Спосіб відкритої розробки родовищ з елементами підземних робіт
Номер патенту: 20295
Опубліковано: 15.07.1997
Автори: Дядечкін Микола Іванович, Стагіс Станіслав Генріхович
Формула / Реферат
Способ открытой разработки месторождений с элементами подземных работ, включающий отработку месторождения открытым.ярусом, открытым с элементами подземных работ ярусом -буферным слоем и подземным ярусом с образованием единого выработанного пространства, проходку вскрывающих стволов в открытом ярусе, въездных траншей и полутрапшей, разрезных траншей и полутраншей в открытом ярусе и открытом с элементами подземных работ ярусе – буферном слое, проходку временных квершлагов, подземных и вспомогательных стволов, полевых штреков, буровых выработок в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое и подземном ярусе, формирование конструктивных элементов единого выработанного пространства, площадок уступов и берм безопасности нерабочих бортов и транспортных берм, рабочих погрузочных площадок, спусков транспортных коммуникаций рабочего борта, выемку полезного ископаемого на горизонтах, отработку открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса -буферного слоя уступами, и отработку подземного яруса из подземных горных выработок, очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе — буферном слое без разноса бортов с формированием отрезной щели. отбойку горной массы в забоях бурением из подземных буровых выработок панелей н пзрыванием восходящих и нисходящих сква-жпн, перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство, отличающийся тем, что проходку въездной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое осуществляют не более чем на половину длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов н на каждом его горизонте с обеспечением максимально-допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-трансгюртного оборудования, затем, при проходке временных квершлагов с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательных стволов с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, проходку разрезной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое осуществляют на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса — буферного слоя, а выемку горной массы на горизонтах в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое осуществляют в панелях, чередующихся по простиранию залежи фланговых блоков, при этом буровые выработки в панелях проходят сподошвы рабочего борта разрезной траншеи во время вскрытия горизонта, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки - осевого штрека, очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое ведут сначала в забое въездной траншеи или полутраншеи блока панелей фланга рабочего борта, прилегающего, после вскрытия нижнего горизонта, к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонта, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей или полутраишеей в забое разрезной траншеи или полутраншеи на противоположном фланге рабочего борта в блоке панелей или на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей, причем формирование отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе — буферном слое осуществляют разрезной траншеей или полутраншеей на каждом фланге горизонтов рабочего борта, отбойку горной массы из подземных горных выработок панелей осуществляют в чередующихся по простиранию фланговых блоков одновременно с формированием рабочих/погрузочных площадок, транспортных берм рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов, перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство осуществляют по транспортным коммуникациям открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса — буферного сло'я с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций обоих ярусов.
Текст
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при одновременном ведении открытых и подземных работ на рудных месторождениях. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ открытой разработки месторождений с элементами подземных работ, включающий отработку месторождения открытым ярусом, открытым с элементами подземных работ ярусом - буферным слоем, подземным ярусом с образованием единого выработанного пространства, проходку вскрывающих стволов в открытом ярусе, въездных траншей и полутраншей, разрезных траншей, полутраншей в открытом ярусе и открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое, проходку временных квершлагов, подъемного и вспомогательных стволов, полевых штреков, буровых выработок в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое и подземном ярусе, формирование конструктивных элементов единого выработанного пространства площадок уступов и берм безопасности нерабочих бортов, транспортных берм, рабочих погрузочных площадок, спусков транспортных коммуникаций рабочего борта, выемку полезного ископаемого на горизонтах, отработку открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя уступами, а подземного из подземных горных, выработок, очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое без разноса бортов с формированием отрезной щели, отбойку горной массы в забоях бурением и взрыванием восходящих и нисходящих скважин, перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство. При этом проведение въездной траншеи на каждом разрабатываемом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя осуществляют вкрест простирания залежи, а временных квершлагов - с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи, при этом, одновременно проходят вспомогательные стволы в висячем и лежачем боках залежи с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя. Проведение разрезной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя осуществляют длиной, равной горизонтальной мощности отрабатываемой части залежи. Выемку полезного ископаемого в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое ведут отрезной панелью по оси залежи и боковыми панелями вдоль флангов отрезной панели, при этом проходку отрезного штрека отрезной панели производят из рабочего борта разрезной траншеи и буровых ортов, после проведения полевых штреков в лежачем и висячем боках залежи и буровых ортов боковых панелей между ними из временных квершлагов. Очистную выемку в о ткрытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое ведут фронтальным и двумя боковыми забоями и формируют при этом поддерживающие целики в бортах яруса, причем образование отрезной щели осуществляют на каждом горизонте проходкой разрезной траншеи и отработкой фронтальным забоем отрезной панели. Посекционную отбойку полезного ископаемого на каждом горизонте в боковых и отрезной панелях осуществляют одновременно с формированием рабочих и погрузочных площадок и транспортных берм. Перемещение отбитого полезного ископаемого производят по транспортным коммуникациям во временном очистном пространстве открытой выемки, а доставку закладочного материала осуществляют по транспортным коммуникациям во временном очистном пространстве открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя (Патент СССР №21806267, A3, кл. E21C41/16, 1993). Недостатком данного способа является низкая концентрация горных работ в единицу рабочего времени в течении отработки месторождения в пределах одного забоя открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя из-за того, что очистную выемку ведут фронтальным и двумя боковыми забоями и формируют при этом между собой поддерживающие целики в бортах яруса с расположенными на них транспортными коммуникациями его рабочей зоны, и это не обеспечивает возможности создания условий для одновременного выполнения буровых, выемочнопогрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций рабочей зоны в пределах одного забоя открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя. Указанный недостаток повышает текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и отдаляет срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности приводит к повышению затрат на производство вскрышных работ и себестоимость добываемого сырья. Причиной, препятствующей получению технического результата заявляемого изобретения, является невозможность создания условий в пределах одного очистного забоя открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, для одновременного выполнения буровых, выемочно-погрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций его рабочей зоны из-за того, что очистную выемку ведут фронтальным и двумя боковыми забоями и формируют, при этом между собой поддерживающие целики в бортах яруса с расположенными на них транспортными коммуникациями его рабочей зоны и тем самым не достигается повышение концентрации горных работ в единицу рабочего времени в течении отработки месторождения в пределах одного очистного забоя открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, что приводит к высокому текущему коэффициенту вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера, задержки срока начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повышает затраты на производство вскрышных работ и себестоимость добываемого сырья. Задачей изобретения является усовершенствование способа открытой разработки месторождения с элементами подземных работ, в котором путем обеспечения возможности создания условий для одновременного выполнения буровых, выемочнопогрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций рабочей зоны открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя в пределах одного забоя за счет изменения порядка ведения очистной выемки и конструктивных элементов способа разработки достигают повышения концентрации горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя и за счет этого уменьшается текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сокращается срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат на производство вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Поставленная задача решается тем, что в способе открытой разработки месторождения с элементами подземных работ, включающем отработку месторождения открытым ярусом, открытым, с элементами • подземных работ ярусом - буферным слоем и подземным ярусом с образованием единого выработанного пространства, проходку вскрывающих стволов в открытом ярусе, въездных траншей и полутрашей, разрезных траншей и полутраншей в открытом ярусе и открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое, проходку временных квершлагов, подъемных и вспомогательных стволов, полевых штреков, буровых выработок в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое и подземном ярусе, формирование конструктивных элементов единого выработанного пространства площадок уступов и берм безопасности нерабочих бортов и транспортных берм, рабочих погрузочных площадок, спусков транспортных коммуникаций рабочего борта, выемку полезного ископаемого на горизонтах, отработку открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя уступами, и отработку