Способ выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров

Способ выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров

Реферат

 

Способ выемки полезных ископаемых предназначен для использования при открытой разработке месторождений. При осуществлении способа по контуру залегания полезных ископаемых в борту карьера двумя ветвями формируют участок съезда в карьер, и с отметок его профиля осуществляют доразведку полезного ископаемого. Затем соединяют ветви съезда, а затем переформировывают съезд и формируют конечные контуры выработки. Приведена аналитическая зависимость определения высотной отметки соединения ветвей съезда. Способ позволяет повысить эффективность выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров за счет уменьшения объемов и сроков производства вскрышных работ путем обеспечения доразведки ископаемых в ходе горных работ и рациональных контуров их выемки. 2 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых (ПИ).

Известен способ разноса погашенных бортов, включающий отработку и транспортировку пород этапами по глубине, нарезку съезда по целику, выемку полезных ископаемых в борту карьера, отсыпку вскрышных пород в выработанное пространство и погашение борта [1].

Недостатком способа является его непредназначенность для выемки недоразведанных ПИ из бортов карьеров при обнаружении в ходе горных работ неполноты, или недостаточной достоверности информации о ПИ и невозможности (или нецелесообразности) проведения геологической разведки с целью уточнения горно-геологических данных. В этих условиях границы первой стадии работ определяются необходимостью обеспечения доразведки ПИ машинами и оборудованием для бурения технологических взрывных скважин, глубина которых ограничена техническими возможностями станков в пределах например, 30-40 м. Это увеличивает объем вскрышных работ в первой стадии и соответственно в целом по разносу погашенного борта до величин, наносящих существенный экономический ущерб.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ реконструкции карьеров, включающий отработку пород в их бортах этапами по глубине с использованием существующего съезда, погашение бортов с предохранительными бермами, формирование промежуточного дна, нарезки съезда по целику и соединение его с существующим съездом, отсыпку вскрышных пород в выработанное пространство, отработку и транспортирование полезных ископаемых [2].

Недостатками способа являются: увеличение объемов и сроков производства вскрышных работ в условиях недостаточной информации о залегании, количестве и качестве ПИ при их отработке в бортах карьеров, например, при выявлении в ходе открытых горных работ неточностей или неполноты геологических данных, или при обнаружении ранее неизвестных тел ПИ, доразведка которых геологическими установками глубокого бурения скважин невозможна или нецелесообразна в силу ограниченности сроков, средств, доступа на участок и размещения буровых установок на борту, и по другим причинам, что снижает и может исключить эффективность добычи ПИ.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров за счет уменьшения объемов и сроков производства вскрышных работ путем обеспечения доразведки ископаемых в ходе горных работ и рациональных контуров их выемки.

Задача решена тем, что в способе выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров, включающем отработку пород в бортах карьера этапами по глубине с использованием существующего съезда, погашение бортов с предохранительными бермами, нарезку съезда по целику и соединение его с существующим съездом, отсыпку пустых пород в выработанное пространство, отработку и транспортирование полезных ископаемых, по контуру залегания полезных ископаемых в борту двумя ветвями формируют участок съезда в карьер и с отметок его профиля доразведывают их и соединяют ветви съезда на высотной отметке, которую определяют из выражения: где В_с и В_р - соответственно высотные отметки соединения и раздвоения ветвей съезда; l_j, i_j и l_u, i_u - соответственно длины проекций на горизонтальную плоскость и уклоны j-х участков f-й и u-х участков g-й ветвей съезда, м, %; j_f, u_g - порядковые номера j-х и u-х участков f-й и g-й ветвей съезда, после чего посредством переформирования съезда формируют конечные контуры выработки.

Предлагаемый способ отличается от известного [2] вышеизложенной последовательностью операций, направлением горных работ и характеризующими способ параметрами, представленными в виде математического выражения. Изложенные в данной совокупности признаки отсутствуют в известных решениях [1], [2] и др. и обеспечивают получение положительного эффекта - решения поставленной задачи. Предлагаемый способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, она неочевидна и характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критерию: "новизна" и "изобретательскому уровню".

