способ открытой разработки пластовых месторождений

Формула изобретения

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку вскрышных пород с помощью взрыва на сброс, уборку оставшейся породы в выработанное пространство и выемку полезного ископаемого, отличающийся тем, что увеличивают коэффициент сброса за счет исключения призабойной зоны, перевалку оставшихся после взрыва любых по крепости скальных пород производят с помощью карьерного экскаватора типа прямая лопата, при этом первую экскаваторную заходку проводят для чистки откоса породного уступа от нависей с одновременной перевалкой породы в выработанное пространство, а образовавшийся конус убирают бульдозером, вторую заходку по переэкскавации пустых скальных пород проводят по поверхности рудного тела с одновременной зачисткой полезного ископаемого от породы, породный конус также убирают бульдозером, на контакте породы с рудным телом проходят канаву на глубину копания экскаватора, ширина которой находится в прямой зависимости от мощности рудного тела, а добычу руды при мощности рудного тела более 5 м ведут двумя подуступами с одновременной проходкой канавы, породу из которой вывозят в отвал.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке горизонтальных и пологих пластов полезных ископаемых, при этом покрывающие вскрышные породы представлены скальными или полускальными породами крепостью более четырех по шкале проф. Протодьяконова и отрабатываются с помощью буровзрывных работ.

Известно несколько способов разработки таких месторождений.

Самым распространенным способом разработки таких месторождений является способ, когда взорванные скальные вскрышные породы вывозятся транспортом во внешние или внутренние отвалы. (Справочник. Открытые горные работы. - М.: Горное бюро, 1994. Стр.135). Недостаток этого способа - затраты на перемещение вскрышных пород составляют от 35 до 45% от себестоимости отработки вскрышных пород.

Известен способ открытой разработки горизонтальных и пологих пластов полезного ископаемого (по заявке RU №95118279, опубликованной 1997.11.20.). Перевалку вскрышных пород в выработанное пространство производят с помощью экскаваторов, типа драглайн, но этот способ может применяться только при отработке мягких или очень хорошо взорванных полускальных вскрышных пород. При отработке крепких пород и пород средней крепости этот способ не применим из-за конструктивных особенностей экскаватора (драглайн не может работать на скальных породах).

Наиболее близким к изобретению является способ открытой разработки горизонтальных и пологих пластов с перевалкой взорванных пород (Справочник. Открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994, с.423). Способ содержит бурение скважин и взрыв на сброс, перелопачивание остатков породы в выработанное пространство с оставлением призабойной зоны не менее 6 м, а при добыче руды буровзрывным способом призабойную зону увеличивают на ширину выброса. Недостатки этого способа: 1 - коэффициент сброса при данном способе не превышает 0,15-0,20; 2 - драглайн по конструктивным особенностям практически не приспособлен работать на скальных породах; 3 - при отработке месторождений данным способом устраивается призабойная зона шириной не менее 6 м (площадь между нижней бровкой добычного уступа и нижней бровкой внутреннего породного отвала), а при применении буровзрывных работ на добыче полезного ископаемого ширина призабойной зоны равна ширине выброса 20-25 м, т.е. эффекта взрыва на сброс почти не наблюдается.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение эффективности разработки месторождений при отработке скальных и полускальных вскрышных пород буровзрывным способом. Снижение затрат происходит за счет исключения призабойной зоны шириной не менее 6 м и, как следствие, увеличения коэффициента сброса до 0,45, исключения транспортных расходов при отработке вскрышных пород, уменьшения доли затрат на экскаваторные работы, исключения затрат на строительство и содержание дорог для перевозки вскрышных пород, а также за счет полноты выемки полезного ископаемого.

Вскрышные породы размещают в отработанном пространстве: 45% укладывают сразу с помощью взрыва на сброс, 50% экскавируют с помощью карьерного экскаватора - механическая лопата и бульдозера. Остальные 5% отрабатывают традиционным способом - вывозят автотранспортом.

