Способ селективной выемки полезного ископаемого

 

Изобретение относится к горной промети и м.б. использовано при открытой разработке полезных ископаемых (ПИ). Цель изобретения - повышение эффективности обработки за счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания ПИ в процессе его отработки при обеспечении широкого маневрирования экскавационного оборудования при отработке приконтактных зон. Отработку ПИ на накопитель с вмещающими породами ведут горизонтальными заходками по напраолению линии простирания контакта с подошвы уступа. Отработку первоначально ведут последовательно с обеих сторон контакта на глубину, определяемую по математической зависимости, с формированием плоскостей отношения с обеих сторон контакта под углом нижней бровки к линии контакта, определяемой зависимостью. После формирования плоскостей обнажения производят последовательную выемку пород слоями, параллельными плоскостям обнажения. 6 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л()с Е 21 С 41/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731048/03 (22) 22.08.89 (46) 07.12.91. 6юл, N. 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (72) С.Э.Мининг, А.Н.Елин и О.Э.Извеков (53) 622.271(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1488482,,кл,,Е 21 С 41/00, 1987, Авторское свидетельство СССР

N 1315612, кл, Е 21 С 41/02; 1985, (54) СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ВЫЕМКИ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО (57) Изобретение отчосится к горной промсти и м.б, использовано при открытой разработке полезных ископаемых (ПИ), Цель

Изобретение относится к горной промрышленности и может быть использовано при открытой разработке полезных ископаемых.

Цель изобретения — повышение эффективности отработки за счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания полезного ископаемого в процессе его отработки при обеспечении широкого маневрирования экскавационного оборудования при отработке приконтактных зон.

На фиг.1 изображена фаза сформированного забоя с совмещением траверса гребня с видимой линией контакта в забое и с односторонней погрузкой, вид в плане; на фиг.2- разрез А — А на фиг.1; на фиг.3 — фаза

„„5IJ „„1696705 А1 изобретения — повышение эффективности обработки за счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания

ПИ в процессе его отработки при обеспечении широкого маневрирования экскавационного оборудования при отработке приконтактных зон. Отработку ПИ на накопитель с вмещаюшими породами ведут горизонтальными заходками по направлению линии простирания контакта с подошвы уступа. Отработку первоначально ведут последовательно с обеих сторон контакта на глубину, определяемую по математической зависимости, с формированием плоскостей отношения с обеих сторон контакта под углом нижней бровки к линии контакта, определяемой зависимостью, После формирования плоскостей обнажения производят последовательную выемку пород слоями, параллельными плоскостям обнажения. 6 ил. отработки приконтактной зоны с расположением экскаватора на лежачем боку «онтакта и с погрузкой горных пород в разные стороны, вид в плане; на фиг,4 — схема, иллюстрирующая выемку первого сгоя со стороны лежачего бока контакта и образование разубоживания полезного ископаемого; на фиг,5 — схема, иллюстрирующая выемку первого слоя со сторочы висячего бока контакта и образование потерь полезного ископаемого; на фиг.б — схема, иллюстрирующая влияние направления выемки слоев на величины потерь и разубоживания.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

При отработке приконтактной зоны геолого-маркшейдерскал служба устанавлива1696705

mII sin y

Гпь = ет и обозначает положение контакта 1 полезного ископаемого с вмещающими породами. При произвольнсгм расположении экскаватора 2, например на лежачем боку контакта 1 (фиг.1 и 2) (что соответствует от- 5 работке контакта 1 несогласными заходками), производят расчерпывание контакта 1 в произвольном направлении, например под углом к линии контакта 1 на подошве уступа на глубину заходки не менее величи- 10 ны l. Затем под углом Ок линии контакта

1 на подошве уступа приэводят расчерпывание контакта в другом направлении, Этой операцией забой экскаватора формируют в виде двух пересекающихся откосов 15 уступа, направленных выступом в сторону выработанного пространства, а видимую линию контакта в забое совмещают с траверсом 3 гребня, образуемого пересечением откосов уступа. Первоначальный этап 20 ббнажения контакта 1 может быть запро-ектирован заранее или осуществлен, что чаще всего встречается в практике, в зависимости от реальных условий направлений выемки горных пород по отношению к кон- 25 такту 1.

