Способ отработки полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. В основу изобретения положена задача повышения эффективности, безопасности и полноты выемки полезных ископаемых из недр за счет управления фактическим интегральным проявлением факторов устойчивости бортов на этапах разработки карьера. Сущность изобретения: задача решена тем, что на первом этапе отработки борта отстраивают с параметрами, обеспечивающими получение показателей сцепления и угла внутреннего трения массива по их устойчивости, а на последующих этапах борта переотстраивают в новые положения на высоту, допустимую устойчивостью бортов и параметрами дна карьера. Приведены аналитические зависимости определения положений бортов. 3 ил.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ реконструкции карьеров, включающий отработку карьера этапами по глубине, формирование промежуточного дна, погашение борта, отработку массива и углубку карьера, отработку и транспортирование ископаемого, формирование конечного дна [1] Недостатками способа являются необеспечение соответствия фактической устойчивости всех бортов карьера ее проектным показателям в конечном положении, обуславливающее излишние затраты на отработку месторождения полезных ископаемых; сложность углубки карьера до минимально допустимых (по условиям безопасности работ и технической эксплуатации машин) параметров его дна в целике, уменьшающая полноту выемки полезных ископаемых из недр и возможности обеспечения безопасности работ.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающий отработку карьера до граничного контура этапами по глубине, формирование промежуточного дна, повышение бортов, отработку массива и углубку карьера, отработку и транспортирование полезных ископаемых, формирование конечного дна [2] Недостатками способа являются необеспечение гарантированной устойчивости бортов карьера и их участков и соответственно безопасности работ в случае разведанности по большой сетке скважин (недоразведанности) прикарьерного массива пород без существенных затрат времени и средств на получение недостающих прочностных показателей пород в массиве и других геологических данных; снижение эффективности и полноты выемки полезных ископаемых из недр необеспечением высокой степени уточнения физико-механических характеристик прикарьерного массива и постоянной коррекции параметров бортов на этапах отработки карьера по фактическому состоянию их устойчивости с учетом изменения прочностных показателей неоднородного массива горных пород при расширении и углубке карьера; степени влияния факторов и их интегрального проявления с появлением или без появления новых факторов (например, нагружение бортов водой, тампонажа или расширения трещин и т.п.), изложенное обуславливает нижеперечисленные следствия в отдельности или в различном их сочетании: излишние объемы вскрышных работ, уменьшение возможностей глубины карьера и оставление ниже его дна (зачастую и в бортах) полезных ископаемых в недрах, а также деформация откосов; возможность распространения отрицательного влияния деформации откосов при их наличии на значительный (часто на весь) срок отработки карьера; на экономические показатели через изменения коэффициентов и сроков погашения горно-подготовительных работ и затрат на них; на безопасность работ и полноту выемки полезных ископаемых в карьере, поскольку стабилизация нарушений устойчивости откосов во многих случаях сопровождается оставлением полезных ископаемых в целиках пород под деформациями в силу того, что их отработка сопряжена с опасностью новой активизации деформаций.

В основу изобретения положена задача повышения эффективности, безопасности и полноты выемки полезных ископаемых за счет управления фактическим интегральным проявлением факторов устойчивости бортов на этапах разработки карьера.

Поставленная задача решена тем, что в способе отработки полезных ископаемых, включающем отработку карьера до граничного контура этапами по глубине, формирование промежуточного дна, погашение бортов, отработку массива и углубку карьера, отработку и транспортирование полезных ископаемых, на первом этапе отработки карьера борта отстраивают с параметрами, обеспечивающими получение показателей сцепления и угла внутреннего трения массива по их устойчивости, а на последующих этапах борта переотстраивают в новые положения, которые определяют по выражениям где и Kп_ji коэффициент устойчивости борта соответственно в последующем и предыдущем его положениях по i-му профилю;
j и i порядковый номер соответственно положения и нормального профиля борта;
величина изменения коэффициента устойчивости борта для обеспечения проектного его значения по i-му профилю соответственно в предыдущем и в последующем положениях;
средневзвешенные сцепления и угол внутреннего трения приконтурного массива соответственно в последующем и предыдущем положениях борта по i-му профилю, МПа, градус,
на высоту, допустимую устойчивостью бортов и параметрами дна карьера.

