способ отстройки нерабочего борта карьера

Формула изобретения

1. Способ отстройки нерабочего борта карьера, включающий формирование нерабочих уступов, транспортной бермы, проведение предохранительных берм между смежными транспортными бермами, отличающийся тем, что предохранительные бермы формируют неочищаемыми, взаиморасположением и шириной которых обеспечивают равенство устойчивого и конструктивного углов откоса нерабочего борта в пределах выделенной по глубине карьера зоны, а также предусматривают размещение на берме осыпи и обрушенной породы, не подлежащей удалению в течение всего срока функционирования борта.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предохранительные бермы на участке примыкания к транспортной берме формируют переменной ширины, изменяющейся в зависимости от принятой технологии буровзрывных работ, от нуля до величины, обеспечивающей равенство устойчивого и конструктивного углов откоса нерабочего борта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к технологии открытых горных работ, и предназначено для применения на карьерах и разрезах.

Конструирование устойчивого нерабочего борта осуществляется на основе его предельных параметров (высоты и угла наклона), а также параметров его элементов высоты и угла наклона нерабочих уступов и ширины берм.

В практике исследований, проектирования и строительства карьеров известны способы отстройки нерабочего борта карьера, которые характеризуются:

а) фиксированным положением на нерабочем борту предохранительных берм без увязки с положением транспортных берм;

б) регламентированной шириной этих берм, достаточной для механизированной очистки их;

в) наличием транспортной связи предохранительных берм с поверхностью;

г) превышением устойчивого угла откоса борта под конструктивным и излишней вскрышей, что связано с выполнением требований пунктов а), б), в);

д) необходимостью периодической очистки предохранительных берм, являющейся в условиях органической их ширины и значительной протяженности процесса повышенной безопасности.

В зависимости от величины продольного уклона предохранительных берм различают два способа отстройки нерабочих бортов:

первый с горизонтальными предохранительными бермами. Применяется на большинстве карьеров и разрезов.

второй с наклонными предохранительными бермами [1] [2]

Способ отстройки нерабочего борта карьера с наклонными предохранительными бермами, известного из [3] применен на Сибайском, Сорском, Тейском, Краснокаменском, Оленегорском и Ковдорском карьерах, а также на карьерах по "Якут-алмаз" при отработке алмазных трубок "Интернациональная", "Мир", "Айкал".

Важнейшими недостатками известных способов отстройки нерабочих бортов карьера являются: излишняя вскрыша, которой можно избежать, и опасная операция по очистке берм.

Известен способ отстройки формирования нерабочих уступов, наклонной транспортной бермы, проведение предохранительных берм между смежными витками транспортной бермы, причем количество предохранительных берм меньше на единицу нерабочих уступов, располагаемых между смежными витками транспортной бермы. По мере углубки карьера и сближения по вертикали витков транспортной бермы нерабочие уступы выклиниваются, т.е. формируются уступы малой высоты и большой протяженности, что ведет к выполаживанию борта. Предохранительные бермы проходят с направлением и уклоном, совпадающим с транспортной бермой, до места на борту, где количество нерабочих уступов между смежными витками транспортной бермы определяется целым числом нерабочих уступов максимально возможной высоты, а затем в указанном месте производят изменение направления уклона на участке предохранительной бермы на противоположные.

Недостатком известного способа является необходимость осуществления работы механизмов по очистке берм на узкой рабочей площадке у основания погашенного уступа и проблема удаления осыпи и обрушенной породы.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в следующем: уменьшение объема вскрышных работ и повышение уровня безопасности горных работ у предельных контуров. От использования предлагаемого изобретения может быть получен следующий технический результат: предохранительная берма представляет собой карьерную площадку, предназначенную для регулирования конструктивного угла откоса нерабочего борта, а также размещения породы на месте осыпи или обрушения и характеризуется следующими особенностями:

она не подлежит очистке от породы;

не используется для работы механизмов;

может не иметь транспортной связи с поверхностью, быть прерывной или тупиковой;

положение на борту и ширина такой бермы не регламентируется, а устанавливаются проектом исходя из условий равенства конструктивного и устойчивого углов откоса борта, а также размещения на ней осыпи и обрушенной породы.

Неочищаемые предохранительные бермы могут применяться в комбинации с очищенными.

