способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий выделение этапов и подэтапов, отстройку глубокого карьера с крутыми откосами бортов в висячем и лежачем боках залежи ведут с изменяющейся крутизной откосов участков борта вплоть до вертикальных на последнем этапе работ, отличающийся тем, что по мере развития карьерного пространства в этапе первоначально на верхних горизонтах выбирают участки и сооружают в траншеях первую трассу непрерывного транспорта в виде конвейерных подъемников, а затем при переходе на горные работы очередных этапов на средних и глубоких горизонтах верхние конвейерные подъемники переносят на новый участок борта следующего этапа и сооружают конвейерную систему также в траншее на средних горизонтах, а при работе на глубоких горизонтах конвейерные подъемники монтируют на укрепленном смолами, анкерами и сеткой вертикальном откосе борта таким образом, что кривизна создаваемых устойчивых участков борта соответствует поверхности и трассе непрерывного транспорта руды и вскрыши с нижних горизонтов на верхние, причем увеличивающиеся сдвиговые нагрузки в транспортируемом материале с увеличением крутизны откоса учитывают в конструкции конвейеров регулированием тяговой системы и прижимных устройств лентопротяжного механизма.

2. Устройство, включающее несущую конвейерную ленту и прижимную ленту, отличающееся тем, что в зависимости от угла подъема толщу материала на несущей ленте разбивают на отсеки и снабжают прижимными устройствами в виде несущих и прижимных роликов, жестко связанных с несущей конструкцией, а расстояние между несущими роликами выбирают от 2-3 м при углах наклона 15-20° до 0,8-1 м при угле подъема 90°, причем просыпь материала по краям лент исключается как за счет прижатия лент прижимными роликами, так и устройством резиновой пяты на прижимной ленте, не допускающий материал в зону контакта несущей и прижимных лент.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке открытым способом месторождений полезных ископаемых в виде наклонных и крутопадающих рудных тел при выемке вскрыши и руды в глубоких карьерах.

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых применением средств комбинированного транспорта с включением циклично-поточной технологии [1].

Недостатком способа является то, что при этом приходится применять наклонные выработки с небольшим углом наклона, что увеличивает трудоемкость выполнения работ и затраты на транспортирование породы и руды на поверхность.

Известен способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий применение циклично-поточной технологии в карьере для транспорта руды и вскрыши [2].

Недостатком способа является то, что при применении стационарных и полистационарных дробильно-перегрузочных узлов резко снижается эффективность отработки рудных запасов при углах конвейерных линий 15-16°, что быстро ведет к увеличению плеча транспортирования руды и вскрыши с глубиной отработки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки, предусматривающий применение при углублении горных работ для выдачи руды наклонным конвейером с углом подъема 30-35° [3].

Недостатком способа является то, что применение конвейеров с таким углом не решает проблемы достижения минимальных затрат на выдачу руды и вскрыши из карьера для равноустойчивого борта с изменяющейся крутизной сверху до глубоких горизонтов.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности работ, снижение затрат на доставку руды и вскрыши из глубокого карьера средством непрерывного транспорта с изменяющейся крутизной соответственно устойчивому борту карьера,

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем выделение этапов и подэтапов, отстройку глубокого карьера с крутыми откосами бортов в висячем и лежачем боках залежи ведут с изменяющейся крутизной откосов участков борта вплоть до вертикальных на последнем этапе работ, при этом по мере развития карьерного пространства в этапе первоначально на верхних горизонтах выбирают участки и сооружают в траншеях первую трассу непрерывного транспорта в виде конвейерных подъемников, а затем при переходе на горные работы очередных этапов на средних и глубоких горизонтах верхние конвейерные подъемники переносят на новый участок борта следующего этапа и сооружают конвейерную систему также в траншее на средних горизонтах, а при работе на глубоких горизонтах конвейерные подъемники монтируют на укрепленном смолами, анкерами и сеткой вертикальном откосе борта, таким образом, что кривизна создаваемых устойчивых участков борта соответствует поверхности и трассе непрерывного транспорта руды и вскрыши с нижних горизонтов на верхние, причем увеличивающиеся сдвиговые нагрузки в транспортируемом материале с увеличением крутизны откоса учитывают в конструкции конвейеров регулированием тяговой системы и прижимных устройств лентопротяжного механизма, а также разработано устройство, включающее несущую конвейерную ленту и прижимную ленту, отличающееся тем, что в зависимости от угла подъема толщу материала на несущей ленте разбивают на отсеки и снабжают прижимными устройствами в виде несущих и прижимных роликов, жестко связанных с несущей конструкцией, а расстояние между несущими роликами выбирают от 2-3 м при углах наклона 15-20° до 0.8-1 м при угле подъема 90°, причем просыпь материала по краям лент исключается как за счет прижатия лент прижимными роликами, так и устройством резиновой пяты на прижимной лейте, не допускающим материал в зону контакта несущей и прижимных лент.

На фиг.1 представлен разрез по крутонаклонному рудному телу и последовательность ввода наклонных, крутонаклонных и вертикальных подъемников по руде и вскрыше.