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

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

На фиг.1 изображена схема отработки полезных ископаемых карьером, вид в профиль; на фиг.2 графики зависимостей параметров призмы обрушения от параметров откосов и углов внутреннего трения пород; на фиг.3 номограмма определения высоты вертикального отрыва обрушения по физико-механическим характеристикам пород и углам откосов.

Способ осуществляется следующим образом.

На первом этапе отработки карьера 1 в промежуточных контурах abcda с выемкой части полезного ископаемого 2 (или при большой мощности покрывающих пород без нее) его борта 3 и 4 отстраивают с параметрами: высотой H1_i и H2_i и результирующими углами наклона 1_i и 2_i (фиг.1) погашением или без погашения уступов, или с погашением их части (на фиг. не показано) по возможным вариантам: 1) 1_i 2_i, H1_i H2_i; 2) 1_i 2_i, H1_i H2_i; 3) 1_i = 2_i, H1_i H2_i; 4) 1_i = 2_i, H1_i H2_i. Борта 3 и 4 отстраивают с параметрами, обеспечивающими получение показателей сцепления и угла внутреннего трения прикарьерного массива пород, т.е. их отстраивают с приведением в состояние, близкое к предельно напряженному, характеризующееся по литературным [3] и практическим данным коэффициентами устойчивости в пределах 1,3-1,0. Это обеспечивают так, что в процессе увеличения высоты бортов 3 и 4 (глубины карьера 1) осуществляют визуальные и инструментальные маркшейдерские наблюдения за состоянием их устойчивости, например, по реперам 5(NN 1-7) наблюдательной линии ae (фиг. 1) при необходимости и по реперам на предохранительных бермах конструктивных уступов бортов 3 и 4 (на фиг. не показано) и визуально наблюдают за откосами ab и dc и поверхностью df карьера. При этом углубку карьера 1 производят при необходимости с изменением проектных параметров, установленных по имевшейся (часто неполной и неточной) информации о прочностных характеристиках массива пород. Эти изменения выражаются в уменьшении или увеличении фактической высоты и углов наклона бортов 3 и 4 относительно проектной соответственно в случаях дефицита или превышения фактической прочности массива пород относительно представления проекта: работы на данном этапе прекращают до или после достижения проектной глубины при состоянии бортов, близком к предельно напряженному. Также проектные параметры изменяют, когда карьер 1 выклинивается на глубине, а состояние бортов, близкое к предельно напряженному, не достигнуто, например, при минимально допустимой ширине дна bc при относительно неподвижных реперах 5 (NN 1-7) наблюдательной линии ae (или при незначительных колебаниях, вызванных, например, установленным температурным изменением объемов пород и т.п.) и без видимых изменений поверхностей ab, cd, df.

Таким образом, на первом этапе отработки карьер 1 углубляют до состояния бортов, близкого к предельно напряженному, которое определяют
а) инструментально путем систематической маркшейдерской съемки реперов 5 по изменению пространственного положения последних;
по переменно-противонаправленному колебанию реперов 5, отражающему процесс перераспределения напряжений в борту;
по тенденциозно направленному смещению реперов 5 в начальный период нарушений сплошности массива на участках потенциальной его поверхности сдвижения;
б) визуально, например, по наличию, раскрытию и протяженности трещины 6 в пространстве и времени, по смещению прикарьерного массива.

После этого определяют Ky_ji требующийся коэффициент устойчивости борта 3 (и 4) в последующем его положении по i-му нормальному профилю соответственно eg и fn, скорректированный относительно Kп_ji таким образом, чтобы коэффициент устойчивости борта 3 и 4 в новом проектном положении eg и fn был бы близок к величине Kп_ji + K1_ji по выражению

где и Кп_ji коэффициент устойчивости борта соответственно в последующем и предыдущем его положениях по i-му нормальному профилю;
j и i соответственно порядковый номер положения и номер профиля борта.