Сущность изобретения заключается в том, что производят взрыв на сброс в отработанное пространство, с перевалкой оставшейся после взрыва породы карьерным экскаватором типа прямая лопата и дальнейшей уборки образовавшегося конуса бульдозером, без оставления призабойной зоны, причем зачистку откоса вскрышного уступа от нависей и козырьков производят экскаватором типа прямая лопата и перевалкой породы за контур рудного тела, а зачистку откоса уступа полезного ископаемого производят путем проходки канавы на глубину копания экскаватора. Далее при применении буровзрывных работ на добыче бурят взрывные скважины на всю мощность рудного тела и производят взрыв на рыхление. При мощности рудного тела более 5 м добычу ведут двумя подуступами. Для избежания потерь и разубоживания одновременно с добычей из первого подуступа проходят вторую канаву, породу из которой вывозят автотранспортом.

На фиг.1-8 показана последовательность способа разработки, где:

фиг.1 - бурение взрывных скважин по вскрышным породам для взрыва на сброс, после проходки разрезной траншеи и добычи полезного ископаемого; фиг.2 - зачистка откоса породного уступа от нависей и козырьков, и перевалка экскаватором взорванной породы; фиг.3 - уборка конуса переваленной породы бульдозером в отработанное пространство; фиг.4 - перевалка оставшейся породы и зачистка кровли полезного ископаемого экскаватором; фиг.5 - уборка конуса переваленной породы и зачистка кровли полезного ископаемого бульдозером; фиг.6 - проходка канавы экскаватором с целью зачистки части откоса добычного уступа; фиг.7 - бурение взрывных скважин для производства взрыва на рыхление по полезному ископаемому; фиг.8 - послойная добыча полезного ископаемого с одновременной проходкой канавы.

Цифрами на фигурах обозначены: 1 - разрезная траншея; 2 -скальная или полускальная вскрышная порода; 3 - полезное ископаемое; 4 - буровой станок; 5 - буровые скважины; 6 - контур поверхности сброшенной породы; 7 - взорванная и сброшенная в выработанное пространство порода; 8 - карьерный экскаватор; 9 - конус переваленной породы; 10 - бульдозер; 11 - скальная порода, перемещенная в выработанное пространство бульдозером; 12 - канава, проходимая экскаватором; 13 - объем породы вывозимый автотранспортом.

Способ осуществляют следующим образом.

Вскрытие месторождения проводят с фланга, имеющего наименьшую мощность вскрышных пород. После проведения горно-капитальных работ по проходке разрезной траншеи 1 вывозки полезного ископаемого 3 и создания площади для размещения вскрышных пород производят бурение взрывных скважин 5 по вскрышной породе для взрыва на сброс (фиг.1). После взрыва производят зачистку откоса вскрышного уступа 2 экскаватором типа прямая лопата 8 от нависей и козырьков с частичной перевалкой породы за контур рудного тела (фиг.2). Следом за зачисткой откоса уступа бульдозером 10 производят уборку образовавшегося конуса 9 в выработанное пространство 11 во внутренний породный отвал (фиг.3). Далее проходят вторую экскаваторную заходку по кровле рудного тела и переэкскавируют оставшуюся породу за контур полезного ископаемого (фиг.4). Образовавшийся породный конус 9 убирают бульдозером 10 в выработанное пространство, производят полную зачистку кровли рудного тела (фиг.5). Для уменьшения потерь и разубоживания полезного ископаемого производят частичную зачистку откоса рудного уступа путем проходки канавы 12 на глубину копания экскаватора (фиг.6). Породу из канавы перелопачивают в выработанное пространство. Ширина канавы находится в прямой зависимости от мощности рудного тела. При работе по данной системе разработки отпадает необходимость в создании призабойной зоны и поэтому коэффициент сброса достигает 0,45. Далее производят работы по добыче полезного ископаемого. При применении буровзрывных работ на добыче бурят взрывные скважины на всю мощность рудного тела (фиг.7) и производят взрыв на рыхление. Качество взрыва в зажатой среде всегда хорошее (эффект подпорной стенки). Для уменьшения потерь полезного ископаемого высоту добычного уступа выбирают не более пяти метров. При мощности рудного тела более пяти метров добычу ведут двумя подуступами (фиг.8), одновременно с добычей на первом подуступе, чтобы избежать потерь и разубоживания полезного ископаемого, проходят также канаву, породу из которой вывозят автотранспортом в отвал пустых пород. Объем вывозимой породы не превышает 5% от общего объема вскрышных пород.