способ открытой разработки наклонных и крутопадающих залежей полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ открытой разработки наклонных и крутопадающих залежей полезных ископаемых, включающий вскрытие карьерного поля системой съездов внешнего и внутреннего заложения, отработку его продольными и поперечными заходками вскрышными и добычными уступами с подвиганием фронта работ в направлении простирания залежей, перевозку вскрышных пород по транспортным площадкам-бермам по нерабочему борту на ярусы внутреннего отвала, а полезного ископаемого - по тем же коммуникациям на поверхность карьера, отличающийся тем, что формирование площадок внутренних отвалов осуществляют системой наклонных съездов, отсыпаемых по отвальным ярусам, при этом отсыпают нижнюю часть наклонного съезда в случае пересечения грузопотоков при вывозке полезного ископаемого, а при отсутствии пересечения грузопотоков отсыпают верхнюю часть съезда.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке наклонных и крутопадающих залежей полезных ископаемых.

Известен способ открытой разработки наклонных и крутопадающих залежей полезных ископаемых, включающий отработку карьера продольными заходками с внешним отвалообразованием в первой очереди и поперечными заходками с внутренним отвалообразованием во второй очереди (см. Ржевский В.В. "Технология и комплексная механизация открытых горных работ", М., Недра, 1980, с. 329).

Однако известный способ не эффективен при глубине разработки более 150 м, т. к. резко снижается производительность оборудования из-за стесненных условий работы, сложности водоотлива и т.п.

Известен также способ открытой разработки наклонных и крутоподающих залежей полезных ископаемых, включающий отработку горизонтов карьера первой очереди продольными заходками вскрышными и добычными уступами в направлении подвигания фронта горных работ с транспортированием вскрышных пород во внешние отвалы, при этом на дне карьера первой очереди отсыпают распорную призму из вскрышных пород. Затем во второй очереди вскрышные работы и разработку полезного ископаемого ведут поперечными заходками с транспортированием вскрышных пород на внутренней отвал, а породы распорной призмы перемещают впереди фронта работ по мере отработки карьера. Транспортирование полезного ископаемого осуществляют по одному из бортов карьера с использованием выработанного пространства карьера первой очереди (см. авт.св. СССР 985289, F 21 C 41/00, 1981). Общим недостатком этих способов является значительные несущие расходы на вскрышные работы из-за расположения вскрывающих выработок на нерабочем борту разреза и необходимости их периодического обустройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности изобретению является способ, описанный в статье "Комбинированная система разработки пластов наклонного падения с применением внутреннего отвалообразования", заключающийся в том, что толща вскрышных пород отрабатывается сразу на ее полную мощность, а фронт работ перемещается в направлении простирания разрабатываемого пласта (см. "Совершенствование технологии открытых горных работ" - сборник научных статей, вып. 2, НИИОГР, Челябинск, 1970, с. 21-26), при этом вскрышные породы с верхних горизонтов карьера транспортируются автосамосвалами на верхние ярусы внутреннего отвалов по транспортным площадкам-бермам нерабочего борта карьера, отсыпку ярусов ведут от транспортных площадок. Нижние горизонты вскрышных пород разрабатывают по бестранспортной системе драглайном, установленным на нижнем уступе переменной высоты. Транспортирование полезного ископаемого на поверхность осуществляют по съездам на рабочем борту.

Недостатком способа является необходимость отстраивания съездов на рабочем борту по мере их отработки для транспортирования полезного ископаемого на поверхность, что снижает производительность оборудования при отработке скользящих съездов и создает трудности поддержания всех транспортных коммуникаций для вывозки угля и породы по рабочим площадкам уступов. Это требует дополнительного содержания горного и транспортного оборудования, что приведет к удорожания стоимости разработки месторождения.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат на подготовку, экскавацию и транспортирование горной массы, а также объемов горно-капитальных работ по отстройке вскрывающих выработок.

Технический результат, который может быть получен при использовании заявленного изобретения, заключается в концентрации горных работ, при снижении общих затрат и повышении производительности горно-транспортного оборудования.

Сущность изобретения заключается в том, что известном способе открытой разработки наклонных и крутопадающих залежей полезных ископаемых, включающем вскрытие карьерного поля системой съездов внешнего и внутреннего заложения, отработку его продольными и поперечными заходками вскрышными и добычными уступами с подвиганием фронта работ в направлении простирания залежей, перевозку вскрышных пород по транспортным площадкам-бермам по нерабочему борту на ярусы внутреннего отвала, а полезного ископаемого - по тем же коммуникациям на поверхность карьера, формирование площадок внутренних отвалов осуществляют системой наклонных съездов, отсыпаемых по отвальным ярусам, при этом отсыпают нижнюю часть наклонного съезда в случае пересечения грузопотоков при вывозе полезного ископаемого, а при отсутствии пересечения грузопотоков отсыпают верхнюю часть съезда.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого способа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Способ осуществляется следующим образом.

Вначале отработку карьерного поля 1 производят на полную глубину карьера с вывозкой породы на внешние отвалы 2. При достижении конечной глубины формируют внутренние отвальные ярусы 3 в направлении подвигания фронта работа, а отработку уступов ведут вкрест простирания пластов полезного ископаемого 4.

Рабочую зоны делят на части H₁ и H₂, в которых осуществляют панельную отработку уступов специализированным оборудованием - гидравлическими экскаваторами 5 - по выемке полезного ископаемого из пластов, а вскрышные породы отрабатывают погрузчиком 6 или экскаватором. При этом отработку полезного ископаемого ведут вкрест простирания пластов, от висячего к лежащему боку с выделением вскрышных 7 и добычных 8 забоев, связанных транспортными коммуникациями 9 с внутренними отвальными ярусами 3 и поверхностью карьера. Ширину панелей 10 определяют из условий размещения оборудования при подготовке нового горизонта. Систему транспортных коммуникаций для вывозки полезного ископаемого и вскрышных пород формируют из наклонных съездов 11 на отвальных ярусах.

Проезжую часть транспортных площадок отделяют от отвальных ярусов внутренних отвалов породными валиками 12, образующими приемную емкость для вскрышных пород, отсыпаемых с вышележащей наклонной площадки - отвального яруса. При этом отсыпку площадок наклонных съездов проводят в случае пересечения грузопотоков - при вывозке полезного ископаемого - отсыпают нижнюю часть съезда, а при отсутствии грузопересечения - верхнюю часть съезда.

Транспортирование полезного ископаемого осуществляют по наклонным съездам 11, отстраиваемых на внутренних отвальных ярусах 3 и внутренней групповой траншее 13 на поверхность.

Верхнюю часть рабочей зоны вскрывают прямыми заездами по нерабочему борту с рабочими уступами и групповой траншеей 13 внутреннего заложения, а нижнюю часть зоны - системой внутренних наклонных съездов 11 по отвальным ярусам.

В момент переноса и отсыпания групповой траншеи 13 отстраивают наклонные съезды по верхним отвальным ярусам, а при формировании траншеи грузопотоки направляют по ней.

Работу в зонах осуществляют последовательно с верхнего уступа до нижнего, для чего оборудование переводят на верхний уступ и по достижении нижнего уступа возобновляют цикл работ в прежней последовательности. Для повышения надежности системы разработки на отвальных ярусах оставляют резервные площадки для приема и размещения дополнительных объемов вскрыши.

Использование изобретения позволяет снизить текущие объемы вскрышных и подготовительных работ, проводить полную отработку пластов, повысить производительность горно-транспортного оборудования, снизить затраты на транспортирование вскрышных пород, проводить рекультивационные работы вслед за подвиганием отвального фронта.