Коэффициент устойчивости Кп_ji и ширину призм возможного обрушения по верху определяют по результатам наблюдений за состоянием промежуточных бортов 3 и 4:
а) близким к предельно напряженному (Кп_ji 1,3-1,0), фиксируемым по реперам 5 до нарушения сплошности поверхности (например, ae) карьера 1;
б) предельно напряженным (Кп_ji 1,0), устанавливаемым по наличию трещины 6 на поверхности (например, df) карьера 1;
величина требующегося изменения коэффициента устойчивости по i-му нормальному профилю соответственно относительно состояния борта в предыдущем положении и с учетом измерения влияющих факторов в последующем положении;
величину K1_ji требующегося изменения коэффициента устойчивости выполненного промежуточного борта 3 (также 4) для обеспечения проектного (не меньшего, чем нормативное [4] [5] и [6]) его значения в предыдущем положении ab (также cd) по i-му нормальному профилю определяют как величину дефицита или превышения коэффициента устойчивости предыдущего борта по отношению к нормативному; K2_(j+1)i величину требующегося изменения проектного коэффициента устойчивости промежуточного борта 3 (и 4) в предыдущем положении ab (и cd) (т.е. коэффициента, равного Kп_ji+K1_ji) для обеспечения его значения, близкого к проектному его значению (Kп_ji+K1_ji) в последующем положении eg (и fn) борта 3 (и 4), определяют с учетом предстоящего изменения влияющих факторов, например долевого участка литологических разновидностей пород и их обводненности в призмах возможного обрушения бортов, также сроков службы бортов и т.п.

В каждом сдвоенном знаке выражения (1) верхний соответствует необходимости увеличения, нижний уменьшения Кп_ji.

По установленным Кп_ji и Kу_(j+1)i с использованием известного метода [3] и других определяют средневзвешенные физико-механические характеристики породного (или породно-рудного, рудного и др.) приконтурного массива по выражениям


где и Cп_ji средневзвешенное сцепление приконтурного массива соответственно в последующем и предыдущем (условно соответствующем предельной напряженности борта) положениям борта по i-му профилю, МПа;
средневзвешенный угол внутреннего трения приконтурного массива соответственно в последующем и предыдущем (условно соответствующем предельной напряженности борта) положениям борта по i-му профилю, градус.

Соблюдение выражений (1), (2) и (3) является необходимым условием решения поставленной задачи, так как по ним корректируют (взаимоуточняют) коэффициент устойчивости бортов карьера и определяющие устойчивость бортов показатели сцепления и угла внутреннего трения пород. Их использование позволяет распространить полученные опытным путем на предыдущем этапе работ результаты на отстройку бортов в последующих этапах под углом наклона и на высоту, соответствующую физическому интегральному проявлению природных геотехнических факторов, и осуществлять постоянный контроль за состоянием отстраиваемых бортов с приведением их параметров в соответствие с фактической устойчивостью. Иными словами выражения (1), (2) и (3) как бы представляют собой аппарат оптимизации параметров бортов посредством постоянного диалога с природой (с учетом показателей ее естественных процессов).

После отработки карьера 1 в промежуточных контурах abcda по выражениям (1), (2), (3) и известным методам [3] и др. определяют новые положения бортов и по новым их контурам eg и fn на последующем этапе отработки карьера 1 переотстраивают борта 3 и 4 на высоту H3_i и H4_i, допустимую
устойчивостью вновь отстраиваемых бортов (т.е. при появлении признаков состояния борта, близкого к предельно напряженному, работы прекращают);
параметрами дна карьера (т.е. при отсутствии признаков предельно напряженного состояния бортов работы прекращают по выклиниванию карьера до ширины его дна, минимально допустимой правилами безопасности и технической эксплуатации оборудования);
устойчивостью бортов и параметрами дна карьера (т.е. работы прекращают при достижении минимальной ширины допустимых параметров дна карьера и признаков предельно напряженного состояния по крайней мере одного из бортов).

