Спосіб відкритої розробки мульдоподібних покладів корисних копалин з внутрішнім відвалоутворенням

Спосіб відкритої розробки мульдоподібних покладів корисних копалин з внутрішнім відвалоутворенням, що включає відпрацювання покладу кар'єром з формуванням уступів і берм, почергове погашення уступів на ділянці відсипання тимчасового внутрішнього відвалу з формуванням на цих уступах запобіжних берм, відсипання розкривних порід бульдозерним способом, який відрізняється тим, що тимчасовий внутрішній відвал формують у формі сектора в один ярус, висоту якого приймають кратною висоті уступу, переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо осі обертання і на нижні горизонти здійснюють на відвальні західки безтранспортним способом драглайнами одного типорозміру, при переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу навколо осі Корисна модель відноситься до гірничої промисловості, до галузі відкритих гірничих робіт і може бути використана при відпрацюванні мульдоподібних покладів кар'єрами округлої у плані форми, а також еліптичної форми з розташуван ням і переміщенням тимчасового внутрішнього відвалу в межах виділеної округлої частини кар'єру. Відомий спосіб внутрішнього відвалоутворення в кар'єрі, який полягає у тому, що бокову пове 3 48812 рхню борта в одному з торців кар'єру, що вийшов на проектний контур, формують у виді перевернутого зрізаного кругового конусу, а розвиток гірничих робіт здійснюють по простяганню покладу з формуванням у даному торці кар'єру внутрішнього відвалу [патент Російської Федерації №2054549, опубл. в Бюл. №5 від 20.02.96]. Недоліком даного способу є те, що формування внутрішнього відвалу можливе тільки при виході кар'єру по глибині на проектні контури. Найбільш близьким технічним рішенням, обраним як прототип, є спосіб відпрацювання мульдоподібних покладів, що включає розкриття покладу на одному з флангів, ведення гірничих робіт по периметру мульди з поступовим їх поглибленням і внутрішнім відвалоутворенням, відпрацювання покладу по спіралі горизонтальними або похилими шарами з поглибленням гірничих робіт після відпрацювання кожного шару до досягнення кар'єром проектної глибини [А.С. СРСР №1735587, опубл. в Бюл. №19 від 23.05.92]. Недоліками даного способу є переміщення тимчасового внутрішнього відвалу транспортним способом, внаслідок чого зростають сумарні витрати на відвалоутворення, а також істотне ускладнення організації і ведення гірничих робіт у кар'єрі. Задачею корисної моделі є вдосконалення способу відкритої розробки мульдоподібних покладів корисних копалин з внутрішнім відвалоутворенням, за рахунок формування тимчасового внутрішнього відвалу у формі сектора в один ярус, переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання і на нижні горизонти драглайнами безтранспортним способом до досягнення кар'єром кінцевої глибини, що дозволяє зменшити витрати на розробку родовища за рахунок скорочення дальності транспортування розкривних порід, зменшити площі земель під зовнішні відвали, покращити екологічну ситуацію, переміщувати тимчасовий внутрішній відвал в залежності від Шn.з р n 1 Rmax ч Rmax p n sin 90 де Аз - ширина відвальної західки; Нв - висота тимчасового внутрішнього відвалу; - кут укосу відвального ярусу, а при переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти робоча зона драглайнів переміщується перпендикулярно однієї зі сторін сектора, при цьому переміщення відвальної західки здійснюють з послідовним збільшенням кількості додаткових переекскавацій m(m=1, 2, 3...) при досягненні відповідної ширини робочої зони драглайну: Шmз р. m 1 Rmax ч m 1 Rmax m p Aз Нв ctg , при цьому переміщення тимчасового внутрішнього відвалу здійснюють до досягнення кар'єром кінцевої глибини. Заявлена корисна модель ілюструється схемами, де на Фіг.1 приведено план кар'єру на момент початку внутрішнього відвалоутворення; на Фіг.2 - одне з положень в плані тимчасового внут 4 ведення гірничих робіт. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що спосіб відкритої розробки мульдоподібних покладів корисних копалин з внутрішнім відвалоутворенням включає відпрацювання покладу кар'єром з формуванням уступів і берм, почергове погашення уступів на ділянці відсипання тимчасового внутрішнього відвалу з формуванням на цих уступах запобіжних берм, відсипання розкривних порід бульдозерним способом. Згідно корисної моделі тимчасовий внутрішній відвал формують у формі сектора в один ярус, висоту якого приймають кратною висоті уступу, переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання і на нижні горизонти здійснюють на відвальні західки безтранспортним способом драглайнами одного типорозміру, при переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання робоча зона драглайнів переміщується по відвальній площадці з центральної частини кар'єру до його периферії, при цьому переміщення відвальної західки починають зі схеми з роботою одного драглайну, а при досягненні ширини робочої зони драглайну: 0 Шр.з Rmax Rmax sin 90 ч p 2 cos 90 2 , Rmax ч де - максимальний радіус черпання драглайну; Rmax р - максимальний радіус розвантаження драглайну; - кут відхилення від горизонталі точки розвантаження драглайну у відвальну західку; - центральний кут відвального сектора, переміщення відвальної західки продовжують за схемами з роботою двох драглайнів та послідовним збільшенням кількості додаткових переекскавацій n (n=1,2,3...) при досягненні відповідної ширини робочої зони драглайну: 2 cos 90 2 n A з Нв ctg , рішнього відвалу в кар'єрі в період експлуатації кар'єру; на Фіг.3 - положення в плані внутрішнього відвалу в кар'єрі у відсипаному виді; на Фіг.4 - положення в плані тимчасового внутрішнього відвалу в кар'єрі до і після переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання; на Фіг.5 зображено в плані схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання безтранспортним способом екскаватором типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу драглайном і розвантаженням їх у нову відвальну західку в напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.6 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання без транспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх 5 розвантаженням у навал та подальшою переекскавацією порід навалу другим драглайном у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.7 і Фіг.8 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання безтранспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх розвантаженням у навал та подвійною їх переекскавацією другим драглайном у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.8 і Фіг.9 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання безтранспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх розвантаженням у навал та багатократною їх переекскавацією драглайнами у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.10 - положення тимчасового внутрішнього відвалу в кар'єрі до і після переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти; на Фіг.11 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти безтранспортним способом двома екскаваторами типу драглайн; на Фіг.12 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти безтранспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх розвантаженням у навал та подальшою переекскавацією порід навалу другим драглайном у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.13 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти без транспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх розвантаженням у навал та подвійною їх переекскавацією другим драглайном у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.14 - схему переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти безтранспортним способом двома екскаваторами типу драглайн з вийманням розкривних порід із відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу першим драглайном і їх розвантаженням у навал та багаторазовою їх переекскавацією двома драглайнами у нову відвальну західку у напрямі переміщення тимчасового внутрішнього відвалу; на Фіг.15 - схему розширення внутрішнього відвалу після його переміщення на нижні горизонти. На Фіг.1-15 позначено: 1 - драглайн №1; 2 драглайн №2; 3 - відвальна західка №1;4 - відвальна західка №2; 5 - положення відвальної західки №2 після переекскавації в неї розкривних порід навалу №1; 6 - положення відвальної західки №2 після переекскавації в неї розкривних порід навалу №2; 7 - положення відвальної західки №2 після переекскавації в неї розкривних порід навалів №1, №2 і №3; 8 - положення відвальної західки №1 до 48812 6 виймання з неї розкривних порід і переекскавації їх у навал №1; 9 - вісь ходу №1 драглайну; 10 - вісь ходу №2 драглайну; 11 - вісь ходу №3 драглайну; 12 - вісь ходу №4 драглайну; 13 - вісь ходу №5 драглайну; 14 - положення драглайну №1, при якому він працює з максимальними радіусами черпання і розвантаження; 15 - положення драглайну №1, починаючи з якого він працює з максимальним радіусом черпання; 16 - положення драглайну №1, з якого він починає виймати розкривні породи із відвальної західки №1; 17 - положення драглайну №2, при якому він працює з максимальними радіусами черпання і розвантаження; 18 - навал №1; 19 - навал №2; 20 - навал №3; 21 - відвальна площадка; 22 - уступ; 23 - площадка уступу; 24 робоча площадка; 25 - транспортна берма; 26 запобіжна берма; 27 - з'їзд; 28 - тимчасовий внутрішній відвал; 29 - постійний внутрішній відвал; 30 - положення тимчасового внутрішнього відвалу до його переміщення; 31 - положення тимчасового внутрішнього відвалу після його переміщення; 32 ділянка борту, з якої починають формування тимчасового внутрішнього відвалу; 33 - вісь обертання тимчасового внутрішнього відвалу; 34 - номера відвальних західок, які показують послідовність виймання і складування розкривних порід по західкам при переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу навколо осі обертання; 35 - відвальна берма; 36 - положення тимчасового внутрішнього відвалу до його розширення; 37 - положення тимчасового внутрішнього відвалу після його розширення; 38 - тимчасово неробочий борт; 39 - відвальна західка №3; 40 - відвальна західка №4; 41 відвальна західка №5; 42 - положення відвальної західки №5 після переекскавації в неї розкривних порід відвальної західки №3 та навалів №4 і №5; 43 - положення відвальної західки №3 до виймання з неї розкривних порід; 44 - положення відвальної західки №5 після переекскавації в неї розкривних порід відвальної західки №3; 45 - вісь ходу №6 драглайну; 46 - вісь ходу №7 драглайну; 47 - вісь ходу №8 драглайну; 48 - вісь ходу №9 драглайну; 49 - вісь ходу №10 драглайну; 50 - вісь ходу №11 драглайну; 51 - навал №4; 52 - навал №5; 53 - навал №6. Спосіб реалізується наступним чином. При досягненні кар'єром глибини, починаючи з якої буде економічно доцільним формування внутрішнього відвалу, з урахуванням його послідовного переміщення на нижні горизонти аж до кінцевої глибини кар'єру, здійснюють постановку у місці формування тимчасового внутрішнього відвалу 28 в тимчасово неробоче або кінцеве положення ділянку борту 32. При цьому на горизонті, з якого буде здійснюватись відсипання відвалу, залишають транспортну берму 25, яка забезпечить транспортний зв'язок розкривних горизонтів з тимчасовим внутрішнім відвалом 28. Транспортний зв'язок повинен існувати до закінчення робіт по переміщенню тимчасового внутрішнього відвалу 28 до кінцевої глибини кар'єру. Після цього з даної ділянки починають формувати тимчасовий внутрішній відвал 28. Формування тимчасового внутрішнього відвалу здійснюють бульдозерним способом. Тимчасо 7 48812 вий внутрішній відвал 28 формують в один ярус. Висоту внутрішнього відвалу приймають кратною висоті уступу. При цьому висота ярусу не повинна перевищувати максимальну глибину черпання драглайнів, а також максимально допустиму висоту ярусу, розраховану по стійкості порід відвалу. В залежності від ведення гірничих робіт, а також для забезпечення необхідної продуктивності кар'єру по корисній копалині при відпрацюванні мульдоподібного покладу, може виникнути необхідність у переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу 28 навколо вісі обертання 33 (Фіг.4), а при поглибленні гірничих робіт необхідним є переміщення тимчасового внутрішнього відвалу 28 на