Спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин

Реферат: Спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин, згідно з яким насипні з'їзди і внутрішні відвали формують у виробленому просторі початкового кар'єру в процесі його відпрацювання з залишенням прибортових ціликів із напівтраншеями-з'їздами, транспортними бермами і глибинним сектором перевантажувально-складського комплексу (ПСК). На відвалі будують площадку на глибині НП, на неї переносять глибинний сектор ПСК, обладнують його підштабелевим перевантажувальним пристроєм і переносять та встановлюють на насипному з'їзді підйомний конвеєр з одночасним нарощуванням його до площадки глибинного сектору ПСК. Відробляють прибортові цілики початкового кар'єру від верхнього уступу до нижнього в напрямку від робочого борту до протилежного. Корисні копалини з зазначених ціликів доставляють по їх транспортних бермах, що відпрацьовуються, з'їздах і насипних з'їздах до пересувного дробильно-сортувального устаткування на переробку. UA 99373 C2 (12) UA 99373 C2 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до гірничої справи і може бути використаний при відкритій розробці родовищ нерудних твердих (скельних) корисних копалин (гранодіоритів, мігматитів, гнейсів, сієнітів, вапняків, доломітів, пісковиків, базальтів, андезитів тощо), які переробляються на щебінь для шляхового, промислового і житлового господарства при виготовленні будівельних матеріалів (залізобетонних і бетонних конструкцій), а також в інших галузях промисловості, наприклад як флюсових добавок при підготовці шихти для металургійного виробництва, для отримання феросплавів і ін. Відомий спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин, що включає розкриття родовища внутрішніми напівтраншеями-з'їздами, побудованими на неробочому борті, поетапне відпрацювання кар'єрного поля на початкових етапах в глибину з формуванням початкового кар'єру, а на наступних етапах у горизонтальному напрямку з вийманням порід у крутих шарах, складування порід розкриву з розробки уступів на початкових етапах в приконтурних відвалах, які формують на поверхні в межах ділянки кар'єрного поля, яка відпрацьовується на наступних етапах другочергового кар'єру, а порід розкриву з відпрацювання наступних етапів у внутрішньому відвалі виробленого простору початкового кар'єру, переробку корисної копалини на пересувному дробильно-сортувальному устаткуванні, яке розташовують на площадках концентраційних горизонтів біля вибою згрупованих уступів робочого борту, доставку готової продукції від дробильно-сортувального устаткування автотранспортом до ближніх споживачів і на поверхню до акумулювального складу кар'єру, а також переекскавацію і перевалку гірничої маси з верхніх добувних уступів на концентраційний горизонт в його розвал підірваних порід (Симоненко В.І. Про розробку родовищ скельних будівельних матеріалів з потужною товщею покривних порід // Матеріали міжнародної конференції "Форум гірників - 2008". - Дніпропетровськ, НГУ, 2008. - С. 202-205; Симоненко В.И., Мостыка А.В. Технологические параметры горных работ при применении мобильных дробильно-сортировочных установок на нерудных карьерах // Матеріали міжнародної конференції "Форум гірників - 2009", - Дніпропетровськ, НГУ, 2009. - С. 66-71). У цьому відомому способі робочий борт розділено на декілька дільниць по висоті, в кожній дільниці 3-4 згрупованих уступів з одним концентраційним горизонтом, по якому транспортуються перероблені породи, також передбачена 2-3-кратна переекскавація і переваловка гірничої маси, яка добувається на 1-2-х верхніх над концентраційним горизонтом уступах, в розвал підірваних порід, що формується на концентраційному горизонті. Потім зазначені породи з цього розвалу виймаються навантажувальним обладнанням (екскаваторами чи колісними навантажувачами) та подається в приймальний бункер пересувного дробильносортувального устаткування (ПДСУ), яке розташоване біля розвалу підірваних порід концентраційного горизонту. Крім цього, готову продукцію з штабелів ПДСУ на концентраційному горизонті завантажують в автомобілі, якими її транспортують по зазначеному горизонту та внутрішніх напівтраншеях-з'їздах кар'єру на його борт, де на поверхні побудовані під'їзні шляхи (залізниця, автомобільні шосе) і перевантажувально-складський комплекс (ПСК) (з акумулювальними бункерами, штабелями, складами). Відстань автомобільних перевезень готової продукції на поверхневий ПСК з кар'єра коливається від 2,8-3,0 км до 5,0-5,2 км. Площа додаткової земельної ділянки, яка відводиться для побудови ПСК з