В различных условиях борта переотстраивают по предложенному способу от одного до двух и более раз.

В процессе отработки карьера 1 в новых промежуточных контурах egnfe на поверхности карьера 1 закладывают, например, новые реперы 5 (NN 7-12 и NN 13-17) наблюдательных линий em и fo (при необходимости и другие реперы других наблюдательных линий, в т.ч. на бермах бортов) и ведут по ним систематические инструментальные наблюдения за состоянием бортов, отстраиваемых по контурам eg и fn.

По результатам наблюдений устанавливают значения коэффициентов устойчивости бортов 3 и 4 Kп_i в положениях eg и fn, т.к. после отработки карьера 1 в промежуточных контурах egnfe в объемах egnfdcbae положения eg и fn бортов 3 и 4 учитывают как предыдущие промежуточные по отношению к последующим положениям pr и st.

Затем аналогично описанному по выражениям (1), (2) и (3) определяют новые (последующие) положения pr и st бортов 3 и 4 и на последующем этапе отработки переотстраивают их из положений eg и fn в положения pr и st на высоту, допустимую устойчивостью бортов и параметрами дна карьера 1. Операции повторяют до обработки карьера 1 в конечных контурах, например на фиг.1 в контурах prstp.

Пример осуществления способа.

На первом этапе отработки карьера 1 в промежуточных контурах abcda проводят систематические инструментальные и визуальные наблюдения за состоянием бортов 3 и 4 и устанавливают, что в положениях ab и cd при высоте H1_i H2_i 73 м и выклинивании дна bc карьера 2 до ширины 27 м реперы 5 (NN 1, 2 и 3) наблюдательной линии ae на борту 3 колеблются при относительной неподвижности реперов 5 (NN 4-7), а на поверхности df борта 4 образовалась трещина 6. В результате наблюдений определяют: борт 3 находится в состоянии, близком к предельно напряженному, ширина призмы его возможного обрушения по верху Ш1_ji 15 м расстояние от верхней бровки a борта 3 до средней точки u между подвижным (N 3) и неподвижным (N 4) реперами 5; борт 4 предельно напряжен , ширина призмы обрушения по верху Ш2_ji 7,5 м расстояние от верхней бровки d борта 4 до трещины 6. Устанавливают, что результирующие лучи наклона бортов 3 и 4 соответственно равны 75^o и 81^o, средневзвешенная плотность пород п_i призм обрушения составляет соответственно по борту 3 и по борту 4 3,0 т/м³, отношения ширины призм обрушения к высоте бортов 15/73 0,21 и 7,5/73 0,1.

По графикам фиг.2 устанавливают (показано стрелками) соответствие величин величине и величине и отношение высоты вертикального отрыва H_от к высоте борта H_i соответственно и отсюда т.е. и , т.е.
После этого обходом по квадрантам номограммы на фиг.3 определяют значения Cп_i:
.

По известным данным о колебаниях реперов 5 при коэффициентах устойчивости борта 1,0-1,3 принимают, например, коэффициент устойчивости борта 3 . По объемам работ устанавливают, что срок службы бортов 3 и 4 в последующих их положениях eg и fn превышает 5 лет, поэтому согласно [4] [5] и [6] их коэффициенты устойчивости устанавливают не меньшими 1,3, т.е. относительно предыдущих положений ab и dc коэффициенты устойчивости увеличивают соответственно на величину
K1_ji = +0,1, K2_ji = +0,3.
По имеющимся геологическим и горнотехническим данным устанавливают, что в процессе переотстройки борта 3 из предыдущего промежуточного положения ab в последующее положение eg и борта 4 из положения dc в положение fn при прочих равных условиях, например, имеют место изменения двух факторов: обводненности и прочности пород призм возможного обрушения (изменения других факторов в данном случае незначительны и ими можно пренебречь).

