способ открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений

Формула изобретения

1. Способ открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений, включающий вскрытие месторождения полезного ископаемого по его простиранию, разработку вскрышных пород уступами, формирование на одном из участков месторождения опережающего выработанного пространства до проектного дна, перемещение пород во внешние отвалы и в выработанное пространство, отработку и транспортирование полезного ископаемого, отличающийся тем, что разработку месторождения осуществляют одновременно в двух направлениях - в крест простирания с углубкой и по простиранию до дна карьера, при этом наращивают объем добычи полезных ископаемых по простиранию и соразмерно снижают объем добычи полезных ископаемых в крест простирания.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на нерабочих бортах карьера формируют совмещенные горизонтальные и (или) наклонные бермы с примыканием к рабочему борту смежного участка и их продолжением на нерабочих бортах смежного участка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке наклонных и крутопадающих месторождений вытянутой формы.

Известен способ открытой разработки крутопадающих и наклонных месторождений (SU 1812312, 30.04.93, Бюлл.№16), включающий вскрытие месторождения полезных ископаемых со стороны висячего или лежачего бока залежей, первоначальную в направлении к противоположному боку залежей, размещение внутреннего отвала вскрышных пород на дне выработанного пространства блока, сформированного под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, формирование временного технологического пространства, заполняемого вскрышными породами смежного блока, отрабатываемого в направлении к вскрывающей выработке с одновременным углублением горных работ под углом к горизонту, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, повторение вышеуказанной последовательности отработки блоков до конечного контура карьера.

Недостатком данного способа является большой дополнительный объем перемещения вскрышных пород, возникающий при условии формирования дна карьера под углом, меньшим угла естественного откоса вскрышных пород, для размещения на нем внутреннего отвала, и, как следствие, снижение эффективности разработки месторождения.

Известен способ вскрытия и разработки рабочих карьеров вытянутой формы, включающий проведение наклонных съездов от флангов карьерного поля вдоль его средней линии по целикам и создание внутренних отвалов, разработку карьера по участкам карьерного поля до проектного поперечного сечения, развитие его вдоль карьерного поля с попеременной консервацией и расконсервацией бортов и перемещением трасс съездов, последующим проведением трасс по поверхности внутренних отвалов без разноса бортов для проведения съездов (SU 941580, кл. Е 21 С 41/26, 07.07.1982).

Недостатком известного способа является ограниченная по глубине (до 180-250 м) эффективная область применения способа, что не позволяет рационально использовать преимущества открытой разработки месторождений при их залегании на большей глубине. Еще одним недостатком способа является увеличение объемов горных работ по мере увеличения глубины разработки, что обуславливает и удорожание добычи полезного ископаемого.

Известен также способ открытой разработки крутопадающих месторождений полезных ископаемых, наиболее близкий по технической сущности к заявляемому решению и принятый за прототип (SU 1761954, 15.09.92, Бюлл.№34), включающий отработку горизонтов карьера участками до проектного дна, формирование опережающего выработанного пространства до проектного дна, отсыпку отвала под откос борта опережающего выработанного пространства по границе со смежным участком до уровня горизонта отработки, формирование съездов по породам отвала и их соединение с участком отработки, последующую отработку нижележащего горизонта.

Недостатком способа является недостаточно высокая эффективность разработки месторождения вследствие того, что условие последовательной отработки нижележащего горизонта после отработки вышележащего горизонта ограничивает горные возможности карьера, в частности производительность карьера.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности разработки месторождения.

Поставленная задача решается тем, что в способе открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений, включающем вскрытие месторождения полезного ископаемого по его простиранию, разработку вскрышных пород уступами, формирование на одном из участков месторождения опережающего выработанного пространства до проектного дна, перемещение пород во внешние отвалы и в выработанное пространство, отработку и транспортирование полезного ископаемого, разработку месторождения осуществляют одновременно в двух направлениях - в крест простирания с углубкой (с понижением горных работ) и по простиранию до дна карьера, при этом наращивают объем добычи полезных ископаемых по простиранию и соразмерно снижают объем добычи полезных ископаемых в крест простирания.