Фиг.2, 3 - перераспределение давления сдвига (смешения) кусков материала при увеличении угла наклона элемента подъемника (отсека) и изменение его величины в зависимости от угла наклона подъемника .

На 4-10 - предлагаемое устройство конвейерного подъемника, его узлы и схема перераспределения напряжения сдвига с увеличением угла наклона подъемника и выбором расстояния b между прижимными роликами 9.

Фиг.10. Изменение расстояния между несущими и прижимными роликами в элементе подъемника (отсеке) в зависимости от величины давления нагрузки сдвига.

На чертежах позициями обозначены: 1 - рудное тело; 2-4 - наклонный, крутонаклонный и вертикальный конвейерные подъемники; 5 - траншея в борту карьера; 6 - конвейерная лента; 7 - порода (руда); 8, 9 - несущие и прижимные ролики; 10 - несущая конструкция; 11 - резиновая пята для исключения утечки материала; 12 - крепление откоса; 13 - борт карьера по проекту.

Пример выполнения

Способ разработки руды и вскрыши глубоким карьером при выделении этапов отработки и отстройки бортов в этапах с дифференцированными углами откоса участков борта вплоть до вертикальных на последнем этапе разработки с креплением откосов бортов в глубоких зонах и сооружением на бортах наклонных, крутонаклонных и вертикальных подъемников с перегрузкой породы (руды) или единым ставом поясняется схемами, помещенными на фиг.1-10, и осуществляется следующим образом. На глубоких карьерах рудника «Железный» ОАО «Ковдорский ГОК» и Коашвинском карьере рудника «Восточный» ОАО «Апатит», разрабатывающих крутонаклонные 1 и наклонные рудные тела, при отстройке наклонных, крутонаклонных и вертикальных участков борта целесообразно сооружение наклонных 2, крутонаклонных 3 и вертикальных 4 конвейерных подъемников. Применение конвейерных подъемников, сооружаемых на участках борта в траншеях 5 с повышающейся с глубиной устойчивостью пород вследствие снижающейся с глубиной их трещиноватостью и меньшей техногенной нарушенностью массивов взрывными нагрузками, резко уменьшает объемные размеры карьерного пространства, поскольку доля пород вскрыши, подлежащей выемке и перевозке автотранспортом по съездам, отстраиваемым в разносимых бортах карьера, снижается в 1,5-2 раза.

Использование преимуществ крутых откосов бортов карьеров, соответствующих естественной прочности и устойчивости массивов, при отстройке выпуклых бортов с увеличивающейся крутизной в глубоких зонах может быть реализовано с помощью разработанной конструкции конвейерного подъемника.

Конвейерный подъемник представляет конструкцию, состоящую из двух конвейерных систем 6, одна из которых - несущая (транспортирующах материал 7), а другая выполняет роль прижимной. Для обеспечения нахождения материала 7 на конвейере и его транспортирования без смещения толща материала на ленте разделяется на отсеки длиной, зависящей от величины сдвиговой нагрузки, и прижимается несущими роликами 8, а для прижатия лент друг к другу на их концах служат прижимные ролики 9. Как несущие, так и прижимные ролики жестко связаны с несущей конструкцией 10. Для исключения просыпи материала на прижимной ленте до места прижатия прижимными роликами делают утолщение (пяту) 11. Расстояние между несущими роликами 8 "в" регулируется при изменении угла наклона подъемника от 2-3 м при угле подъема 15-20° до 0.8-1 м при угле =90°. При сооружении конвейерных подъемников на крутонаклонных и вертикальных участках бортов карьеров необходимо их укрепление 12. Применение устройства в глубоких карьерах позволяет создать плавную доставочную систему материала на поверхности из изгибающихся конвейеров от участка с вертикальными откосами до крутонаклонных и наклонных вблизи поверхности карьера без перегрузки при обеспечении необходимых тяговых усилий.

Применение конвейерных подъемников на наклонных, крутонаклонных и вертикальных участках бортов карьеров позволяет снизить в 1,5-2 раза текущий и эксплуатационный коэффициент вскрыши, увеличить глубину карьера на 100-150 м по сравнению с проектом 13 и за счет снижения затрат на выемку и перемещение породы и руды на поверхность можно получить эффект в размере одного миллиарда рублей.

Источники информации

1. Усынин В.И., Решетняк С.П. Открытая разработка железорудных месторождений Севера. Апатиты. Изд. Кольского научного центра - 1987. - 118 с.

2. Циклично-поточная технология для руды и вскрышных пород на карьере Ковдорского ГОКа / Усынин В.И., Решетняк С.П., Радионов С.Н. и др. // Сб. Циклично-поточная технология на карьерах Заполярья. Апатиты. Изд. Кольского научного центра. - 1986. - С. 12-27.

3. Кабиров А.Р. Технологические решения по развитию комплекса ЦПТ при ликвидации временного целика в карьере Мурунтау. - Горн.-инфор.-аналит.бюл. - №4. - 2005. - С. 262-264 (прототип).