Взаимосвязь между направлениями откосов уступа, образованных выемкой горных пород, при условии совпадения видимой линии контакта 1 в забое с травер- 30 сом 3 гребня, образуемого пересечением двух откосов, выра>кается формулой

0-1+ 2 arctg

tg а- tg  cosy где - угол между нижней бровкой 4 откоса

5 уступа, образуемого выемкой горной массы с висячего бока контакта l, и линией контакта 1 на подошве уступа, град; . 40

О- угол между нижней бровкой 6 откоса

7 уступа, образуемого выемкой горной массы с лежачего бока контакта 1, и линией контакта 1 на подошве уступа, град;

a,P — углы наклона контакта 1 руда — 45 порода и откосов 5 и 7 уступа соответственно, град.

Расположение экскаватора 2 относительно контакта может быть произвольным и определяется в основном удобствам по- 50 грузки руды и пород.

Ограничением применения способа является значение угла y, ксторое определяют иэ условия: цй 55

y < 90 — агсэ!и

tg а

Погрузку осуществляют в одну сторону (фиг, 1) или в две стороны (фиг,3), в зависимости от условий подъезда транспортных средств (автосамосвалов 8). После обнажения контакта пересекающимися откосами

5 и 7 уступа производят выемку горных пород слоями параллельно плоскостям обнажения (фиг.4 и 5). Очередность выемки слоев выбирают в зависимости от поставленных задач, Например, как показано на фиг.4, если производить вначале выемку слоя с лежачего бока контакта 1, а зачистку до исходного положения производить с висячего бока, будет происходить только разубоживание руды(треугольные призмы объемов разубоживающих пород заштрихованы). Если для тех же условий производить вначале выемку слоя с висячего бока контакта 1, а с лежачего зачищать до исходного положения, будут образовываться только потери полезного ископаемого, причем объемы потерь и разубоживания (в кубических метрах)равны. Регулируя периодичностью черпания, можно управлять величинами или только поI терь, или только разубо>кивания, или тем и другим.

На величину потерь и разубоживания влияет также мощность первоначально вынимаемого слоя. Соотношение между первоначально вынимаемым слоем и зачищаемым слоем выражается формулой где пц> — мощность слоя, вынимаемого с висячего бока контакта 1, м; в ц — мощность слоя, вынимаемого с лежачего бока контакта 1, м.

Выбором мощности первоначально вынимаемого слоя регулируют объемы потерь или разубоживания в каждом цикле по абсолютной величине.

Кроме того, на величину потерь и разубоживания влияет и направление отработки сЛоев. Чем меньше угол у, тем меньше и угол О, тем меньше объемы потерь и разубоживания при одинаковых мощностях вынимаемых слоев, что показано графически на фиг.6, где пунктирной линией оббэначен вариант с большим углом у. а сплошной линией с меньшим углом у.

Выбор направлений черпания и мощности слоев, а также очередности черпания зависит от непосредственной стратегии горного предприятия, ценности минераль-. ного сырья, соотношений мощностей,добычных и .перерабатывающих участков и должен определяться в каждом конкретном случае самостоятельно.

1696705

Н пЯп 39,2 3,3 22 9

2 ЛLk 2 2,82 з1 sin 62 40

Как показано на фиг,1 и 3, ширину зоны селективной выемки достаточно ограничить определенной величиной, определяемой из выражения что означает, что существует обязательная зона селективной выемки, за которой мож- 10 но черпание слоев производить произвольно.

Таким образом, управляющими параметрами величин потерь и разубоживания являются мощность и направления вынима- 15 емых слоев и очередность их черпания, что позволяет маневрировать величинами потерь и разубоживания, производить выемку слоев в широком диапазоне места стоянки экскаватора по отношению к контакту ру- 20 да — порода, отрабатывать извилистые контакты 1 в пределах мощности вынимаемых слоев.

Пример. Рассмотрим применение предлагаемого способа на Оленегорском ГО- 25

Ке. Исходные условия: высота уступа 15 м; угол наклона откоса уступа 65О; угол наклона контакта руда — порода 85О; угол между направлением выемки слоев с висячего бо, ка контакта и линией контакта на подошве 30 уступа 45 ; мощность слоев, вынимаемая с лежачего бока контакта 2,5 M, отрабатывается 2000 м контакта.

Определяют величину угла между направлением выемки слоев с лежачего бока 35 контакта и линией контакта на подошве уступа

О= у+ 2 arctg

sin tg

tg а- tg P cos y

= 45 + 2 arctg

=45 +2 с sin 45 tg 65

tg 85 — tg 65 cos 45

= 62,4О, где у — угол между направлением выемки 4 слоев с висячего бока контакта и линией контакта нэ подошве уступа, град;, Р- угол наклона откоса уступа, град;

a — угол наклона контакта, град.

