вскрышного уступа 2 блоками с отсыпкой вскрышных пород и пород междупластья во внутренний отвал или с отгрузкой их в транспортные средства 3, отработку вышележащего 4 и нижележащего 5 пластов полезного ископаемого вслед за подвиганием забоя вскрышного уступа 2, при этом в первую очередь после выемки пустых пород междупластья 6 зачищают кровлю 7 верхнего пласта 4 полезного ископаемого и отрабатывают его посредством машины 8 послойного фрезерования (МПФ) с отгрузкой полезного ископаемого в транспортные средства 3, затем с отставанием во времени и пространстве отрабатывают пустые породы междупластья 6 также машиной 8 послойного фрезерования (МПФ) с отсыпкой их во внутренний отвал или с отгрузкой в транспортные средства 3, после этого с отставанием во времени и пространстве экскаватором 1 отрабатывают нижний пласт 5 полезного ископаемого с отгрузкой его в транспортные средства 3.

Весьма важными при реализации данного способа являются вопросы чистоты и полноты выемки полезного ископаемого из недр. Невозможность традиционной горной техникой обеспечить тонкослоевую выемку приводит к тому, что в настоящее время значительные по мощности пропластки пустых пород (0,3 1,0 м и более в зависимости от горно-геологических условий) включаются в полезную толщу. Одновременно при отработке полезного ископаемого выемка без потери качества невозможна, в результате чего зачастую извлекаемые пласты относятся к некондиционным. Анализ последних достижений в области техники и технологии открытой разработки в сложных горно-геологических условиях и районах с повышенными требованиями по экологической безопасности, позволил выделить следующую тенденцию развития поколений технологии горных работ.

Предшествующее поколение технологии характеризовалось применением буровзрывных работ для подготовки горной массы к выемке и погрузке.

Новое поколение технологии (время действия с середины 70-х годов) основывается также на механическом рыхлении массивов горных пород с помощью бульдозерно-рыхлительных агрегатов (БРА) в сочетании с погрузкой угля колесными погрузчиками и гидравлическими экскаваторами. Как показывает мировой опыт разработки массивов скальных и полускальных пород с помощью механического рыхления, оно производительно на сильнотрещиноватых породах средней крепости, имеющих мелкоблочную структуру. Там, где породы меньшей крепости, но имеют крупноблочную структуру, применение механического рыхления резко ограничено, требует использования сверхмощных тягачей (до 800 л.с.) или невозможно без предварительного ослабления массива горных пород с применением буровзрывных работ.

Технология горных работ с применением буровзрывных работ или механического рыхления циклична и предусматривает применение нескольких последовательных операций: бурение и взрывание или рыхление массива БРА и штабелирование грунта, погрузка в забое из развала или штабеля в транспортные средства погрузочным механизмом. При этом, несмотря на то, что удовлетворительно решается проблема разработки тонких пластов, указанная технология трудоемка и характеризуется относительно высокими значениями эксплуатационных потерь и разубоживания полезного ископаемого.

Перспективное поколение технологии начало реализовываться в конце 80-х годов, когда на карьерах мира появились горные комбайны фирмы Виртген (Германия) "Surface Miner", осуществляющие поточную разработку горных пород.

Существенными признаками изобретения являются в первую очередь зачищают кровлю верхнего пласта полезного ископаемого и отрабатывают его посредством машины послойного фрезерования (МПФ) с отгрузкой полезного ископаемого в транспортные средства, затем с отставанием во времени и пространстве отрабатывают пустые породы междупластья также машиной послойного фрезерования с отсыпкой их во внутренний отвал или с отгрузкой в транспортные средства, после чего с отставанием во времени и пространстве экскаватором отрабатывают нижний пласт полезного ископаемого с отгрузкой его в транспортные средства.

Зачистка в первую очередь кровли верхнего пласта полезного ископаемого и отработка его посредством машины послойного фрезерования с отгрузкой полезного ископаемого в транспортные средства, обеспечивает снижение потерь и разубоживание полезного ископаемого.

Отработка пустых пород междупластья с отставанием во времени и пространстве также машиной послойного фрезерования с отсыпкой их во внутренний отвал или с отгрузкой в транспортные средства, обеспечивает качество добываемого полезного ископаемого за счет раздельной выемки тонких прослойков полезного ископаемого и пустых пород междупластья.

Отработка экскаватором нижнего пласта полезного ископаемого с отставанием во времени и пространстве с отгрузкой его в транспортные средства, обеспечивает также полноту выемки полезного ископаемого.

Изобретение позволяет улучшить качество добываемого полезного ископаемого, снизить его потери и разубоживание за счет раздельной выемки тонких прослойков полезного ископаемого и пустых пород междупластья, а также увеличить производительность экскаватора.