На фиг. 1 в масштабе 1:2000 изображено положение горных работ на конец первого их этапа; на фиг. 2 в масштабе 1:2000 изображено положение горных работ на конец обработки ПИ в борту карьера.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе работ в борту 1 карьера (фиг. 1), например, от отметки 322 м участка 2 существующего съезда по предлагаемому (прогнозируемому) контуру залегания недоразведанных ПИ отстраивают откос 3 уступа (или группы уступов), например, на горизонтах (Г) 348 - 322 - 302 м и формируют ветвь 4 участка съезда посредством его нарезки по целику пород и с отметок его продольного профиля станками для бурения технологических взрывных скважин (например, шарошечными) доразведывают ПИ следующим образом. В процессе формирования откоса 3 рабочего борта и ветви 4 съезда, в пределах отметок его продольного профиля, т.е. в пределах горизонтов (Г) 322 - 302 - 291 м (см. фиг. 1), формируют рабочие площадки на (фиг. не показано), на которых, как и на ветви 4 съезда, устанавливают буровые станки и бурят скважины в прикарьерном массиве. При этом устанавливают контуры и элементы залегания ПИ. С учетом результатов доразведки ПИ технологическими буровыми станками погашают уступы рабочего борта над ветвью 4 съезда и нарезают ее по целику и формируют ветвь 8 съезда в конечном положении первого этапа работ. Отрабатываемыми пустыми породами, например, от отметки 322 м участка 2 существующего съезда отсыпают участок 5 съезда и транспортную берму 6 с примыканием к участку 7 существующего съезда по отметкам его продольного профиля и с расширением съезда и тем самым формируют ветвь 8 съезда, например, до Г 291 м. Избыточные объемы вскрыши транспортируют и отсыпают в выработанное пространство во внутренние отвалы, а также - на участки других насыпных сооружений карьера, или во внешние отвалы. Ветви 4 и 8 съезда соединяют на высотной отметке, которую определяют из выражения где В_с и В_р - соответственно высотные отметки соединения и раздвоения ветвей 4 и 8 съезда, м; l_j, i_j и l_u, i_u - соответственно длины проекций на горизонтальную плоскость и уклоны g-х участков (1, 2, 3 и 4) f-й (4-й) и g-й (8-й) ветвей съезда, м, %; j и u - порядковые номера j-х и u-х участков f-й и g-й ветвей съезда (j - 4-й, u - 8-й).

Например, согласно фиг. 1, В_р = 322 м, длина и уклон первого участка ветви 4 съезда составляют l₁ = 150 м, j₁ = 0,1; длины и уклон второго участка ветви 4 съезда составляют l₂ = 50 м, j₂ = 0,1; - третьего участка ветви 4 составляют l₃ = 10 м, l₃ = 0,0; - четвертого участка ветви 4 - l₅ = 86 м, l₅ = 0,093. Аналогично длина и уклон первого участка ветви 8 съезда составляют l₁ = 132 м, j₁ = 0,091; второго участка ветви 8 составляют l₂ = 20 м, j₂ = 0; третьего участка ветви 8 составляют l₃ = 100 м, j₃ = 0,1; четвертого участка ветви 8 составляют l₄ = 117 м, j₄ = 0,077. Согласно выражению В_с = 322 - 31 = 291 (м).

Таким образом, съезд раздваивают от Г 322 м на ветви 4 и 8, которые соединяют на Г 291 м.

Выражение (1) является необходимым условием выполнения способа, поскольку его несоблюдение обусловливает наличие недопустимо крутых участков ("ступенек") трассы и тем самым исключает возможность последующей доработки ПИ, которую при выполнении (1) осуществляют следующим образом.

В процессе или по выполнению описанных работ формируют участок 9 съезда в выработку и промежуточное дно 10 выработки в борту, после чего на втором этапе работ на участках ветви 4 съезда устанавливают буровые станки, бурят, заряжают и взрывают скважины блоков и отрабатывают участки ветви 4 съезда, например, по ширине между отметками 314 и 302 м (и тем самым переоформляют их в предохранительную берму и погашают борт выработки) и между отметками 302 и 291 м, траншеей 11 (фиг. 2), затем нарезают по целику участок 12 съезда (в выработку) и соединяют его с существующим съездом 7 и тем самым переформируют борт и съезд. Посредством переформирования съезда формируют конечное дно 13 и конечные контуры выработки, например, до Г 265 м. При этом в рациональных контурах отрабатывают ПИ и пустые породы, которые транспортируют соответственно на поверхность карьера и на участки его насыпных сооружений на ветви 8 съезда.

