способ селективной отработки запасов нагорных месторождений минерального сырья

Формула изобретения

Способ селективной отработки запасов нагорных месторождений минерального сырья включает деление склона на горизонты, равные высоте добычного уступа, и проведение штолен по склону месторождения, отличающийся тем, что штольни оснащают зарядами в шпурах, скважинах и камерными зарядами, проводят сотрясательное взрывание шпуровых, скважинных и камерных зарядов, вынимают и погружают горную массу в транспортные средства, затем проводят разрезную траншею вкрест простирания фронта горных работ, выделяют первоочередные зоны отработки минерального сырья.

Описание изобретения к патенту

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

Известен способ отработки высоких уступов, согласно которому производят разделение высокого уступа на слои, бурят в каждом слое взрывные скважины, осуществляют их заряжание, причем крайние от бокового откоса взрывные скважины заряжают уменьшенным зарядом, производят взрывание и последующую выемку взорванных пород. Новым в способе является исключение разлета кусков породы при взрыве укрытием взорванного слоя пород, а скатывание кусков пород под откос при выемке производится под легкий плетеный мат [Шевкун Е.Б. Патент на изобретение № 2236588, кл. Е21С 41/00, F42B 5/05, заявлено 17.02.2003, опубликовано 20.09.2004].

Недостатками этого способа являются наличие вскрывающих выработок, построенных к началу эксплуатации. Высокое количество операций по подготовке к взрыванию слоев полезного ископаемого. Сложности размещения горно-добычного оборудования на склонах нагорных месторождений.

Прототипом к предлагаемому изобретению является способ разработки крутопадающих месторождений, который включает вскрытие месторождения системой подземных горных выработок и скважинами, пройденными с дневной поверхности, формирование из скважин выемочных камер с оставлением междукамерных целиков и выпуск разрушенного полезного ископаемого из выемочных камер на подземные горные выработки с последующей выдачей их на дневную поверхность. Разработку месторождения ведут по направлению от лежачего к висячему боку [Хофер Ханс, Черней Э.И. Патент № 2059810. Заявка на изобретение № 94026577, кл. Е21С 45/00, Е21С 41/00, заявлено 01.08.1994, опубликовано 20.08.1996].

Недостатками этого способа являются высокая трудоемкость работ по устройству искусственных целиков в виде цилиндра. Сложность сохранения выработанного пространства, предназначенного для транспортирования отбитого полезного ископаемого, а также для разгружения напряжений в кровле горной выработки. Размещение горно-добычного оборудования определяет последовательную отработку склона нагорного месторождения сверху вниз.

Задачей изобретения является создание рабочей площадки на склоне нагорного месторождения минерального сырья при селективной отработке запасов посредством разупрочнения массива горных пород до условий выполнения выемки и погрузки горной массы в транспортные средства.

Поставленная задача решается тем, что способ селективной отработки запасов нагорных месторождений минерального сырья включает деление склона на горизонты, равные высоте добычного уступа, и проведение штолен по склону месторождения, согласно изобретению штольню оснащают зарядами в шпурах, скважинах и камерными зарядами, проводят сотрясательное взрывание шпуровых, скважинных и камерных зарядов, выемку и погрузку горной массы в транспортные средства, производят отработку запасов до проектной глубины карьера, проведя разрезную траншею вкрест простирания фронта горных работ, выделяя первоочередные зоны отработки минерального сырья.

На фиг.1 схематично изображена реализация способа при выполнении сотрясательного взрывания и создания рабочей площадки для размещения горнодобывающей техники для селективной отработки полезного ископаемого; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 схематично изображена технологическая схема проходки горной выработки (штольни); на фиг.4 - сечение В-В на фиг.3.

Способ селективной отработки запасов нагорных месторождений минерального сырья осуществляется следующим образом.

Вначале производят деление склона на горизонты 1, равные высоте добычного уступа h_у (см. фиг.1-2). Затем на рабочей зоне карьера выделяют первоочередные зоны отработки 2 с учетом заданного качества полезного ископаемого, залегающего в откосном массиве. Причем первая зона 3 - добычная, вторая зона 4 - подготовительная, третья зона 5 - нарезная. После чего нарезают транспортные бермы 6 для размещения проходческого оборудования 7. Затем в откосном массиве при помощи буровзрывных работ проводят подготовительные выработки (штольни) 8 (см. фиг.2-4). Отбитую горную массу от проведения штольни доставляют при помощи скребкового конвейера 9 с погрузкой в автотранспорт. Крепление выработанного пространства производят анкерной крепью 10. В конце подготовительной выработки (штольни) 8 устраивают клиновидную камеру 12 для укладки заряда. Затем бурят направляющую скважину 13 из клиновидной камеры. Также по всей длине штольни по кровле и бокам выработки бурят шпуры 11 для размещения зарядов взрывчатого вещества. После размещения камерных, шпуровых и скважинных зарядов производят сотрясательное взрывание до условий выполнения выемки и погрузки горной массы в транспортные средства.

После проведения сотрясательного взрывания до условий выполнения выемки и погрузки горной массы в транспортные средства проводят ее погрузку и транспортировку до перерабатывающих заводов (фабрик). На образованной таким способом рабочей площадке размещают горно-добычное оборудование для отработки запасов селективным способом. Для этого на рабочей площадке проводят разрезную траншею вкрест простирания фронта горных работ, выделяют первоочередные зоны отработки и отрабатывают в нисходящем порядке до проектной глубины карьера.

Проведенные горные выработки (штольни) обеспечивают размещение камерного, скважинного и шпурового зарядов внутри откосного массива, что позволяет, зная структуру и свойства вмещающих пород, проводить сотрясательное взрывание более эффективно до заданных условий по крупности разупрочнения зоны откосного массива и с наименьшими экономическими затратами (отсутствуют затраты на поддержание выработанного пространства на период эксплуатации карьера). При проведении сотрясательного взрывания с помощью шпуровых зарядов основная доля энергии взрыва расходуется на дробление горных пород до заданных параметров изнутри откосного массива, используя при этом энергию напряжений, скопившуюся в своде естественного равновесия и опорного давления, разгружая данные напряжения в выработанное пространство. При помощи скважинного заряда формируется заданный угол откоса борта карьера. Энергия камерного заряда расходуется на создание микро- и макротрещин в откосном массиве, ослабляя несущие способности горных пород посредством разрушения их сплошности.

После погрузки в транспортные средства разупрочненной горной массы образуется рабочая площадка, позволяющая разместить горно-добывающую технику для селективной отработки запасов полезного ископаемого до проектной глубины карьера.