Увеличением высоты бортов от H1_i до H3_i и от H2_i до H4_i на 31 м (от 73 до 104 м, в 1,42 раза) увеличивают объем обводненных пород в призме обрушения, в результате чего фактор обводненности может реализоваться в снижении устойчивости бортов на 5-10% и для компенсации этого снижения необходимо соответственно увеличить коэффициенты устойчивости бортов в проектном (последующем) положении на 0,05-0,1, т.е. принять в расчет "+"0,05-"+"0,1.

При увеличении прочности пород с глубиной и расположении наиболее прочных пород в призме упора в данном примере можно принять, что коэффициенты устойчивости проектного борта возрастут относительно предыдущего положения на 0,1-0,2 и поэтому для упреждающего учета этого фактора с целью обеспечения фактического коэффициента устойчивости борта 3 (и 4) в последующем положении eg (и fn), близкого к нормативному, для вычисления целесообразно принять "-"0,1-"-"0,2.

В других случаях породы околорудного пространства, например, могут быть менее прочными, чем вышележащие и тогда имеет место уменьшение средневзвешенной прочности пород с углублением карьера.

Таким образом, например
По выражению (1)
Для борта 3 в положении eg определяют по выражениям (2) и (3) средневзвешенные физико-механические характеристики приконтурного массива:

Для борта 4 в положении fn определяют

Затем, как показано штриховыми линиями на фиг.2 и 3, устанавливают соответствие физико-механическим характеристикам массива углов откосов eg и fn при известной их высоте:

Установленными по выражениям (1), (2) и (3) параметрами 3_i и 4_i (для допустимой устойчивости бортов проектной высоты H3_i H4_i 104 м) бортов и минимальной допустимой для горнотехнических и геологических условий шириной дна gn карьера 1 определяют новые, последующие положения eg и fn бортов 3 и 4 и на втором этапе отработки карьера 1 переотстраивают последние из предыдущих положений ab и dc в положения eg и fn, тем самым отрабатывают карьер 2 в новых промежуточных контурах egnfe. При этом закладывают новые реперы 5 (N 7-12) по наблюдательной линии em и NN 13-17 по наблюдательной линии fo и в процессе отработки карьера 1 ведут по ним систематические инструментальные наблюдения за состоянием бортов 3 и 4. Например, в процессе переотстройки бортов 3 и 4 в промежуточные положения eg и fn под углами 63,4^o и 65,8^o до дна карьера 2 gn с минимально допустимой шириной 21 м нарушений устойчивости не обнаружено и борта переотстроены на высоту 104 м, допустимую параметрами дна gn карьера 1. Отсутствием колебаний реперов 5 по линиям em и fo установлено, что , поэтому, например, принимают и в связи с подтверждением ожидаемой устойчивости фактическими результатами установленные используют без корректировки в выражениях (2) и (3) в качестве соответственно . (В случаях существенного различия ожидаемых и фактических результатов устойчивости, например, когда борт отстраивают с ожидаемым коэффициентом устойчивости 1,3 и получают его деформации Ky_i 1,0, физико-механические характеристики массива уточняют исходя из состояния борта, как в описанном случае при контуре abcfa).

Устанавливают, например, что срок переотстройки бортов 3 и 4 из предыдущих промежуточных положений eg и fn в последующие положения pr и st при углубке карьера 2 до конечного дна rs на 16 м (от H3_i H4_i 104 м до H5_i H6_i 120 м) не может превысить 5 лет и согласно [4] [5] и [6] определяют по выражениям (1), (2) и (3) , исходя из (для борта 3 в положении pr уменьшают на 0,13), соответственно
Факторы обводненности и упрочнения пород (при прочих относительно равных условиях) при увеличении глубины карьера 2 в 120/104 1,15 раза выражают, например, в следующих соответствующих величинах:

Таким образом, по выражениям (1), (2) и (3) определяют

По графикам на фиг. 2 и номограмме на фиг.3 определяют (стрелками не показано) новые последующие (конечные) положения бортов 3 и 4 pr и ts, соответствующие фактическим коэффициентам устойчивости, равным 1,2: 5_i = 63 (при , Ш5_i 28,8 м, H5_i 120 м); 6_i = 65 (при , Ш6_i 30 м, H6_i 120 м). После этого на третьем этапе отработки карьера 1 переотстраивают борта 3 и 4 из промежуточных положений eg и fn в новые (в данном примере конечные, в других случаях могут быть промежуточные) положения pr и ts на высоту 120 м, допустимую параметрами шириной дна rs карьера 1 21 м, т. е. до выклинивания карьера 2 до минимально допустимой ширины дна. При этом наблюдениями по колебаниям и смещениям реперов 5 (NN 9-12 и 22 и NN 15-19) при неподвижности реперов NN 20 и 21 и NN 23 и 24 устанавливают соответствие возможных линий отрыва призм обрушения бортов 3 и 4 в конечных положениях pr и ts, определенных наблюдениями и на фиг.3 и 4: Ш5_i 28,8 м, Ш6_i 30 м и тем самым подтверждают полученные физико-механические характеристики массива и коэффициенты устойчивости бортов, близкие 1,2, т. е. убеждаются в реализации возможностей сокращения объемов вскрышных работ.

Например, при отработке карьера 2 глубиной 120 м до конечного дна rs по известным способам [3] очевидно, что срок службы бортов 3 и 4 в конечных положениях не превышает 5 лет и допустимые коэффициенты их устойчивости принимают согласно [4] [5] и [6] в пределах 1,5-1,3.

При тех же исходных физико-механических характеристиках прикарьерных массивов пород, как в рассмотренном примере использования заявляемого способа: соответствующие минимально допустимым коэффициентам устойчивости 1,3 бортов 3 и 4 карьера 1 характеристики массива составляют:
По данным характеристикам и графикам на фиг.2 и по номограмме на фиг.3 (аналогично рассмотренному примеру их использования) устанавливают (стрелками не показано) соответствующие высоте 120 м бортов 3 и 4 максимально допустимые результирующие углы наклона: борта 3 в конечном положении oz 52,4^o; борта 4 в конечном положении hs 58,3^o. Различия в обрабатываемых бортах по известным способам [1] [2] и др. и по предложенному способу очевидны.