подземного яруса из подземных горных выработок, очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое без разноса бортов с формированием отрезной щели, отбойку горной массы в забоях бурением из подземных буровых выработок панелей и взрыванием восходящих и нисходящих скважин, перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство, по изобретению проходку въездной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое осуществляют не более чем на половину. длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте с обеспечением максимальнодопустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горнотранспортного оборудования, затем, при проходке временных квершлагов с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательныхстволов с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, проходку разрезной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое осуществляют на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, а выемку горной массы на горизонтах в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое осуществляют в панелях, чередующи хся по простиранию залежи фланговых блоков, при этом буровые выработки в панелях проходят с подошвы рабочего борта разрезной траншеи во время вскрытия горизонта, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки - осевого штрека, очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое ведут сначала в забое въездной полутраншеи блока панелей фланга рабочего борта, прилегающего, после вскрытия нижнего горизонта, к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонта, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей в забое разрезной траншеи или полутраншеи на противоположном фланге рабочего борта в блоке панелей или на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей, причем формирование отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое осуществляют разрезной траншеей или полутраншеей на каждом фланге горизонтов рабочего борта, отбойку горной массы из подземных горных выработок панелей осуществляют в чередующи хся по простиранию фланговых блоков одновременно с формированием рабочих погрузочных площадок, транспортных берм рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов, перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство осуществляют по транспортным коммуникациям открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций обеих ярусов. Физические предпосылки предлагаемого способа заключаются в следующем. Для успешного решения поставленной задачи необходимым является знание об условиях эффективного применения различных систем разработки и технологических схем, определяющих порядок формирования в горном массиве (в рабочей зоне) подготовительных, нарезных и очистных работ с целью выемки полезного ископаемого и способах реализации технологических процессов с помощью которых осуществляется указанная цель. К технологическим процессам относятся: отбойка руды, ее выпуск, доставка, погрузка и транспортировка. К подготовительным работам относятся работы по проведению ортов-заездов, полевых штреков и восстающих, разрезных траншей и вскрышных работ. К нарезным и очистным выработкам относятся выработки, проведенные по полезному ископаемому в пределах блока, с помощью которых осуществляют те хнологические процессы по выемке полезного ископаемого. Способ образования нарезных и очистных выработок определяется принятыми технологией и механизацией технологических процессов. Применение новой технологии способствует возникновению новых схем подготовки и очистной выемки, которые в итоге влияют на изменение конструктивных элементов систем и на появление новых. В данном случае, новой технологией для открытой разработки по выполнению части нарезных и очистных работ продолжает считаться разбуривание горного массива из подземных горных выработок. Применение данной технологии и в дальнейшем способствовало возникновению новой схемы подготовки и очистной выемки, которые в итоге повлияли на изменение конструктивных элементов системы разработки прототипа. В частности, отказ использовать в рабочей зоне открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя поддерживающих целиков с расположенными на них транспортными коммуникациями позволил избежать таких нежелательных последствий как консервирование на определенное время части запасов полезного ископаемого и вытягивание зоны очистной выемки по простиранию, что, в свою очередь рассредотачивает выполнение горных работ во времени и по площади и тем самымповышает текущий коэффициент вскрыши при начале отработки глубоких горизонтов карьера и отдаляет срок начала формирования внутрикарьерного отвала, что в совокупности повышает затраты на производство вскрышных работ и себестоимость добываемого сырья. Для получения необходимого технического результата предлагается расположить транспортные коммуникации непосредственно на рабочем борту и исключить использование поддерживающих целиков, изменив при этом порядок выемки горной массы, чтобы выполнять очистные работы в необходимом объеме в панелях фланговых блоков, чередующихся по простиранию залежи на каждом горизонте сначала в забое въездной траншеи блока панелей на фланге рабочего борта, прилегающего к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонта с одновременным формированием нового транспортного спуска, а затем в забое разрезной траншеи на противоположном фланге на месте транспортного спуска, сформированного ранее въездной траншеей или полутраншеей. Все