способ подозерной добычи полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Способ подозерной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, разработку полезного ископаемого уступами, формирование целиков, укладку полезного ископаемого на рабочей площадке для обезвоживания и его отгрузку, отличающийся тем, что на подготовительном этапе в озере формируют пионерную тропу, затем месторождение вскрывают пионерным котлованом, разработку полезного ископаемого производят одним подводным уступом из отступающего забоя, а рабочую площадку выполняют подвижной, причем разработку уменьшающейся к берегу талой залежи и подвижку рабочей площадки осуществляют по веерной схеме, при этом часть добытой горной массы, которую не используют для формирования подвижной рабочей площадки, отгружают и используют в качестве полезного ископаемого.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что пионерную тропу формируют путем отсыпки из привозных либо буртованием из местных подозерных горных пород.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочей площадки вначале используют пионерную тропу, а затем, после вскрытия месторождения, рабочую площадку формируют из горной массы, вынутой из пионерного котлована, а далее ее формируют из горной массы, вынимаемой из экскаваторного забоя и откоса подвижной рабочей площадки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвижку рабочей площадки в карьере по направлению развития добычных работ обеспечивают переэкскавацией горной массы из подводного уступа и из откоса рабочей площадки на ее противоположный откос, с последующими вертикальной планировкой части переэкскавируемой горной массы бульдозером для формирования новых площадей на рабочей площадке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности, промышленности строительных материалов, транспортного и нефтегазового строительства. Применяется в основном для разработки талых залежей песчано-гравийных строительных материалов и грунтов из-под мелководных озер экскаваторными машинами в районах сплошного распространения многолетней мерзлоты. Может быть использовано для разработки заводняемых залежей песчано-гравийных строительных материалов и грунтов из притрассовых карьеров и обводненных россыпей полезных ископаемых.

Известен способ разработки обводненных месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, разработку вскрышных пород и полезного ископаемого уступами, формирование целиков, укладку вскрышных пород в выработанное пространство за целиком, отгрузку полезного ископаемого. Нижний добычной уступ полезного ископаемого разрабатывают подуступами. Полезное ископаемое из верхнего подуступа вынимают и укладывают на верхней рабочей площадке, в обезвоживающий штабель. Из нижнего подуступа формируют подводный штабель у откоса уступа, отрабатывают его и полезное ископаемое укладывают в обезвоживающий штабель. (См. заявку Г.Р. Буткевича №93013903).

Недостатками известного способа являются неэффективность его использования на многочисленных подозерных песчаных и др. месторождениях в районах распространения многолетней мерзлоты из-за недостаточной мощности талых залежей полезного ископаемого для формирования на них верхнего и нижнего уступов и подуступов. Также невозможно формирование целиков, так как способ не обеспечивает доступ экскаваторных машин к подозерным залежам горных пород, из которых возможно было бы формировать целики. Поэтому известный способ является малоэффективным для его использования при подозерной добыче полезных ископаемых.

Техническим результатом способа является повышение эффективности подозерной добычи полезных ископаемых экскаваторными машинами.

Для достижения технического результата способ подозерной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения, разработку полезного ископаемого уступами, формирование целиков, укладку полезного ископаемого на рабочей площадке для обезвоживания и его отгрузку, состоит в том, что на подготовительном этапе в озере формируют пионерную тропу, затем месторождение вскрывают пионерным котлованом, разработку полезного ископаемого производят одним подводным уступом из отступающего забоя, а рабочую площадку выполняют подвижной, причем разработку уменьшающейся к берегу талой залежи и подвижку рабочей площадки осуществляют по веерной схеме, при этом часть добытой горной массы, которую не используют для формирования подвижной рабочей площадки, отгружают и используют в качестве полезного ископаемого. Кроме того: пионерную тропу формируют путем отсыпки из привозных либо буртованием из местных подозерных горных пород; в качестве рабочей площадки, вначале, используют пионерную тропу, а затем, после вскрытия месторождения, рабочую площадку формируют из горной массы, вынутой из пионерного котлована, а далее ее формируют из горной массы, вынимаемой из экскаваторного забоя и откоса подвижной рабочей площадки; подвижку рабочей площадки в карьере по направлению развития добычных работ обеспечивают переэкскавацией горной массы из подводного уступа и из откоса рабочей площадки на ее противоположный откос, с последующей вертикальной планировкой части переэкскавируемой горной массы бульдозером для формирования новых площадей на рабочей площадке.

