способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий разделение рабочей зоны карьера в плане на участки, формирование на них участков временно нерабочего борта, отличающийся тем, что внутри участков рабочей зоны карьера выделяют усеченные сектора, в пределах которых формируют участки временно нерабочего борта, а отработку участков рабочей зоны карьера до конечной глубины этапа ведут рабочими площадками, бровки уступов которых ориентированы в плане со смещением по отношению к центру карьерного поля, формирование в пределах участков рабочей зоны регулирующих целиков по управлению общим объемом консервации вскрышных пород в пределах этапа разработки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом с выделением этапов разработки, и может быть использовано при отработке глубоких месторождений округлой формы в плане.

Известен способ поэтапной разработки глубоких карьеров, включающий выделение промежуточных контуров карьера - этапов разработки, с углами откосов бортов, превышающими углы откосов рабочих бортов. Горные работы на горизонтах, достигающих контура карьера первого этапа, останавливаются, тем самым происходит формирование временно нерабочего борта. При достижении временно нерабочим бортом определенной высоты в пределах этапа процесс его формирования продолжается, но одновременно с этим начинается ускоренный его разнос на вышележащих горизонтах, обеспечивающий своевременное воспроизводство добычного фронта (А.И.Арсентьев «Определение производительности и границ карьеров». - М.: Недра, 1970, стр.297-303).

Недостатком данного способа является существенно ограниченный объем консервации вскрышных пород, т.к. увеличение высоты временно нерабочего борта возможно за счет продолжения его формирования при углубке карьера, не прибегая при этом к его разносу в пределах последующей очереди. Однако, как показывает практика, в этом случае произойдет неизбежное выбытие производственной мощности предприятия по добыче полезного ископаемого, вплоть до временного полного прекращения добычных работ, ввиду отсутствия активных рудных площадей.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки этапами, который осуществляется разделением части рабочей зоны карьера в плане на участки, с формированием на участках рабочей зоны участков временно нерабочего борта, чередующихся по глубине карьера с рабочими горизонтами по их разносу (Патент РФ № 2061865, кл. E21C 41/26, 1996).

Более высокая эффективность данного способа по сравнению с аналогом достигается за счет увеличения результирующего угла наклона борта в пределах этапа и, как следствие, увеличение объема консервации вскрышных пород. Однако необходимо обеспечение непрерывного процесса формирования и расконсервации участков временно нерабочего борта для воспроизводства активных рудных площадей, следовательно, требуется постоянный контроль за своевременным началом работ по разносу вышележащих горизонтов, что, в свою очередь, не позволяет продлить время работы в пределах соответствующей очереди с низким текущим коэффициентом вскрыши.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности способа этапной разработки глубоких месторождений округлой формы в плане.

Достигается поставленная задача увеличением продолжительности периода разработки в пределах отрабатываемого этапа с низким значением текущего коэффициента вскрыши за счет обеспечения максимально долгой отработки в пределах очереди, без начала разноса сформированного в ней участка временно нерабочего борта, что, в свою очередь, не приведет к выбытию производственной мощности либо временному прекращению добычных работ.

Сущность способа заключается в следующем. Рабочую зону карьера с нанесенными контурами этапов разработки разбивают на участки в плане. При этом в границах каждого участка формируют усеченные сектора. В пределах каждого усеченного сектора формируется участок временно нерабочего борта, а на участках рабочей зоны карьера ведут отработку рабочими площадками, бровки уступов которых ориентированы в плане со смещением по отношению к центру карьерного поля, что позволяет избежать существенного снижения с глубиной длины фронта работ на нижних горизонтах в пределах разрабатываемых участков. Также, в границах участков рабочих зон выделяют регулирующие целики для управления величиной общего объема консервации пород в пределах этапа, а размещение данных участков с регулирующими целиками по высоте этапа, целесообразно в верхней части последнего.

Способ этапной разработки крутопадающих месторождений округлой формы в плане иллюстрирован схемами: на фиг.1 - план карьерного поля с разбиением на участки и выделением усеченных секторов, фиг.2 - вид участка карьерного поля с разносом участка временно нерабочего борта в пределах усеченного сектора, где 1 - контур первого этапа по поверхности; 2 - контур второго этапа по поверхности; 3 - полустационарные съезды; 4 - временные съезды; 5 - порядковый номер взрываемого ряда скважин; 6 - пиротехнические реле; 7 - инициирование взрывной сети; 8 - граница зоны возможного завала породой нижележащих горизонтов при взрыве; 9 - зона ведения добычных работ.

Способ осуществляется следующим образом.

Рабочую зону карьера в плане целесообразно разбить на 3 участка, как показано на фиг.1 (участок 1, участок 2 и участок 3), а внутри этих участков выделить усеченные сектора (сектор 1, сектор 2 и сектор 3), в пределах которых будут сформированы временно нерабочие борта в границах отрабатываемого этапа. Постановка участков нерабочих бортов в пределах усеченных секторов и в границах этапа разработки происходит на всю высоту вскрышной зоны в отрабатываемом этапе без вовлечения в консервацию добычных уступов. В это время на участках рабочей зоны карьера, граничащих с усеченными секторами, ведут отработку с рабочими площадками, бровки уступов которых ориентированы в плане со смещением по отношению к центру карьерного поля, что позволяет избежать существенного снижения с глубиной длины фронта работ на нижних горизонтах в пределах разрабатываемого участка. На границе участка 1 и сектора 2, участка 2 и сектора 3, участка 3 и сектора 1 формируют систему полустационарных транспортных съездов 3 с петлевой формой трассы, не меняющих свое положение до окончания отработки этапа, и обслуживающих рабочие горизонты соответственно участков 1, 2 и 3. Для связи между горизонтами на участках 1, 2 и 3 используют временные съезды 4. Отработка уступов на участках рабочей зоны карьера начинается от стационарных съездов (т.е. по ходу часовой стрелки). Также, в границах участков рабочих зон карьера выделяют регулирующие целики для управления величиной общего объема консервации пород в пределах этапа, а размещение данных участков регулирующих целиков по высоте этапа целесообразно в верхней части последнего, как приведено на фиг.1, на участке 2 между отметками +95 м÷+115 м, на участке 1 - между отметками +95 м÷+135 м. По достижении горными работами конечной глубины этапа в каком-либо из участков рабочей зоны карьера или заранее начинают разнос участков временно нерабочего борта в границах усеченных секторов с продолжающейся отработкой в пределах участков рабочей зоны карьера, обеспечивая при этом по возможности перемещение породы на разносимом горизонте в сторону разрабатываемых участков (т.е. против часовой стрелки), как показано на фиг.2. При этом достигается максимально возможная стационарность транспортных съездов в пределах этапов, а также исключается засыпка породами с расконсервируемого временно нерабочего борта добычных рабочих горизонтов в пределах разрабатываемых участков.

Новизна предлагаемого способа разработки заключается в уменьшении текущего коэффициента вскрыши при этапной разработке месторождений округлой формы в плане за счет обеспечения отработки в пределах очереди до конечной ее глубины, без начала разноса сформированного в ней участка временно нерабочего борта.

Экономическая эффективность предлагаемого способа достигается за счет увеличения объема вскрышных работ, переносимых на последующие периоды разработки, а также обеспечения возможности оперативной вариации производительности по добыче ввиду постоянного наличия активных рудных площадей в зависимости от потребностей рынка.