транспортно-маневровими майданчиками, досягає 8-10 га. З урахуванням зазначеного, вищеописаний спосіб відкритої розробки нерудних скельних (твердих) корисних копалин має невелику ефективність через наступні недоліки: - підвищуються експлуатаційні витрати, пов'язані зі значними обсягами 2-3-кратної переекскавації і переваловки гірничих порід з верхніх добувних уступів на концентраційний горизонт, так як виймально-навантажувальне обладнання цих добувних уступів повинно підбиратися підвищеної потужності (з урахуванням неодноразової повторної переекскавації), що обумовлює їх більшу метало- та енергоємність, а також і підвищені витрати на експлуатацію; - за рахунок досить великих відстаней перевезення готової продукції з концентраційного горизонту до поверхневого ПСК витрати на її транспортування автосамоскидами будуть значними (за даними виробничої практики вони займають 60-70 % в собівартості одиниці готової продукції); - порушується стан довкілля за рахунок відведення додаткових ділянок (за межами гірничого і земельного відводу кар'єру) для побудови і розміщення ПСК на поверхні землі, а також внаслідок підвищення обсягів вантажопотоків перевезень готової продукції автотранспортом по кар'єрним шляхам на великі відстані (пиловиділення, викиди шкідливих газів від роботи дизельних двигунів); - збільшуються витрати, пов'язані з необхідністю відведення земельних ділянок за межею кар'єрного поля (його гірничого і земельного відводів) під перевантажувально-складський 1 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 комплекс з маневровими майданчиками), що впливає також на собівартість готової продукції, а отже і на зниження рентабельності підприємств. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин, який включає розкриття родовища зовнішніми і внутрішніми траншеями і напівтраншеями-з'їздами, побудованими на неробочому борті, поетапне відпрацювання кар'єрного поля на початкових етапах в глибину, а на наступних етапах у горизонтальному напрямку з вийманням порід в крутих шарах, складування порід розкриву з розробки уступів початкового кар'єру в приконтурних відвалах, які формують на поверхні в межах ділянки кар'єрного поля, що відпрацьовується на наступних етапах другочерговим кар'єром, а порід розкриву з другочергового кар'єру у внутрішньому відвалі виробленого простору початкового кар'єру, переробку корисної копалини на пересувному дробильно-сортувальному устаткуванні (ПДСУ), розташованому на площадці концентраційних горизонтів біля вибою, доставку готової продукції від ПДСУ автотранспортом до ближніх споживачів та до внутрішньокар'єрного сектора ПСК, який розташований на неробочому борті, подачу фракцій готової продукції від цього сектора ПСК конвеєрним підіймачем до поверхневого сектора ПСК, завантаження продукцією засобів магістрального транспорту для доставки її дальнім споживачам, формування під неробочими бортами насипного породного з'їзду та основної виїзної дороги, з'єднаної з робочими майданчиками добувних, відвальних і розкривних уступів, а також дорозвідку корисних копалин після відробки останнього етапу на вільному від внутрішнього відвалу дні кар'єрного простору та їх подальшу розробку до граничної глибини, яку визначають за наведеною формулою, рекультивацію виробленого простору кар'єру під лісонасадження, травозаростання і створення водоймища для технічних господарських потреб (Патент України № 46844, Спосіб відкритої розробки родовищ нерудних скельних корисних копалин / Симоненко В.І., Дриженко А.Ю., Черняев О.В., Мостика А.В., Гриценко Л.С.; Заявл. 30.06.2009; Опубл. 11.01.2010, Бюл. № 1). Недоліки зазначеного способу відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин такі: - порушення довкілля на земельній ділянці, яка відведена для розташування зовнішньої траншеї кар'єра, а також підвищення витрат пов'язаних з виплатами грошової компенсації за зазначені порушення, що обумовлює збільшення експлуатаційних витрат на видобуток і переробку мінеральної сировини; - втрати корисної копалини, яка розташована в цілику неробочого борту під внутрішніми напівтраншеями-з'їздами та майданчиком для внутрішньокар'єрного сектора ПСК (складівбункерів, штабелів, конвеєрного та завантажувального обладнання), що призводить в цілому до зменшення величини прибутків від реалізації готової продукції споживачам (так як кількість такої виготовленої продукції буде меншою відповідно з втратами сировини). Вище зазначені недоліки суттєво впливають на собівартість готової продукції, а також на рівень рентабельності виробництва. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу відкритої розробки нерудних твердих копалин, в якому введенням нових технологічних операцій досягається підвищення обсягів видобутку промислових запасів корисної копалини при зменшенні її втрат в надрах землі та зниження порушення довкілля і за рахунок цього зменшення витрат енергетичних ресурсів (пального, електроенергії), підвищення ефективності виробництва готової продукції при зниженні собівартості її виготовлення та збільшенні величини прибутку від її реалізації. Поставлена задача вирішується тим, що у способі відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин, що включає розкриття родовища насипними з'їздами та внутрішніми напівтраншеями-з'їздами і транспортними бермами на прибортових ціликах і робочих уступах, поетапне відпрацювання кар'єрного поля початковим та другочерговими кар'єрами в глибину в глибину і в горизонтальному напрямках з вийманням порід в крутих і горизонтальних шарах згрупованих уступів з одним концентраційним горизонтом та дорозвідку, постановку на облік і подальшу розробку корисної копалини в глибину до граничної межі, в контурах дна другочергового кар'єру, складування порід розкриву в приконтурних та внутрішніх відвалах, переробку корисної копалини на пересувному дробильно-сортувальному устаткуванні, розташованому на площадці концентраційного горизонту біля вибою, доставку корисної копалини з інших уступів до дробильно-сортувального устаткування та готової продукції від нього колісним транспортом до внутрішньокар'єрного сектора перевантажувально-складського комплексу, а також автотранспортом до ближніх споживачів, переміщення готової продукції від глибинного внутрішньокар'єрного сектора ПСК на поверхневий його сектор підйомним конвеєром та до далеких споживачів магістральними видами транспорту, рекультивацію виробленого простору під лісонасадження, травозаростання і створення водоймища для технічних господарських потреб, відповідно до заявленого винаходу насипні з'їзди і внутрішні 2 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відвали формують у виробленому просторі початкового кар'єру в процесі його відпрацювання з залишенням прибортових ціликів із напівтраншеями-з'їздами, транспортними бермами і глибинним сектором ПСК, після чого на відвалі будують площадку на глибині НП, потім на неї переносять глибинний сектор ПСК, обладнують його підштабелевим перевантажувальним пристроєм і переносять та встановлюють на насипному з'їзді підйомний конвеєр з одночасним нарощуванням його до площадки глибинного сектора ПСК, поступово відробляють прибортові цілики початкового кар'єру від верхнього уступу до нижнього в напрямку від робочого борту до протилежного, при цьому корисні копалини з зазначених ціликів доставляють по їх відпрацьовуваних транспортних бермах, з'їздах і насипних з'їздах до ПДСУ на переробку, а глибину НП визначають за виразом: НП=3,21×L+40, де L - середньозважена відстань доставки готової продукції автотранспортом від ПДСУ до глибинного внутрішньокар'єрного сектора ПСК, км; крім цього на робочому борті кар'єру на укосах верхніх уступів від робочої площадки самого верхнього горизонту до площадки з розвалом підірваних порід концентраційного горизонту формують породоскат з кутом нахилу 60-70°, потім по ньому здійснюють доставку корисних копалин шляхом спускання її під дією сил гравітації від усіх верхніх уступів на концентраційний горизонт, причому породоскат поступово переміщують по фронту робочого борту попереду вибою на концентраційному горизонті. Поставлена задача вирішується також тим, що у способі відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин після погашення гірничих робіт в кар'єрі рекультивацію виробленого простору під лісонасадження і травозаростання виконуються на площадках і укосах відвалів, а транспортні комунікації насипних з'їздів за виключенням площадок під підйомним конвеєром і внутрішньокар'єрним сектором ПСК залишають в незасадженому стані. Завдяки здійсненню (відповідно до заявки на винахід) технологічних заходів по формуванню в виробленому просторі початкового кар'єру з порід розкриву насипних з'їздів і площадки на внутрішньому відвалі під глибинний сектор ПСК з підштабелевим перевантажувальним пристроєм, причому таким чином, щоб цілики на неробочому борті з побудованими раніше напівтраншеями-з'їздами, транспортними бермами і площадкою для глибинного сектора ПСК не засипалися породами розкриву, забезпечується в першу чергу зменшення втрат корисної копалини в надрах землі, так як після перенесення глибинного сектора ПСК з підштабелевим перевантажувальним пристроєм з цілика