На чертежах схематично показаны этапы (фиг.1-6) способа подозерной добычи полезных ископаемых экскаваторными машинами, на которых обозначены следующие позиции: пионерная тропа - 1; пионерный котлован - 2; насыпь - 3; площадки - 4; добычной экскаватор - 5; бульдозер - 6; погрузчик - 7; автосамосвал - 8. Сплошной стрелкой показано направление развития фронта добычных работ, а пунктирной вывоз горной массы автосамосвалами.

На фиг.7 показана схема формирования пионерного котлована драглайном и насыпи вынутой горной массы на противоположном откосе пионерной тропы. Порядок расположения и наименование позиций фиг.7 соответствует позициям фиг.1-6.

На фиг.8 (в плане) и 9 (в разрезе) показана схема подвижки площадки в карьере по веерной схеме. Граница “вечной” мерзлоты - 9.

Способ подозерной добычи полезных ископаемых осуществляется следующим образом.

Из горной массы (например, из песчаного грунта, заранее заготовленного в резервах на берегу озера в зимний период) вначале производят отсыпку (либо методом буртования подозерных грунтов) пионерной тропы 1 вглубь разведанного обводненного карьера на проектную длину за границу распространения многолетней мерзлоты (фиг.1).

Пионерная тропа 1 служит для экскаватора 5 временной рабочей площадкой, с которой он производит первоначальное вскрытие залежи пионерным котлованом 2. При этом пионерный котлован 2 разрабатывают не на всю длину тропы 1, а на длину ее рабочего участка, представленного в основном сезонно-мерзлой и талой залежами полезного ископаемого (фиг.2). При этом вынутую экскаватором 5 горную массу разгружают (переэкскавируют) на противоположном откосе тропы 1, где ее разравнивают (планируют) бульдозером 6. Расширенная таким образом тропа 1 служит далее в качестве рабочей площадки 4 для размещения добычного экскаватора 5, для подъезда к месту погрузки автосамосвалов и размещения погрузчика, а также для складирования и первичного обезвоживания добытой горной массы 3 (фиг.7). После завершения разработки пионерного котлована 2, экскаватор 5 возвращают на исходную позицию и приступают к промышленной добыче полезного ископаемого (фиг.3). Для этого в работу дополнительно подключают погрузчик 7 и автосамосвалы 8 (фиг.4).

Для обеспечения продвижения фронта добычных работ производят периодическое перемещение площадки 4 по озеру путем формирования на ее противоположном откосе новой надводной насыпи, которую получают из добытой горной массы экскаваторного забоя и переэкскавацией горной массы из откоса площадки 4, а излишки добытой горной массы, которые не были использованы при формировании новой насыпи (обычно большая часть добытой горной массы), через некоторое время, достаточное для первичного обезвоживания, вывозят автотранспортом 8 на временный склад или к месту отсыпки земляного сооружения (для строительных грунтов). Поэтому, чтобы не нарушать непрерывный процесс добычи и вывоза горной массы и обеспечить ее первичное обезвоживание, горную массу отгружают из отвалов с некоторым отставанием по времени от добычных работ (фиг.4, 5).

Дальнейшую добычу полезного ископаемого производят за счет подвижки площадки 4 по фронту добычных работ в карьере, где для прохода техники 5, 6, 7 и проезда автосамосвалов 8 оставляют (как вариант) не разобранной Г-образную насыпь, состоящую из неразобранных частей пионерной тропы и площадки (фиг.4, 5). Затем, на завершающей стадии добычных работ, производят техническую рекультивацию подозерного карьера: разборку насыпи и остатка пионерной тропы до естественного дна озера экскаватором 5 и одновременную погрузку и вывоз горной массы к месту ее складирования (фиг.6).

В случае, если мощность талой залежи полезного ископаемого уменьшается к берегу (фиг.9), то из-за неравномерности добычи объемов добычи применяют наиболее рациональную для этого случая веерную схему подвижки рабочей площадки (фиг.8). Веерная схема в этом случае позволит сократить объемы переэкскаваций горных пород.

Благодаря использованию способа появляется возможность эффективной летней разработки экскаваторными машинами талых подозерных залежей песчаных грунтов в условиях Крайнего Севера.