предлагаемые конструктивные элементы системы разработки технически выполнимы, а определенный порядок их формирования в максимальной степени совмещает во времени и на площади подготовительные, нарезные и очистные работы, что и предопределяет высокую концентрацию горных работ, выполняемых в единицу рабочего времени в очистных забоях и достижения выше перечисленных потребительских качеств. Существенными признаками в данном изобретении являются: - отработка месторождения открытым ярусом, открытым с элементами подземных работ ярусом буферным слоем и подземным ярусом с образованием единого выработанного производства; - проходка вскрывающих стволов в открытом ярусе; - проходка въездных траншей и полутраншей, разрезных траншей и полутраншей в открытом ярусе и открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое; - проходка временных квершлагов, подъемных и вспомогательных стволов, полевых штреков, буровых выработок в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое и подземном ярусе; - формирование конструктивных элементов единого выработанного производства -площадок уступов и берм безопасности нерабочих бортов и транспортных берм, рабочих погрузочных площадок, спусков транспортных коммуникаций рабочего борта; - выемка полезного ископаемого на горизонтах; - отработка открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя уступами; - отработка подземного яруса из подземных горных выработок; - очистная выемка в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое без разноса бортов с формированием отрезной щели; - отбойка горной массы в забоях бурением из подземных буровых выработок панелей и взрыванием восходящих и нисходящи х скважин; перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство; - проходка въездной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое не более чем на половину длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования; - проходка разрезной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе -буферном слое на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя при проходке временных квершлагов с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательных стволов с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя; - выемку горной массы на горизонтах в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое в панелях, чередующи хся по простиранию залежи фланговых блоков; - проходка буровых выработок в панелях с подошвы рабочего борта разрезной траншеи во время вскрытия горизонта, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки - осевого штрека; - очистная выемка в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое сначала в забое въездной полутраншеи блока панелей фланга рабочего борта, прилегающего, после вскрытия нижнего горизонта, к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонта, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей в забое разрезной траншеи или полутраншеи на противоположном фланге рабочего борта в блоке панелей или на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей; - формирование отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое разрезной траншеей или полутраншеей на каждом фланге горизонтов рабочего борта; - отбойка горной массы из подземных горных выработок панелей в чередующи хся по простиранию фланговых блоков одновременно сформированием рабочих погрузочных площадок, транспортных берм рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов; перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство по транспортным коммуникациям открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций обоих ярусов. Новыми существенными признаками являются: - проходка въездной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе -буферном слое не более чем на половину длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования; - проходка разрезной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя при проходке временных квершлагов с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательных стволов с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя; - выемку горной массы на горизонтах в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое в панелях, чередующи хся по простиранию залежи фланговых блоков; - проходка буровых выработок в панелях с подошвы рабочего борта разрезной траншеи во время вскрытия горизонта, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки - осевого штрека; - очистная выемка в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое сначала в забое въездной полутраншеи блока панелей фланга рабочего борта, прилегающего, после вскрытия нижнего горизонта, к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонта, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей в забое разрезной траншеи или полутраншеи на противоположном фланге рабочего борта в блоке панелей или на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей; - формирование отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое разрезной траншеей или полутраншеей на каждом фланге горизонтов рабочего борта; - отбойка горной массы из подземных горных выработок панелей в чередующи хся по простиранию фланговых блоков одновременно с формированием рабочих погрузочных площадок, транспортных берм рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов; перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство по транспортным коммуникациям открытого яруса и открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций обеих ярусов. Новые существенные признаки являются необходимыми и достаточными во всех случаях осуществления способа. Благодаря проходке въездной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое не более чем на половину длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования получаем возможность, при формировании конструктивных элементов единого выработанного пространства, на этапе вскрытия горизонтов создавать условия для одновременного выполнения буровых, выемочно-погрузочных, транспортных технологических операций в пределах одного очистного забоя и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций его рабочей зоны, что позволит повысить концентрацию горных выработок в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря проходке разрезной траншеи в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ ярусе - буферном слое при проходке временных квершлагов с подошвы нерабочего борта въездной траншеи в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательных стволов с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя, получаем возможность, при формировании конструктивных элементов единого выработанного пространства на этапе выполнения подготовительных работ, создать условия в пределах одного очистного забоя для одновременного выполнения буровых, выемочно-погрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций его рабочей зоны, что позволит повысить концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря выемке на горизонтах открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя в панелях, чередующихся по простиранию залежи фланговых блоков получаем возможность сформировать конструктивные элементы единого выработанного пространства, позволяющие создать условия в пределах одного очистного забоя для одновременного выполнения буровых, выемочно-погрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций его рабочей зоны, что позволит повысить концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря проходке буровых, выработок в панелях с подошвы рабочего борта разрезной траншеи во время вскрытия горизонта, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки - осевого штрека получаем возможность на этапе производства нарезных работ создавать условия для одновременного выполнения буровых, выемочнопогрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций его рабочей зоны, что позволит повысить концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить сроки начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря тому, что очистную выемку в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое ведут сначала в забое въездной полутраншеи блока панелей фланга рабочего борта, прилегающего, после вскрытия нижнего горизонта, к разрезной траншее или полутраншее нижнего горизонте, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей в забое разрезной траншеи или полутраншеи на противоположном фланге рабочего борта в блоке панелей или на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей или полутраншеей получаем возможность одновременно выполнять буровые, выемочно-погрузочные, транспортные технологические операции и постоянно формировать при этом транспортные коммуникации рабочей зоны в пределах одного очистного забоя, что позволит повысить концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря формированию отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое разрезной траншеей или полутраншеей получаем возможность при производстве очистных работ избегать применения при этом целого ряда специализированных и вспомогательных работ и упростить технологический процесс по нарезным работам, что способствует повышению концентрации горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного забоя и за счет этого уменьшить текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократить срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря отбойке горной массы из подземных горных выработок в панелях, чередующи хся по простиранию фланговых блоков одновременно с формированием рабочих погрузочных площадок, транспортных берм рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов получаем возможность формировать конструктивные элементы единого выработанного пространства, исключающие наличие временных поддерживающих целиков между забоями, в пределах открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя и избегать при этом вытягивания по простиранию рабочей зоны яруса буферного слоя, что приведет к повышению концентрации горных работ в единицу рабочего времени в течении обработки месторождения в пределах одного забоя и за счет этого уменьшится текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократится срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Благодаря перемещению отбитого полезного ископаемого и доставке закладочного материала в единое выработанное пространство по транспортным коммуникациям открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций обеих ярусов получаем возможность на этапе формирования конструктивных элементов единого выработанного пространства создать условия для сокращения сроков начала отсыпки внутрикарьерного отвала и интенсификации его формирования, что повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и себестоимость добываемого сырья. Благодаря совокупности перечисленных выше известных и новых существенных признаков стало возможным создание условий для одновременного выполнения