Особенности нерабочего борта карьера, отстроенного с применением неочищаемых предохранительных берм:

1. возможность увеличения конструктивного угла откоса на 18-20^oC по сравнению с углом откоса борта, отстроенного существующим методом. Это создает условия для формирования нерабочего борта с равными значениями устойчивого и конструктивного угла откоса в интервале между смежными транспортными бермами.

2. упразднение трудоемкой и опасной операции работы механизмов по очистке берм на узкой рабочей площадке у основания погашенного уступа.

3. проблема удаления осыпи и обрушенной породы решается на стадии проектирования и постановки уступов на предельный контур с помощью надлежащей ширины берм, оптимального расстояния между ними и рационального способа заоткоски уступов, что позволяет осыпь и обрушения оставлять на месте их образования без помех технологии и безопасности.

При существующих способах отстройки нерабочих бортов эта проблема сохраняется в течение всего периода работы карьера.

Принципиальное отличие предложенных неочищаемых от неочищенных берм, встречающихся на карьерах, состоит в том, что неочищаемые бермы проектируются и формируются без излишней ширины, без излишней вскрыши и на тех участках борта, где они целесообразны и обоснованы. Неочищенные предохранительные бермы возникают стихийно, вследствие упущений при их формировании или эксплуатации, причем нередко на участках борта, где они недопустимы. В этом случае затраты на дополнительную вскрышу, связанную с их увеличенной шириной и устройством подъезда к ним, оказывается излишними.

Необходимые условия и область применения способа отстройки нерабочего борта с неочищенными предохранительными бермами:

уступы сложены скальными, полускальными и рыхлыми породами, не склонными к обрушениям в значительных объемах;

нерабочие борта или отдельные их участки, на которых ширина предохранительных берм, рассчитанная по фактору устойчивого угла откоса, обеспечивает размещение на берме всего ожидаемого объема осыпи или обрушения;

наличие осыпи, обрушения на берме не нарушает технологии и не снижает уровень безопасности.

Перечисленным трем условиям отвечают карьеры, разрезы, для которых обосновано либо увеличение конструктивного угла откоса борта, либо оставление осыпи и обрушенной породы на месте образования с упразднением операции по удалению породы с предохранительных берм.

На фиг.1 схема известной конструкции нерабочего борта; на фиг.2 а, б, в схема конструкции нерабочего борта с неочищаемыми предохранительными бермами, имеющими переменную ширину на участках, примыкающих к транспортной берме; на фиг.3 схема отстройки нерабочего борта с неочищаемыми предохранительными бермами на каждом рабочем уступе; на фиг.4 то же, через три рабочих уступа, вариант.

Конструкция отстройки нерабочего борта карьеры состоит из транспортных берм 1 и предохранительных берм 2 (фиг.2,3,4).

Пример осуществления предлагаемого способа.

Борт в интервале 144 м при высоте рабочих уступов 12 м отстраивается с использованием бурстанков СБШ-250 МНА 32 и экскаваторов ЭКГ-84.

Отстройка рассмотрена в двух вариантах.

I вариант. Уступы на предельный контур ставятся под углом 90^o методом предварительного щелеобразования с оставлением на каждом горизонте неочищаемой предохранительной бермы шириной 5-7 м (фиг.3).

II вариант. Уступы на предельном контуре сдваиваются или страиваются под углом 60^o методом предварительного щелеобразования с оставлением между ними через 36-24 м неочищаемой предохранительной бермы шириной 11 м - минимально возможная ширина при наклонных скважинах. Значение конструктивных углов откоса нерабочего борта приведены в таблице. Более пологие конструктивные углы достигаются увеличением ширины предохранительных берм, а при II варианте также уменьшением угла откоса нерабочего уступа (фиг.4).

Изобретением предусмотрено формирование не подлежащих очистке предохранительных берм, ширина и положение которых обеспечивают равенство конструктивного и устойчивого углов откоса нерабочего борта, а также упразднение опасной операции по очистке берм. Достигается уменьшение объема вскрышных работ и коэффициента вскрыши на 6-20% уменьшение грузооборота на 9-13% Проблема осыпи породы решается на стадии проектирования строительства карьера за счет рациональных параметров предохранительных берм и не растягивается на весь срок его существования.