Преимущества и технический эффект от предложенного способа заключаются в уменьшении объемов и сроков производства вскрышных работ следующим образом.

При отработке ПИ в условиях неполной определенности элементов их залегания производство излишних объемов вскрышных работ обусловлено нижеследующим: 1. В случае отработки участка без погашения борта, на момент выклинивания в нем ПИ неизбежно будут отработаны излишние объемы пород, заключенные между фактическим непогашенным и требовавшимся погашенным (который был бы отстроен при достаточной ретроспективной разведанности ПИ) бортами.

2. В случае отработки участка с погашением борта, ориентированным на прогнозные контуры ПИ, излишних объемов вскрыши не будет отработан лишь при полном совпадении предполагаемых контуров ПИ с фактическими его контурами, что маловероятно. Во всех других случаях участки несовпадения вышеуказанных контуров рудного тела будут характеризоваться одним из следующих вариантов: участок погашенного борта излишне отодвинут по отношению к ПИ, т.е. проделаны излишние вскрышные работы; участок погашенного борта надвинут на тела ПИ, не позволяет его отработать и поэтому борт надо разносить. Известно, что разнос погашенного борта всегда сопровождается излишними объемами в силу того, что обеспечение доступа оборудования на участки работ и формирование необходимых рабочих площадок для его функционирования обусловливает уменьшение конструктивных углов наклона борта относительно углов устойчивого борта, что и предопределяет излишние объемы вскрыши.

Нарезка ветви 4 съезда в целике по предполагаемому контуру ПИ позволяет при ограниченной технологическими возможностями шарошечных станков глубине бурения скважин 30-40 м пробурить их до почвы залегания ПИ, например в рабочей площадке Г 298-296 м, пробурить скважины до Г 268-266 м и тем самым установить контуры и элементы залегания ПИ. Без формирования ветви 4 съезда пробурить технологическими станками скважины до почвы ПИ в ряде случаев не представляется возможным, например, с Г 314 м можно пробурить скважины до Г 274-284 м, т.е. на глубину 30-40 м, что не обеспечивает доразведку ПИ. Поэтому в условиях необходимости бурения скважин, например, в отметках 348-265 м глубиной 83 м при отсутствии возможности привлечения геологических буровых установок по срокам, средствам и другим причинам, приемлемым способом доразведки ПИ является отработка слоя вскрышных пород в рациональных контурах и понижение уровней рабочих площадок, например, с Г 348 м до Г 314-307 м.

Доразведка ПИ в ходе формирования ветви 4 съезда позволяет выбрать в ходе работ его положение, обеспечивающее возможность отработки нижележащей части ПИ при минимальных объемах вскрыши за счет погашения борта над и под ветвью 4 съезда и обеспечения транспортного доступа по ветви 8 съезда. Тем самым обеспечивается уменьшение сроков и повышение эффективности выемки ПИ.

Источники информации 1. Кузнецов Н.Н. "Двухстадийный разнос погашенных бортов карьеров", Горный журнал, 1979, N 3, с. 23-25.

2. SU, авторское свидетельство 1710754, кл. E 21 C 41/26, 1992.

Формула изобретения

Способ выемки недоразведанных полезных ископаемых из бортов карьеров, включающий отработку пород в бортах карьеров этапами по глубине с использованием существующего съезда, погашение бортов с предохранительными бермами, формирование промежуточного дна, нарезку съезда по целику и соединение его с существующим съездом, отсыпку вскрышных пород в выработанное пространство, отработку и транспортирование полезных ископаемых, отличающийся тем, что по контуру залегания полезных ископаемых в борту двумя ветвями формируют участок съезда в карьер и с отметок его профиля доразведывают их и соединяют ветви съезда на высотной отметке, которую определяют из выражения где В_с и В_р - соответственно высотные отметки соединения и раздвоения ветвей съезда, м; l_j, i_j, l_u, i_u - соответственно длины проекций на горизонтальную плоскость и уклоны j-х участков f-й и u-х участков g-й ветвей съезда, м, о/оо; j_f, u_g - порядковые номера j-х и u-х участков f-й и g-й ветвей съезда, после чего посредством переформирования съезда формируют конечные контуры выработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2