буровых, выемочно-погрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций рабочей зоны открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя в пределах одного забоя, что позволит повысить концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течении отработки месторождения в пределах одного очистного забоя и за счет этого уменьшится текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократится срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 в вертикальной проекции показана общая схема ведения горных работ при открытом с элементами подземных горных работ способе разработки месторождения полезного ископаемого; на фиг.2 - общая схема проходки вскрывающих, подготовительно-нарезных горных выработок на одном из горизонтов открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя; на фиг.3 - вид в плане фиг.1; на фиг.4 разрез А - А на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б - Б на фиг.3. Способ осуществляется следующим образом. Месторождение полезного ископаемого средней и большой мощности отрабатывают по простиранию сначала открытым ярусом 1 и открытым с элементами подземных работ ярусом - буферным слоем 2 ("буферный слой" (Новая технология выемки руды в период перевода открытых работ на подземные в Кривбассе // Горн. журн. - 1991. - №11. - С.16 - 19). Отработку месторождения подземным ярусом 3 начинают по мере необходимости, обуславливаемой оптимизацией производственной мощности горнодобывающего объекта, а также размеров капитальных вложений на подготовку и эксплуатацию месторождения в дальнейшем. Отработку открытого яруса 1 и открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя 2 ведут сначала уступами 4, высотой соответственно 12 - 15 метров и 25 - 45 метров, а подземного яруса 3 из подземных горных выработок 5. Выемку руды в яр усах ведут на горизонтах 6. В открытом ярусе 1 проходят вскрывающий ствол 7 в лежачем боку залежи и въездные траншеи 8 внешнего и комбинированного заложения, а в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое 2 и подземном ярусе 3 проходят подъемный ствол 9. Вскрытие въездной траншеи 8 открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя 2 осуществляют не более чем на половину длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом горизонте с обеспечением максимально-допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования. Если въездную траншею 8 открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя 2 проходя на длину равную половине длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом горизонте 6 с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования, то при постоянном уменьшении, с глубиной разработки, длин нижних контуров горизонтов 6 рабочего борта будет происходит увеличение угла наклона транспортных спусков, что повлияет на выбор горно-транспортного оборудования. При использовании однотипных транспортных средств, режим их эксплуатации на верхних горизонтах 6 будет более благоприятным, чем на нижнем горизонте 6, где величина угла наклона транспортного спуска приближается к максимально допустимому для данного типа транспорта. Если проходку въездной траншеи 8 открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя осуществляют на длину, которая меньше половины длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом горизонте 6 с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горнотранспортного оборудования, тогда это позволит быстрее вскрывать нижележащие горизонты 6 и проводить горно-подготовительные работы, но режим эксплуатации горно-транспортного оборудования будет менее благоприятным, так как угол наклона транспортных спусков на всех горизонтах будет больше, чем в первом случае. Из этого следует, что проходка въездной траншеи 8 открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя на длину равную половине длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте 6 с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горно-транспортного оборудования целесообразна для снижения нагрузок на транспортные средства, а проходку въездной траншеи 8 открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя на длину меньшую половины длины нижнего контура рабочего борта на одном из его флангов и на каждом его горизонте с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющегося горнотранспортного оборудования целесообразна для сокращения сроков вскрытия горизонтов 6. Проходку разрезной траншеи 10 в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое 2 производят на противоположном фланге рабочего борта по отношению к его флангу с пройденной въездной траншеей 8 на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи 8 на каждом горизонте 6 открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя 2, при проходке временных квершлагов 11 с подошвы нерабочего борта въездной траншеи 8 в сторону висячего и лежачего боков залежи и вспомогательных стволов 12 с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса 1 до уровня отработки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя 2. Выемку горной массы на горизонтах 6 в открытом с элементами подземных работ ярусе буферном слое 2 ведут в панелях 13 фланговых блоков 14, чередующи хся по простиранию залежи. Буровые выработки 15, 16 в панелях 13 проходят с подошвы рабочего борта разрезной траншеи 10 во время вскрытия горизонта 6, а в процессе очистной выемки - из ранее пройденных полевых штреков 17 висячего и лежачего боков залежи и буровой выработки 16 - осевого штрека. Очистную выемку