Способ поэтапной отработки глубоких карьеров

 

Сущность изобретения: способ включает формирование временного целика в границах промежуточного контура и регулирующего целика в границах конечного контура карьера, причем длина последнего составляет не менее 1/6 периметра конечного контура, проведение спиральных транспортных берм на конечном контуре, на контуре временного целика и на контуре регулирующего целика, а также формирование рабочих уступов в рабочей зоне, поэтапную отработку горизонтальными слоями от центра к периферии, временное погашение рабочих уступов. При отработке первого этапа формируют в торцах регулирующего целика транспортные площадки, соединяющие транспортную берму на конечном контуре с транспортной бермой на контуре регулирующего целика. Расконсервируют временно нерабочий борт временного целика при переходе на следующий этап разработки, а регулирующего целика - после отработки временного целика. 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при откнpытой разработке крутопадающих месторождений.

Известен способ поэтапной отработки карьеров, включающий задание ряда промежуточных контуров карьера, расположение рабочих уступов под углом к простиранию временного борта, временное погашение рабочих уступов по промежуточному контуру и последующую расконсервацию временного борта.

Недостатки этого способа большие затраты на реконструкцию транспортных коммуникаций из-за несоглассованности положения промежуточных контуров с развитием рабочей зоны, а также непродолжительный срок консервации вскрышных работ. Это связано с необходимостью ведения горных работ по всей длине временно нерабочего борта, что приводит к снижению скорости разноса последнего, а следовательно, предопределяет более раннее возобновление работ по его расконсервации. Вследствие этого период консервации вскрышных работ, заключенных во временно нерабочем борту карьера, относительно непродолжительный, что резко сужает область возможного перераспределения вскрышных работ и снижает эффективность отработки месторождения в целом.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ поэтапной отработки глубоких карьеров, включающий задание ряда промежуточных контуров карьера, расположение рабочих уступов под углом к простиранию временного борта, временное погашение рабочих уступов по промежуточному контуру и последующую расконсервацию временного борта, промежуточные контуры карьера располагают по многоходовой спирали, а поэтапную отработку производят от центра к периферии спирали.

Цель изобретения повышение эффективности отработки за счет регулирования перераспределения объема вскрышных работ и снижения затрат на реконструкцию транспортных коммуникаций.

Поставленная цель достигается тем, что в способе отработки, включающем задание расположения временного целика в границе промежуточных контуров, проведение спиральных транспортных берм на конечном и промежуточных контурах карьера, формирование рабочих уступов, поэтапную отработку горизонтальными слоями от центра к периферии, временное погашение рабочих уступов и последующую расконсервацию временно нерабочего борта, в границах конечного контура протяженностью не менее 1/6 его периметра задают расположение регулирующего целика, на внутреннем контуре регулирующего целика, совпадающем с границей промежуточных контуров, проводят спиральную транспортную берму. В торцах регулирующего целика формируют транспортные площадки, которые соединяют транспортные бермы конечного контура и регулирующего целика. Проводят расконсервацию временно нерабочего борта временного целика и регулирующего целика при переходе на последующий этап разработки и при отработке промежуточного контура. Сущность изобретения заключается в создании условий для увеличения скорости разноса временно нерабочих бортов (целиков) карьера. Известно, что пределы регулирования вскрышных работ при поэтапном способе отработки ограничены и взаимоувязаны со скоростью углубочных (добычных) работ в нижней зоне карьера и скоростью разноса временно нерабочего борта (целика) карьера. При традиционной комплексной механизации горных работ скорость разноса временно нерабочего борта может быть увеличена при условии уменьшения его длины.

В заявленном способе поэтапной отработки предлагается с целью уменьшения длины полосы разноса временно нерабочего борта вести разработку двумя отдельными изолированными участками. Для этого в плане карьера выделяют временный целик и регулирующий целик длиной не менее 1/6 конечного периметра карьера, в плоскости стыковки временного и регулирующего целика формируют транспортные площадки, которые соединяют транспортные бермы на конечном контуре с участками транспортных берм, сооруженных на предыдущем этапе на регулирующем целике. Разнос временно нерабочего борта в зоне временного целика начинают при переходе к следующему этапу, а разнос временно нерабочего борта регулирующего целика при окончании последнего этапа отработки. Такое производство горных работ позволяет увеличить скорость разноса временно нерабочего борта как в зоне временного, так в зоне регулирующего целика, и следовательно, обеспечивает увеличение срока консервации вскрышных работ на более длительный период.