неробочого борту на насипну площадку, а підйомного конвеєра з цього ж цілика на насипні з'їзди, також і транспортних берм неробочого борту на відвал досягається можливість поступового відпрацювання усіх корисних копалин в цілику неробочого борту. Причому ці відроблені корисні копалини доставляються до ПДСУ, далі фракції готової продукції переробленої гірничої маси транспортують по площадкам робочого борту і внутрішнього відвалу до глибинного сектора ПСК, а від нього підйомним конвеєром на поверхневий ПСК і надалі до споживачів. Таким чином споживачам відвантажують додаткові об'єми готової продукції. Формування на кожній ділянці згрупованих уступів робочого борту, на укосах верхніх уступів від робочої площадки самого верхнього горизонту до площадки з розвалом підірваних порід концентраційного горизонту, породоскату з кутом нахилу 60-70° та спускання по ньому корисної копалини під дією сил гравітації вкупі з поступовим переміщенням зазначеного породоскату по фронту робочого борту попереду вибою на концентраційному горизонті дозволяє реалізувати такий технічний результат цього технологічного заходу, як зменшення відстані транспортування корисної копалини паливнозатратними видами колісного транспорту (автосамоскидами, колісними навантажувачами) до ПДСУ. Також останнім реалізується екологічний результат, так як цей захід сприяє покращенню екологічного стану навколишнього середовища за рахунок зменшення витрат паливно-мастильних матеріалів транспортним обладнанням і відповідного зниження кількості викидів шкідливих газів і речовин з відпрацьованими продуктами переробки пального дизельними двигунами в довкілля. Виключення транспортних смуг на насипних з'їздах внутрішніх відвалів з процесу засадження їх деревами та травопосівів при рекультивації кар'єру дозволяє використовувати зазначені комунікації для господарських цілей: обслуговування лісонасаджень; збір лікарських трав і суцвіттів дерев; прокладення водотоків для використання води з накопиченого водоймища кар'єрного простору в господарських цілях та систематичне обслуговування водоподальних пристроїв і обладнання. В загальному підсумку зазначене сприяє більш гармонійному функціонуванню природної системи на порушених гірничими розробками землях тобто реалізується наступний екологічний результат, а також покращенню соціального стану населених пунктів в районі відпрацьованого кар'єру (завдяки поливанню городів і 3 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сільськогосподарських угідь і підвищенню їх урожайності, створенню додаткових робочих місць, екологічних зон відпочинку населення) - соціальний результат винаходу. Одночасно з досягненням технічного, екологічного і соціального результатів в заявленому винаході реалізується і досить значний економічний результат. Постачання споживачів додатковими об'ємами готової продукції від відпрацювання ціликів корисної копалини на неробочому борті приносить відповідний прибуток. Крім цього, зниження відстані перевезень колісним транспортом завдяки використанню породоскатів на згрупованих ділянках уступів робочого борту та зменшення витрат пального разом з тим, що буде зменшено і обсяг порід на уступах, які переекскавуються (в аналогах) з верхніх уступів на нижні, сприяють зменшенню собівартості розробки і видобутку корисної копалини. На кресленнях представлені схеми переважного варіанта здійснення запропонованого способу відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин: - на фіг. 1 - положення гірничих робіт в плані на кар'єрному полі при завершені формування першочергового (початкового) кар'єру; - на фіг. 2 - те ж при завершенні формування внутрішнього відвалу з насипними з'їздами та площадкою для перенесення глибинного сектора ПСК; - на фіг. 3 - положення гірничих робіт в кар'єрі після перенесення глибинного сектора ПСК на площадку відвалу і підйомного конвеєра на насипний з'їзд; - на фіг. 4 - те ж після завершення розробки уступів в горизонтальному напрямку та на період поглиблення кар'єру до граничної межі на дні, вільному від внутрішніх відвалів; - на фіг. 5 - поперечний переріз кар'єру А-А з фіг. 2; - на фіг. 6 - поперечний переріз кар'єру Б-Б з фіг. 2. На фіг. 1-6 позначено: 1 - межа кар'єрного поля; 2 - початковий кар'єр; 3 - внутрішні напівтраншеї-з'їзди на неробочому борті; 4 - неробочий борт кар'єру; 5 - автосамоскид; 6 - колісний навантажувач; 7, 8 - приконтурні відвали різних за типами порід розкриву; 9 - окремий робочий майданчик; 10, 11 відповідно верхній і нижній добувні уступи ділянки згрупованих уступів; 12 - вибійні екскаватори; 13 - уступи