в о ткрытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое 2 сначала осуществляют в забое въездной полутраншеи 18 в фланговом блоке 14 панелей 13, прилегающем, после вскрытия нижнего контура горизонта 6, к разрезной траншее 10 для разрезной полутраншее 19 нижнего горизонта 6, а затем, после одновременно сформированного транспортного спуска въездной траншеей 8 или въездной полутраншеей 18 - в забое разрезной траншеи 10 или разрезной полутраншеи 19 на противоположном фланге рабочего борта в фланговом блоке 14 панелей 13 или на месте ранее образованного спуска въездной траншеей 8 или въездной полутраншеей 18. Формирование отрезной щели в открытом с элементами подземных работ ярусе - буферном слое 2 осуществляют с помощью разрезной траншеи 10 или разрезной полутраншеи 19 на каждом фланге горизонтов 6 рабочего борта. Отбойку горной массы из подземных горных выработок панелей 13 производят в чередующи хся по простиранию фланговых блоков 14 одновременно с формированием рабочих погрузочных площадок рабочего борта и берм безопасности нерабочих бортов. Перемещение отбитого полезного ископаемого и доставку закладочного материала в единое выработанное пространство осуществляют по транспортным коммуникациям 20 открытого яруса 1 и по транспортным коммуникациям 21 открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя 2 с одновременной послойной отсыпкой внутрикарьерного отвала 22 и формированием на его уступах дополнительных транспортных коммуникаций 23 и 24 соответственно ярусов 1 и 2. Пример осуществления способа открытой разработки месторождений с элементами подземных работ приводится применительно к условиям карьера №3 Новокриворожского государственного железорудного комбината. Карьер вскрыт на глубину 265м с горизонта +100м, на длину - 2,1км и ширину 1,6 - 1,7км. Залежь месторождения представлена в виде пластообразного крутопадающего рудного тела длиной по простиранию 2250м, максимальной глубиной распространения 370 - 430м, мощностью 20 400м. Отработку месторождения предполагается вести открытым способом до отметки -180м, открытым с элементами подземных работ до отметки -360 - 390м без разноса бортов карьера и подземным с нижней отметки открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя. Параметры открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя составят: по длине до 2300м, по высоте 180 - 210м и в ширину 700 - 750м (среднее значение). Вскрытие горизонтов будет производиться в северной части карьера. Проходка въездных траншей на горизонтах буферного слоя будет проводиться поочередно на каждом фланге рабочего борта на половину или на меньшую часть длины его нижнего контура с обеспечением максимально допустимого уклона формирующегося при этом транспортного спуска для имеющихся горно-транспортных средств (Бел. 75 - 19, НД 1200, Бел. 543), которая будет равна: в первом случае для самого нижнего горизонта 450 - 470м и для самого верхнего - 600 - 650м с уклонами транспортных спусков соответственно 70% и 45 50%, что указывает на изменение величины уклона от проектно допустимой до более пологой. Во втором случае длина въездных траншей будет иметь значение соответственно от 400м до 550 650м, что позволит сократить объемы горных работ и время на вскрытие нижнего горизонта. Первый вариант более приемлем для нижних горизонтов, а второй - для верхних горизонтов открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя. Проходка разрезных траншей на горизонтах буферного слоя будет проводиться также поочередно на каждом фланге рабочего борта, противоположном к флангу с пройденной в ней въездной траншеей на длину оставшейся части участка нижнего контура рабочего борта после проходки въездной траншеи и на каждом горизонте, что будет составлять от 400м на нижнем горизонте до 600 - 900м на верхнем. Так как длина нижних контуров горизонтов рабочего борта буферного слоя в среднем больше чем ширина самого буферного слоя то, в этом случае, контур рабочего борта будет иметь конфигурацию кривой или ломаной линии с осевой симметрией по оси залежи (например - форма клина). На каждом горизонте буферного слоя открытого с элементами подземных работ яруса с подошвы нерабочего борта въездной траншеи проходят временные квершлаги, а с площадок уступов нерабочих бортов открытого яруса вспомогательные стволы в висячем и лежачем боках залежи до уровня отработки данного яруса. С подошвы рабочего борта разрезной траншеи начинают проходить с интервалом 25 - 30м горизонтальные буровые выработки, а по оси залежи - замыкающую и х буровую - осевую выработку, сечением 10 - 12м. В процессе очистных работ проходка буровых выработок осуществляется из ранее пройденных полевых штреков в висячем и лежачем боках залежи и буровой осевой выработки. Выемка горной массы на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя будет осуществляться в панелях шириной 50 - 60м и высотой 25 - 30м фланговых блоков шириной до 30м, длиной 400 - 650м и высотой равной высоте панелей, которые поочередно с одного фланга на другой будут извлекаться. Очистная выемка на каждом горизонте открытого с элементами подземных работ яруса - буферного слоя будет проводиться сначала в забое въездной полутраншеи, прокладываемой в блоке панелей, расположенном на том фланге, на нижнем горизонте которого уже была пройдена разрезная траншея или полутраншея для очистных работ и одновременно для формирования отрезной щели при отбойке данного блока панелей вышележащего горизонта, а затем в