На фиг. 1 показаны границы этапов отработки карьера (разрез А-А на фиг. 2); на фиг.2 план карьера при отработке первого этапа; на фиг.3 то же, второго этапа; на фиг.4 схема транспортных коммуникаций карьера в границах этапов отработки.

Карьер содержит конечный контур 1, промежуточный контур 2, ограниченный временным целиком 3 и регулирующим целиком 4. Внешние торцовые границы 5 регулирующего целика 4 составляют не менее 1/6 периметра конечного контура 1 карьера, а внутренняя граница совпадает с границей промежуточного контура 2. Имеются спиральная транспортная берма 6, 7, 8 на конечном контуре 1, на контуре временного целика 3 и на контуре регулирующего целика 4, временно нерабочий борт 9, рабочие уступы 10, рабочие площадки 11, транспортные площадки 12, соединяющие транспортные бермы 6, 8 на конечном контуре 1 и в границах регулирующего целика 4, нерабочий борт 13.

Способ осуществляется следующим образом. По глубине карьера создают расположение промежуточных контуров 2. На борту карьера в границах конечного контура 1 выделяют временный целик 3 и задают расположение регулирующего целика 4. Внешние границы 5 регулирующего целика 4 составляют не более 1/6 периметра конечного контура 1 карьера и совпадают с торцевой границей временного целика 3, внутренняя граница регулирующего целика 4 совпадает с границей промежуточных контуров 2. Карьерное поле разделяют на этапы отработки. Этапы отрабатывают горизонтальными слоями от центра к периферии. Рабочие горизонты на этапах разработки вскрывают по традиционной технологии, включающей проведение въездной траншеи на нижележащий горизонт, формирование и расширение котлована до требуемых размеров, формирование рабочих площадок 11 и рабочих уступов 10. Высота рабочих уступов 10 определяется рабочими параметрами погрузочного оборудования, а устойчивый угол наклона, обеспечивающий безопасность работ, определяется с учетом физико-механических свойств пород массива по нормативной документации технологического проектирования.

Временно нерабочий борт 9 временного целика 3 и регулирующего целика 4 формируют путем страгивания рабочих уступов 10 с предварительным гладким взрыванием.

При отработке второго и третьего этапов в торцах регулирующего целика 4 формируют транспортные площадки 12, которые соединяют транспортную берму 6 на конечном контуре 1 и транспортную берму 8 на контуре регулирующего целика 4. Величину разворота транспортных площадок 12 в зоне перехода с конечного контура 1 на контур регулирующего целика 4 определяют по формуле: В ( 4 R_n sin _n / 2 ) sin _n / 2 b_o, где R_n радиус поворота транспортной площадки 12 в зоне торцевой границы 5, м; _n центральный угол поворота транспортной площадки 12, град.

b_o длина прямоугольного участка транспортной площадки 12, м.

Наличие таких временных площадок 12 между транспортными бермами 6, 8 на конечном контуре 1 и контуре регулирующего целика 4 позволяет сформировать единую транспортную схему в рабочей зоне второго этапа отработки.

В процессе первого этапа разработки одновременно формируют временно нерабочий борт 9 временного целика 3 и регулирующего целика 4 и спиральные транспортные бермы 7, 8. При достижении глубины отработки первого этапа производят расконсервацию уступов временно нерабочего борта 9 временного целика 3 до конечного контура 1 карьера. В процессе второго этапа разработки формируют нерабочий борт карьера 13 по конечному контуру 1 со стороны временного целика 3 формируют спиральную транспортную берму 6, а по контуру регулирующего целика 4 продолжают формировать спиральную транспортную берму 8. При подходе горных работ при отработке временного целика к торцовой границе 5 регулирующего целика 4 в торцах последнего формируют транспортные площадки 12, которые соединяют транспортную берму 6 на конечном контуре 1 с транспортной бермой 8 на регулирующем целике 4 в зоне перехода на контур регулирующего целика 4 и наоборот. При достижении глубины отработки второго этапа производят расконсервацию уступов временно нерабочего борта 9 регулирующего целика 4 до конечного контура 1 карьера. В процессе третьего этапа разработки погашают спиральную транспортную берму 8 и транспортные площадки 12, формируют нерабочий борт 13 карьера и продолжают формировать транспортную берму 6 по конечному контуру 1. При достижении глубины отработки третьего этапа происходит совмещение горных работ по углубке карьера и разносу регулирующего целика 4.