На нерабочих бортах карьера формируют совмещенные горизонтальные и (или) наклонные бермы с примыканием к рабочему борту смежного участка и продолжением на нерабочих бортах смежного участка.

Отличительными от прототипа признаками являются:

- осуществление разработки месторождения одновременно в двух направлениях - в крест простирания с углубкой и по простиранию до дна карьера, что позволяет проводить более полную отработку месторождения по глубине, увеличить суммарный объем добычи полезных ископаемых в единицу времени;

- наращивание, по мере разработки месторождения, объема добычи полезных ископаемых по простиранию и соразмерное снижение объема добычи полезных ископаемых в крест простирания, что дает возможность, не уменьшая суммарный объем добычи полезных ископаемых, снизить затраты на разработку месторождения путем снижения затрат на транспортировку вскрышных пород;

- формирование на нерабочих бортах карьера совмещенных горизонтальных и (или) наклонных берм с примыканием к рабочему борту смежного участка и продолжением на нерабочих бортах смежного участка - обеспечивает перемещение вскрышных пород смежного участка в созданное выработанное пространство, что сокращает расстояние перемещения вскрышных пород во внутренний отвал и увеличивает приемную способность внутреннего отвала.

Изобретение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3. На фиг.1 изображено положение горных работ после создания выработанного пространства на одном из участков, на фиг.2 - положение выработок при отработке месторождения, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Способ осуществляется следующим образом. Первоначально месторождение, представленное запасами полезного ископаемого крутого или наклонного залегания вытянутой формы, условно делят на участки 1 и 2 и вскрывают эти участки открытыми выработками, например траншеей, по простиранию залежи со стороны висячего или лежачего бока залежи. Вскрышные породы при этом перемещают во внешний отвал. Траншея может быть выполнена как сквозной на оба участка, так и с оставлением целика между участками. На одном из участков, например на участке 2, расположенном на фланге месторождения, создают опережающее, по отношению к участку 1, выработанное пространство до проектного дна. При этом разработку вскрышных пород с перемещением их во внешний отвал осуществляют в пределах границ всего участка 2 с целью опережения выработки полезного ископаемого по сравнению с участком 1. Для перемещения вскрышных пород и откатки добытого полезного ископаемого на борту карьера формируют спиральные, петлевые, скиповые либо другие трассы (не показаны на чертежах), выбор которых определяется условиями залегания месторождения, его мощности, сроков отработки запасов и другими факторами, определяемыми по результатам технико-экономических расчетов. В процессе создания опережающего выработанного пространства до дна карьера на его нерабочих бортах 3 формируют совмещенные (транспортно-предохранительные) горизонтальные и (или) наклонные бермы 4 с примыканием к рабочему борту смежного участка 1 и с продолжением на нерабочих бортах смежного участка для последующего перемещения вскрышных пород смежного участка в созданное выработанное пространство. Транспортно-предохранительные бермы формируют с учетом обеспечения устойчивости борта карьера и безопасности ведения горных работ в процессе его создания.

Разработку месторождения на участке 1 осуществляют одновременно в двух направлениях - в крест простирания с углублением и по простиранию до дна карьера, причем по мере отработки месторождения увеличивают объемы добычи полезного ископаемого и выработанное пространство для размещения вскрышных работ по простиранию и соразмерно уменьшают при этом объемы добычи в крест простирания. Вслед за подвиганием борта карьера по простиранию месторождения осуществляют отсыпку породы во внутренний отвал 5 первоначально с нерабочего борта участка 1, а затем с откосов внутреннего отвала.

Предлагаемый способ открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений позволяет повысить эффективность разработки месторождений полезных ископаемых за счет более полной отработки месторождения по глубине и увеличения суммарного объема добычи полезных ископаемых в единицу времени при снижении затрат на транспортировку вскрышных пород.