Преимущества и технический эффект от предложенного способа заключается
в сокращении затрат на вскрышные работы за счет
увеличения результирующих углов наклона бортов в конечном (предельном) положении, так, в рассмотренном примере сравнение выполнимого по известным способам [1] [2] [3] конечного контура orsho с контуром prstp, выполненным по заявленному способу, показывает уменьшение объемов вскрышных работ на 1 п. м. протяженности бортов 3 и 4 по последнему способу на величину, равную заштрихованной площади prop (см. фиг.1) и площади tsht, это достигается последовательной корректировкой параметров устойчивых бортов на этапах их реконструкции (перепостановки в новое положение), позволяющей
учитывать изменения и производить уточнения прочностных характеристик прикарьерного массива в зоне потенциальной поверхности скольжения пород при расширении и углубке карьера;
накопить конкретную информацию о фактических количественных проявлениях фактора времени при различных параметрах и сроках службы промежуточных бортов на этапах отработки карьера и опыт управления ими посредством обновления бортов по последующим контурам;
посредством инструментальных и визуальных наблюдений за фактическим состоянием бортов карьера с достаточной точностью учитывать, воплощать и регулировать интегральные проявления всего комплекса влияющих факторов в их взаимодействии (в т.ч. неизвестных) при формировании следующих бортов;
обеспечить минимальный срок службы бортов в конечном (предельном) положении;
уменьшения объема вскрышных работ в промежуточных контурах карьера за счет погашения бортов с обеспечением минимально допустимой фактической их устойчивости на этапах отработки и тем самым частичного перенесения затрат на последующие периоды отработки карьера;
уменьшения ущерба от деформаций посредством ограничения распространения отрицательного влияния нарушений устойчивости предыдущих этапов на последующие этапы отработки карьера;
углубки карьера на последнем этапе при минимально допустимой устойчивости бортов и тем самым уменьшения объемов вскрышных работ;
в повышении полноты выемки полезных ископаемых из недр за счет уменьшения граничного коэффициента вскрышки и тем самым увеличения экономически целесообразной глубины карьера посредством уменьшения
объемов вскрышных работ в конечных контурах карьера;
суммарной стоимости отработки пород за счет укручения углов наклона промежуточных бортов относительно их углов по известным способам [1] [2] и др. и отработки заключенных между бортами с этими углами пород предыдущих этапов в последующие этапы отработки карьера, т.е. за счет смещения затрат во времени;
ущерба от деформации ограничением возможностей их реализации и развития; распространения в пространстве и времени их влияния на экономические показатели горных работ и потери полезных ископаемых в недрах, достигаемого постоянной переотстройкой бортов от этапа отработки карьера к этапу в пределах конечных контуров без их изменения;
в повышении безопасности производства горных работ в карьере путем уменьшения возможностей реализации и развития нарушения устойчивости откосов:
обеспечением соответствия параметров бортов фактической их устойчивости посредством прекращения углубки карьера на текущем этапе работ при состоянии бортов, близком к предельно напряженному, установленном по результатам визуальных и инструментальных наблюдений, что позволяет, например, на первом этапе отработки карьера в условиях недостаточной изученности прикарьерного массива без дополнительных затрат времени и средств на его изучение безопасно строить промежуточные борта и при этом получить уточненные основные физико-механические характеристики массива;
систематическим уточнением (от этапа к этапу отработки карьера) интегрального выражения в устойчивости бортов комплекса влияющих факторов (прочностных характеристик массива, параметров бортов, сроков их службы и др. в т.ч. неизвестных и неизученных) и воплощением полученных результатов в отстройку последующих бортов по новым контурам;
периодическим разносом погашенных бортов с переотстройкой их по новым контурам в невыветрелой, неразупрочненной и неразуплотненной части массива пород, обеспечивающим уменьшение срока службы бортов; эксплуатацию более прочной приоткосной части пород; своевременное прекращение развития намечающихся нарушений устойчивости откосов и их ликвидацию без оставления угрозы от них над горными работами по углубке карьера.

Источники.

1. Авторское свидетельство СССР N 1710754, кл. E 21С 41/26, 1992, БИ N 5.

2. Авторское свидетельство СССР N 1730452, кл. E 21С 41/26, 1992, БИ N 16.

3. Фисенко Г. Л. Устойчивость бортов карьеров и отвалов. М. Недра, 1965, 378 с.

4. Методические указания по определению углов наклона бортов, откосов уступов и отвалов строящихся и эксплуатируемых карьеров. Л. ВНИМИ, 1972, 164 с.

5. Временные методические указания по управлению устойчивостью бортов карьеров цветной металлургии. М. Унипромедь, 1989, 128 с.

6. Нормы технологического проектирования предприятий черной металлургии с открытым способом разработки. Л. Гипроруда, 1986, 264 с.

Формула изобретения

Способ отработки полезных ископаемых, включающий отработку карьера до граничного контура этапами по глубине, формирование промежуточного дна, погашение бортов, отработку массива и углубку карьера, отработку и транспортирование полезных ископаемых, отличающийся тем, что на первом этапе отработки карьера борта отстраивают с параметрами, обеспечивающими получение показателей сцеления и угла внутреннего трения массива по их устойчивости, а на последующих этапах борта переотстраивают в новые положения, которые определяют по выражениям



где K_у(j + 1)_i и коэффициент устойчивости борта соответственно в последующем и предыдущем его положениях по i-му профилю;
j и i порядковый номер соответственно положения и нормального профиля борта;
величина изменения коэффициента устойчивости борта для обеспечения проектного его значения по i-му профилю соответственно в предыдущем и последующем положении;
средневзвешенные сцепление и угол внутреннего трения приконтурного массива соответственно в последующем и предыдущем положениях борта по i-му профилю, МПа, градус,
на высоту, допустимую устойчивостью бортов и параметрами дна карьера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3