забое разрезной полутраншеи, расположенной на противоположном фланге рабочего борта, на месте ранее образованного транспортного спуска въездной траншеей, при вскрытии и въездной полутраншеей, при очистной выемке. Выемку осуществляют карьерными экскаваторами типа ЭКГ-8 И или ЭКГ-12 и др. Отбойку горной массы на каждом горизонте буферного слоя проводят взрыванием восходящи х и нисходящих вееров скважин в панелях блоков, пробуренных с помощью серийно выпускаемых отечественных буровых станков НКР-100м и др. на длину не превышающую 35 - 40м. Одновременно с отбойкой из подземных выработок будет происходить формирование рабочих погрузочных площадок рабочего борта шириной до 30м и берм безопасности на нерабочих бортах шириной до 10м. Данный способ отбойки позволил также избежать сильного сейсмического воздействия на горный массив вблизи контура выработанного пространства, что повысит его сохранность и большую устойчивость. Формирование внутрикарьерного отвала начинается сразу же после вскрытия дна карьера последним горизонтом. Отсыпку осуществляют послойно (высота уступа 25 - 30м), оконтуривая рабочий борт с отставанием от него не менее чем на ширину проезжей части дороги, проложенной по дну карьера. По мере продвижения рабочего борта на юг продолжают формировать отвал послойной отсыпкой на полную высоту открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя, а также в зоне открытого яруса с формированием при этом дополнительных транспортных коммуникаций. Так как развитие горных работ в карьере №3 НКГОКа предполагает по проекту в ближайшее десятилетие отработку на юге межкарьерного перешейка, прилегающего к карьеру ЮГОКа, в котором сосредоточено, за проектными данными, до 60% запасов неокисленных железистых кварцитов - основного добываемого сырья рудника на глубине свыше 150 - 200м и до 70% запасов окисленных железистых кварцитов перспективного для добычи сырья. Но, при сопоставлении проектных значений годовых объемов вскрышных работ, которые колеблятся в среднем для периода отработки 1990 - 2000гг. в пределах 10 - 12млн.м 3 с фактическими значениями за период 1991 - 1993гг. - 8 - 3млн.м 3, тогда реальное состояние по продолжению выполнения производственной программы довольно критическое из-за невозможности обеспечения фронта добычных работ. Предлагаемая технология позволит получить большую концентрацию горных работ в единицу рабочего времени в течение отработки месторождения в пределах одного очистного забоя открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя и за счет этого уменьшится текущий коэффициент вскрыши на период вскрытия и начала отработки глубоких горизонтов карьера и сократится срок начала внутрикарьерного складирования вскрыши, что в совокупности повлияет на снижение затрат по производству вскрышных работ и на себестоимость добываемого сырья из-за обеспечения возможности создания условий для одновременного выполнения буровых, выемочнопогрузочных, транспортных технологических операций и для постоянного формирования при этом транспортных коммуникаций рабочей зоны открытого с элементами подземных работ яруса буферного слоя в пределах одного очистного забоя за счет изменения порядка ведения очистной выемки и конструктивных элементов способа разработки, что даст возможность избежать критический момент, не прибегая к резкому наращиванию вскрышных работ, и с обеспечением необходимого по проекту фронта для добычных работ через 15 - 20 лет будет реализована возможность для внутрикарьерного раздельного складирования пустых пород и невостребуемых окисленных кварцитов в объеме согласно проектным данным до 400млн.м 3 из более 500млн.м 3, имеющих в настоящее время в пределах карьера №3 НКГОКа и дополнительно принимать объемы вскрыши из смежного карьера ЮГОКа. Предложенное изобретение можно использовать при разработке месторождений средней и большой горизонтальной мощности не только с вытянутой, но и с небольшой протяженностью по простиранию, что выгодно отличает от ранее предлагаемых способов разработки. Все конструктивные элементы единого выработанного пространства являются характерными при ведении в настоящее время раздельно открытых и подземных разработок серийно выпускаемым буровым, выемочнопогрузочным и транспортным горным оборудованием. Реализация данного способа исключает большие капитальные затраты на этапе подготовки месторождения к выемке полезного ископаемого одновременно открытым ярусом и открытым с элементами подземных работ ярусе - буферном слое, и позволяет плавно (по мере необходимости) перейти на подземный способ разработки.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for open mining with elements of underground works
Автори англійськоюDiadechkin Mykola Ivanovych, Stahis Stanislav Henrikhovych
Назва патенту російськоюСпособ открытое разработки месторождений с элементами подземных работ
Автори російськоюДядечкин Николай Иванович, Стагис Станислав Генрихович
МПК / Мітки
МПК: E21C 41/16, E21C 41/26
Мітки: елементами, спосіб, родовищ, підземних, робіт, відкритої, розробки
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/10-20295-sposib-vidkrito-rozrobki-rodovishh-z-elementami-pidzemnikh-robit.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб відкритої розробки родовищ з елементами підземних робіт</a>
Попередній патент: Сплав на основі заліза з ефектом пам’яті форми
Наступний патент: Переднє сидіння транспортного засобу
Випадковий патент: Спосіб препарування триголового м'яза гомілки у щурів