способ определения границ карьера
Классы МПК: | E21C41/26 способы открытой разработки полезных ископаемых; системы разработок |
Автор(ы): | Федотенко Виктор Сергеевич (RU), Ненашев Анатолий Сергеевич (RU) |
Патентообладатель(и): | Федотенко Виктор Сергеевич (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2012-04-16 публикация патента:
10.09.2013 |
Изобретение относится к горному делу, к области добычи полезных ископаемых открытым способом, в частности при открытой разработке угольных месторождений. Техническим результатом изобретения является расширение границ карьера, а также создание более равномерного режима горных работ. Способ, согласно которому бортам карьера придают углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов, и расширяют карьер до тех пор, пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши. Фиксируют точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ. В момент равенства текущего коэффициента вскрыши граничному переходят к увеличению угла откоса рабочего борта, при условии, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному. 2 ил., 1 пр.
Формула изобретения
Способ определения границ карьера, включающий придание бортам карьера углов откоса, равных углам откоса рабочих бортов, и расширение карьера до тех пор, пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши, фиксирование точки верхнего контура карьера в конечном положении, нахождение конечной глубины по известному положению верхних бровок, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ, отличающийся тем, что в момент равенства текущего коэффициента вскрыши граничному переходят к увеличению угла откоса рабочего борта при условии, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к горному делу, к области добычи полезных ископаемых открытым способом, в частности при открытой разработке угольных месторождений.
Известен способ определения границ карьера согласно которому бортам карьера придаются углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши. Таким приемом фиксируются точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ [Ржевский В.В. Режим горных работ при открытой добычи угля и руды. - М.: Углетехиздат, 1957, - 200 с].
Недостатком известного способа является малая конечная глубина карьера и малая граница карьера поверху, определяемая без учета возможностей управления профилем рабочего борта карьера в процессе разработки месторождения. Также к недостаткам следует отнести неравномерный режим горных работ, обусловленный наличием «пиковых» объемов вскрышных работ, при котором ухудшаются экономические показатели разработки, так как за сравнительно короткий период происходит концентрация большого числа горного и транспортного оборудования, энергомощностей, что приводит к переукомплектованию штатов рабочих и служащих, а также к дополнительному строительству вспомогательных цехов и бытовых сооружений, особенно остро ощущаются недостатки неравномерного режима горных работ на карьерах с относительно коротким сроком существования и при сооружении их в недостаточно освоенных районах страны.
Техническим результатом изобретения является расширение границ карьера, а также создание более равномерного режима горных работ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения границ карьера, согласно которому бортам карьера придают углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор, пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши, фиксируют точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ, согласно изобретению в момент равенства текущего коэффициента вскрыши граничному переходят к увеличению угла откоса рабочего борта, при условии, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному.
Заявляемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан карьер, на фиг.2 - изменение текущего коэффициента вскрыши во времени.
Способ осуществляют следующим образом. Разработку месторождения начинают, расширяя карьер с первоначальным углом откоса рабочего борта ( ) до глубины H1 и момента времени T1 , при достижении которой текущий коэффициент вскрыши равен граничному (kгр). Переходят к увеличению угла откоса рабочего борта (до угла ) до глубины Н2 и момента времени Т2 , таким образом, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному. Затем осуществляют погашение горных работ.
Увеличение угла откоса рабочего борта от до в течение периода времени с T1 до Т2 происходит не одноактно, переход осуществляется поэтапно таким образом, чтобы текущий коэффициент вскрыши оставался равным граничному. Величина угла ограничивается прочностными характеристиками вмещающих пород и определяется из условия обеспечения безопасного ведения горных работ. Одним из возможных способов увеличения угла откоса рабочего борта является увеличение высоты уступа.
Описанный переход к рабочему борту с увеличенным углом откоса позволяет расширить границу карьера поверху на величину Ш 2-Ш1, увеличить конечную глубину карьера на величину Hмакс и как следствие увеличить продолжительность эксплуатации месторождения с Тф1 до Тф2 .
При этом заявленный способ позволяет на протяжении промежутка времени с T1 до Т2 добиться выравнивания режима горных работ, сделать его более равномерным тем самым предотвратить скачкообразные изменения объема вскрыши.
Пример конкретного применения способа. При отработке месторождения угля с суммарной горизонтальной мощностью пластов 35 м, длиной карьерного поля 6 км, производственной мощностью 1 млн тонн угля в год с формированием рабочего борта с углом откоса =20 градусов (такой угол откоса достигается при высоте уступа 15 метров) текущий коэффициент вскрыши достигнет значения граничного на T1=24 год эксплуатации карьера. Увеличение угла откоса рабочего борта до =27 градусов (достигается при увеличении высоты уступа до 30 метров, при этом вмещающие породы разрезов Кузбасса способны обеспечить устойчивое положение борта) позволит в течение 12 лет до момента времени Т2=36 год работать с постоянным текущим коэффициентом вскрыши равным граничному. При последующем погашении горных работ достигается конечная глубина карьера Н макс2=226 метров и ширина карьера поверху Ш2 =850 метров, что на 32 метра больше глубины, на 41 метр больше ширины поверху соответственно, достигаемых, согласно известного способа.
Заявляемый способ позволяет расширить границы карьерного поля по глубине и поверху, а также создать равномерный благоприятный режим горных работ.
Класс E21C41/26 способы открытой разработки полезных ископаемых; системы разработок