нижні горизонти (Фіг.10). Переміщення тимчасового внутрішнього відвалу 28, як навколо вісі обертання 33, так і на нижні горизонти, здійснюють драглайнами безтранспортним способом повздовжніми і трикутними відвальними західками на однакову відстань. Для забезпечення рівномірного посування відвального фронту, взаємозамінюваності драглайнів, а також для забезпечення повного використання робочих параметрів драглайнів, необхідним є використання драглайнів одного типорозміру. Для досягнення максимального об'єму відвалу у відсипаному виді рекомендується використовувати драглайни з довгою стрілою. Ширину відвальних західок приймають з урахуванням типорозміру драглайнів, берми безпеки і забезпечення нормального набору ковшем драглайну порід відвалу. Кут укосу ярусу відвалу приймають рівним куту природного укосу порід відвалу. При переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу навколо вісі обертання робоча зона драглайнів (зона, в межах якої здійснюється переміщення розкривних порід драглайнами) переміщуШ1.з р 2 Rmax ч Rmax p 1 sin 90 8 ється по відвальній площадці з центральної частини кар'єру до його периферії, а при переміщенні тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти робоча зона драглайнів переміщується перпендикулярно однієї зі сторін сектора. Переміщення порід тимчасового внутрішнього відвалу 28 навколо вісі обертання 33 здійснюють послідовно за схемами, зображеними на Фіг.5-9. Послідовність виймання і складування розкривних порід по західкам зображено на Фіг.4. Переміщення розкривних порід за схемою, зображеною на Фіг.5, здійснюють наступним чином. Драглайн 1 (2) розташовується на позиції 16 і виймає розкривні породи із відвальної західки 3 і укладає їх у відвальну західку 4, рухаючись уздовж вісі ходу 9. Починаючи з позиції 15, драглайн 1 (2) працює з максимальним радіусом черпання Rmax . Роботу за даною схемою припиняють при ч досягненні ширини робочої зони драглайну: 0 Шр.з 3 Rmax ч Rmax p 2 sin 90 драглайн 1 продовжує роботу за схемою, зображеною на Фіг.8, формуючи новий навал 18. Драглайн 2 після переекскавації частини навалу 18, що залишилась, у навал 19 (Фіг.7), переходить на вісь ходу 11 і переекскавовує у відвальну західку 4 розкривні породи навалу 19 (Фіг.8). Подальша переекскавація розкривних порід тимчасового внутрішнього відвалу 28 навколо вісі обертання 33 здійснюється за схемою, зображе 2 cos 90 2 , Подальше переміщення розкривних порід із відвальної західки 3 у відвальну західку 4 здійснюють двома драглайнами за схемою, зображеною на Фіг.6, наступним чином. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 10, виймає розкривні породи із відвальної західки 3 і укладає їх у навал 18. Драглайн 2, рухаючись уздовж вісі ходу 11 з відставанням від драглайну 1, виймає розкривні породи із навалу 18 і укладає їх у відвальну західку 4. Починаючи з позиції 15, драглайн 1 працює з Rmax максимальним радіусом черпання ч . При досягненні ширини робочої зони драглайнів: 2 драглайн 1 продовжує роботу за наступною схемою, формуючи новий навал 18 (Фіг.7), а драглайн 2 переекскавовує частину навалу 18, що залишилась, у відвальну західку 4, яка займе положення 5 (Фіг.6). Переміщення розкривних порід за схемою, зображеною на Фіг.7 здійснюють наступним чином. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 10, виймає розкривні породи із відвальної західки 3 і укладає їх у навал 18. Драглайн 2, рухаючись 2 Шр.з Rmax Rmax sin 90 ч p cos 90 A з Нв ctg , 2 уздовж вісі ходу 12 з відставанням від драглайну 1, і, працюючи з максимальними радіусами черпання Rmax і розвантаження Rmax , виймає ч р розкривні породи із навалу 18 і укладає їх у навал 19. Починаючи з позиції 15, драглайн 1 працює з максимальним радіусом черпання Rmax , а при ч досягненні ширини робочої зони драглайнів: 2 cos 90 2 2 A з Нв ctg , ною на Фіг.9, наступним чином. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 12, і, працюючи з максимальними радіусами черпання Rmax і розванч max , виймає розкривні породи із таження Rр навалу 18 і переекскавовує у навал 20. Драглайн 2, рухаючись уздовж вісі ходу 13 з відставанням від драглайну 1, і, працюючи з максимальними 9 радіусами черпання 48812 Rmax ч і розвантаження Rmax , виймає розкривні породи із навалу 20 і р укладає їх у навал 19. Після переекскавації розкривних порід із навалу 18 у навал 20, драглайн 1 переходить на вісь ходу 11 і переекскавовує розкривні породи навалу 19 у відвальну західку 4, яка займе положення 7. Драглайн 2 після переекскавації розкривних порід із навалу 20 у навал 19, переходить до переекскавації наступної західки тимчасового внутрішнього відвалу 28 (Фіг.4) за схемою, зображеною на Фіг.5, і цикл роботи драШn.з р n 1 Rmax ч Rmax p n sin 90 Переміщення порід тимчасового внутрішнього відвалу 28 на нижні горизонти здійснюють послідовно за схемами, зображеними на Фіг.11-14. При роботі за схемами 12-14 драглайни працюють з максимальними радіусами черпання Rmax і ч max . розвантаження Rр Переміщення тимчасового внутрішнього відвалу 28 на нижні горизонти починають здійснювати за схемою зображеною на Фіг.11. При цьому між тимчасовим внутрішнім відвалом 28 і верхньою брівкою тимчасово неробочого борту 38 залишають відвальну берму 35, ширина якої визначається в залежності від висоти тимчасового внутрішнього відвалу 28. Драглайн 2, рухаючись уздовж вісі ходу 46, виймає розкривні породи із відвальної західки 40 і укладає їх у відвальну західку 41. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 45 з відставанням від драглайну 2, виймає розкривні породи із відвальної західки 39 і укладає їх у навал 51, який потім переекскавовується драглайном 2 з укладанням розкривних порід у відвальну західку 41. Переміщення наступних західок тимчасового внутрішнього відвалу 28 на нижні горизонти здійснюють за схемою, зображеною на Фіг.12. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 47, виймає розкривні породи із відвальної західки 39 і укладає їх у навал 51. Драглайн 2, рухаючись уздовж вісі ходу 48 з відставанням від драглайну 1, виймає розкривні породи із навалу 51 і укладає їх у відвальну західку 41, а при досягненні ширини робочої зони драглайнів: 10 глайнів повторюється з тією різницею, що змінюються номера драглайнів. В подальшому, при неможливості переміщення відвальної західки тимчасового внутрішнього відвалу за наведеними схемами (Фіг.5-9), тимчасовий внутрішній відвал переміщують за схемами з роботою двох драглайнів та багатократною переекскавацією розкривних порід відвальної західки з послідовним збільшенням кількості додаткових переекскавацій n (n=1, 2, 3...) при досягненні відповідної ширини робочої зони драглайну: 2 cos 90 2 n A з Нв ctg , 2 Шр.з 2 Rmax 2 Rmax Aз Нв ctg , ч p переміщення відвальних західок продовжують за наступною схемою, зображеною на Фіг.13. Драглайн 1, рухаючись уздовж вісі ходу 47, виймає розкривні породи із відвальної західки 39 і укладає їх у навал 51. Драглайн 2, рухаючись уздовж вісі ходу 49 з відставанням від драглайну 1, виймає розкривні породи із навалу 51 і укладає їх у навал 52. Після чого драглайн 1 переходить до виймання нової західки 43 з укладанням розкривних порід у навал 51 (Фіг.14), а драглайн 2 переекскавовує розкривні породи з навалу 52 у відвальну західку 41, яка займе положення 42. В подальшому, при неможливості повного переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти за наведеними схемами (Фіг.11-13), тимчасовий внутрішній відвал переміщують за схемами з послідовною роботою драглайнів та багатократною переекскавацією розкривних порід з послідовним збільшенням кількості додаткових переекскавацій m (m=1, 2, 3...) при досягненні відповідної ширини робочої зони драглайну (Фіг.14): Шmз р. m 1 Rmax ч m 1 Rmax m p Aз Нв ctg , Після завершення переміщення тимчасового внутрішнього відвалу на нижні горизонти, здійснюють його розширення з положення 36 до положення 37. Після чого внутрішній відвал знову можливо переміщувати навколо вісі обертання або на нижні горизонти за вище описаними схемами. 11 48812 12 13 48812 14 15 48812 16 17 48812 18 19 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 48812 Підписне 20 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601