П р и м е р. Условный карьер глубиной 450 м с промежуточным контуром 2 глубиной 300 м, ограниченный временно нерабочим бортом. При традиционном способе поэтапной отработки разнос временно нерабочего борта начинается при достижении текущей глубины 1-го этапа отработки, определенной по формуле (Хохряков В.С. и др. Проектирование карьеров. М. Недра, 1969, с.216).

Н₁ h_г(Н₁/h_г Н₁/h_р) 150 м (10-й год), где Н₁ глубина 1-го этапа отработки, м; h_г скорость понижения добычных работ (15 м/г); h_p скорость разноса временно нерабочего борта всего карьера (30 м/г).

В этом случае соблюдается последовательность отработки и непрерывность работ, а совмещение горных работ происходит на глубине, ограниченной промежуточным карьером (300 м). Ниже данной глубины осуществляется этап доработки карьера до конечной глубины. Календарный план горных работ показан на фиг.5.

При предлагаемом способе поэтапной отработки глубоких карьеров в промежуточном контуре 2 выделяют временный целик 3 и регулирующий целик 4 длиной не превышающей 1/6 периметра карьера конечного контура.

Для обеспечения транспортной связи с нижними горизонтами в месте сопряжения временного 3 и регулирующего 4 целика устраивают траснпортные площадки 12, позволяющие соединить транспортные бермы 6, расположенные на последующем (конечном) и предыдущем (регулирующем целике) этапах отработки. При дальнейшей отработке транспортные площадки 12 погашаются, а транспортные бермы 6 формируют на нерабочем борту.

При увеличении длины временно нерабочего борта (Церенщиков П.Т. Рациональное расположение временных бортов карьеров. Изв. вузов. Горный журнал. Свердловск, 1967, N 5) скорость разноса уменьшается, при уменьшении длины временно нерабочего борта увеличивается. В примере скорость разноса временно нерабочего борта в районе временного целика составляет 40 м/г, в зоне регулирующего целика 60 м/г.

Тогда глубина 1-го этапа разработки, при которой необходимо начинать разнос временно нерабочего борта 9 в зоне временного целика 3 составит: H₁ h_г(H₁/h_г H₁/h_p')=180 м (12-й год), где h_p' скорость разноса временно нерабочего борта временного целика.

Глубина карьера на 2-м этапе разработки, при которой необходимо начинать разнос временно нерабочего борта 9 в районе регулирующего целика 4 составит: Н₁ h_г(H₁/h_г H₁/h_p'')=225м (15-й год), где h_р'' скорость разноса временно нерабочего борта регулирующего целика, м/г.

Предлагаемый способ обеспечивает транспортную связь с нижними горизонтами в любой момент отработки, а основание регулирующего целика 4 занимает ограниченную площадь, добычные работы могут продолжаться ниже глубины промежуточного контура 2, вплоть до конечной границы карьера. В этом случае разнос временно нерабочего борта 9 в районе регулирующего целика 4 может быть начат при достижении текущей глубины карьера (3-й этап разработки): Н₁'=h_г(H_к/h_г H_к/h_p'')=337м (22-й год), где Н_к конечная глубина отработки карьера.

В этом случае совмещение горных работ осуществится на конечной глубине карьера, к концу отработки месторождения. Таким образом, предложенный способ позволит увеличить срок консервации вскрышных работ и расширить диапазон перераспределения (регулирования) вскрышных работ и тем самым повысить эффективность отработки месторождения.

Формула изобретения

Способ поэтапной отработки глубоких карьеров, включающий формирование временных целиков в границах этапов, проведение транспортных берм на конечном и промежуточном контурах карьера, формирование рабочих уступов, поэтапную отработку карьера с временным погашением рабочих уступов и последующей расконсервацией временно нерабочего борта, отличающийся тем, что транспортные бермы выполняют спиральными, целик третьего этапа формируют протяженностью не менее 1/6 протяженности конечного контура и в его торцах создают транспортные площадки, которыми соединяют транспортные бермы конечного контура и целика третьего этапа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5