Определяют длину контакта, отрабаты- 50 ваемую одним слоем (циклом) где men — мощность слоя, вынимаемого с лежачего бока контакта, м, Определяют мощность слоя. вынимаемого с висячего бока контакта руда-nopoga по формуле

men sin y 2,5 зlп 45 л св — — — л — — — 2,0 м з1п м з1п 62 4о

Определяют ширину зонь селективной выемки по каждому направлению по формуле

Н 15 тЯ76ГУ+ Ч) tg65" та (45" + 8,7

= 5,1 м, где Н вЂ” высота уступа, м.

sin tg и

g = arctg

tg а- cos y tg P

Объемы потерь и разубоживания для каждого цикла определяют по формуле у Н mell 1 + 1

2 д 0 Iщ (у+0) I

15 2,5 1 „1

2 tg62 4о Itg (45 + 62,4)l

=39,2 м, Предполагается начинать выемку слоев поочередно то с лежачего, то с висячего боков контакта, в результате чего ээ два цикла от рабаты ва ют 2,82х2=-5,64 м конта кта.

Удельные потери (на 1 м контакта) по предлагаемому способу составляют где р„— плотность теряемой руди, т/м, 3

Удельное разубоживание (на 1 м контакта) по предлагаемому способу составляет

VBÎ 39,2 2,8

By — = — — — — 19,5 т.

2 ALg 2 2,82

Удельные потери и разубоживание базового варианта при TQM же их соотношении. что и в предлагаемом способе, определяю . по формулам

Пуб = — Н К /зр (ctg а + ctg p) 1 г г

Вуб =- — Н (1 — К )/эп (ctg cz + ctg p), где К вЂ” граничный козффициент, разделяющий руду на кондиционную и некондиционную, дол,ед., Пуб = — „15 0,5г.3,3 (ctg 85 + ctg 65О) = г.

=51,4 т, Вуб 2 15 (1-0,5) 2,8 (сЩ 85 +

+ т9 65 ) -43,6 .

Снижение удельных потерь по сравнению с базовым вариантом составляет

Л П - Пуб — Иу = 51,4 - 22,9 = 28,5 т, Общее снижение потерь равно

Л П - Л Пу (к - 28,5 2000 57,0 тыс,т., где Ly — общая длина отрабатываемых контактов, м.

Снижение удельного разубоживания по сравнению с базовым вариантом составляет

Л В Вуб — By = 43,6 — 19,5 - 24,1 т, Общее снижение раэубоживания равно

ЛВ =ЛВ як=24,1 2000=:48,2тыс.т. — -. -- -Использование предлагаемого способа при отработке 2000 м контактов при том >ке соотношении потерь и раэубоживания, что и в базовом варианте, позволяет снизить потери на 57,0 тыс.тонн и разубоживание на

48,2 тыс.тонн.

Формула изобретения

Способ селективной выемки полезйого ископаемого, включающий отработку вмещающих пород и полезного ископаемого слоями с подошвы уступа по направлению простирания линии контакта! с обеих его сторон на глубину заходки с внешнегО и лежачего бо Кбв, отгрузку и транспортирование,отличающийся тем,что, с целью повышения эффективности отработки. за счет управляемого регулирования величиной потерь и разубоживания полезного ископаемого в процессе его. отработки при обеспечении широкого маневрирования

5 экскавационного оборудования при отработке приконтактных зон, заходку отрабатывают по направлению линии простирания контакта, производит последовательную отработку сторон с обеих сторон контакта на

10 глуоину, определяемую неравенством . Н

%7ЯЬ Ю

1о где Н вЂ” высота уступа, м;

Р; угол откоса уступа, град; - угол между нижней бровкой откоса уступа, образуемого выемкой горной массы с висячего бока контакта. и линией контакта

20 на подошве уступа, град; ф -з!п

y= агсщ ща-щ сову

25 а- угол наклона контакта полезного ископаемого с вмешающими породами, град, причем угол между нижней бровкой откоса уступа, образуемого выемкой горной массы с лежачего бока контакта, и линией контакта

30 на подошве уступа определяют иэ выражения

О=.y+ 2 arctg

35 после чего производят последовательную выемку пород с обеих сторон контакта слоями, параллельными плоскостям обнажения, а после их отработки операции повторяют в аналогичном порядке.

1б9б705

i696705

1696705