м'яких розкривних порід; 14 - уступи напівскельних та скельних розкривних порід; 15 - ділянка тимчасово неробочих уступів; 16 - концентраційний горизонт з комплексом ПДСУ; 17 конусні штабелі фракцій готової продукції; 18 - поверхневий сектор кар'єрного ПСК; 19 глибинний сектор кар'єрного ПСК; 20 - склад готової продукції; 21 - підштабельна галерея; 22 похилий з'їзд на неробочому борту; 23 - конвеєр підйомний; 24 - завантажувальний лоток поверхневого сектора 18; 25 - вісь магістральної комунікації; 26 - шляхи і напрямки переміщення м'яких порід розкриву; 27 - шляхи і напрямки переміщення напівскельних та скельних порід розкриву; 28 - шляхи і напрямки переміщення гірничої маси до комплексу ПДСУ; 29 - шляхи і напрямки переміщення готової продукції до глибинного сектора кар'єрного ПСК; 30 транспортні берми під неробочим бортом; 31 - внутрішній відвал; 32 - майданчик глибинного сектора кар'єрного ПСК, який розташований на внутрішньому відвалі; 33 - огороджуючий вал; 34 - насипний похилий з'їзд на неробочому борту; 35 - насипні породні з'їзди; 36 - опорний вал; 37 породоскат; 38 - насип перепущеної гірничої маси з верхнього горизонту на нижній; 39 - зона кар'єру, що доробляється в глибину. Спосіб відкритої розробки родовищ нерудних твердих корисних копалин, що заявляється, реалізується так. При проведені гірничокапітальних робіт в межах 1 кар'єрного поля відбудовується початковий кар'єр 2. Його робочі горизонти розкривалися внутрішніми напівтраншеями з'їздами 3 (фіг. 1, 2). З протилежної від них сторони формують неробочий борт 4. Породи при проваджені гірничих робіт доставляються автосамоскидами 5 і колісними навантажувачами 6. При цьому породи розкриву в залежності від своїх характеристик доставляються в приконтурні відвали м'яких 7 та скельних і напівскельних порід 8; відвали 7, 8 формують в межах кар'єрного поля 1 на вільній площі (за початковим кар'єром 2). Видобуток корисної копалини ведуть окремими робочими майданчиками 9 (див. фіг. 1-4), які створені на 2-3 суміжних уступах: верхній 10 і нижній 11. Ці уступи згруповані таким чином, що гірничі роботи можна вести послідовно від верхніх горизонтів до нижніх (в крутому шарові), або ж одночасно в усіх горизонтах. На нижніх 11 і вищерозташованому над ними уступі 10 (з верхніх горизонтів) виймання гірничої маси ведеться у вибої екскаваторами 12. На уступах м'яких порід розкриву 13 (на фіг. 1-6 показано один такий уступ, але можуть бути і 2-3 уступи) та уступі 14 скельних і напівскельних розкривних порід також працюють вибійні екскаватори 12, аналогічні видобувним. Тут можуть бути задіяні також інші типорозміри виймально-навантажувального обладнання, наприклад навантажувачі з ківшовим робочим органом. По покладу корисної копалини, в залежності від її потужності, може функціонувати декілька ділянок згрупованих уступів 10, 11, 4 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 коли одна ділянка знаходиться в розробці уступи іншої ставляться в неробочому положенні (стані) 15 (див. фіг. 1, 2). На одному горизонті ділянки згрупованих уступів 10, 11 корисної копалини на робочому майданчику 9 розташовують комплекс 16 мобільного дробильносортувального устаткування. Даний комплекс призначений для переробки гірничої маси з добувних згрупованих 10, 11 уступів цієї ділянки на готову фракційну продукцію, яка тут же зберігається в конусних штабелях 17 по видам фракцій. Зазначені фракції з штабелів 17 надходять на поверхневий сектор ПСК 18. Для цього їх завантажують колісними навантажувачами 6 (або екскаваторами, аналогічними вибійним 12) в автосамоскиди 5 (див. фіг. 5), які доставляють їх до глибинного сектора кар'єрного ПСК 19. При цьому на секторі ПСК 19 будують склади (пофракційні) готової продукції 20 (див. фіг. 1-4, 6) з підштабельними галереями 21, в яких можуть розміщуватися витяжні конвеєри, або подавачі різних типів, наприклад стрічкові, вібраційні, пластинчаті (на фіг. 1-6 не наведені). Зазначеними подавачами потрібна фракція готової продукції з складу 20 через підштабельну галерею 21 подається на похилий з'їзд 22 неробочого борту де сформовані напівтраншеї-з'їзди 3. Похилий з'їзд 22 обладнують конвеєром підйому 23, яким продукцію подають на завантажувальний лоток 24 поверхневого сектора 18 для навантаження транспорту магістральної комунікації 25 (наприклад, залізничного потяга, важковагового автопоїзда та ін.) (див. фіг. 1, 2, 6). Переміщення порід від вибоїв уступів до місць розвантаження виконують так. Породи розкриву: м'які - по шляхах 26; напівскельні і скельні по шляхах 27 відповідно в приконтурні відвали 7 і 8 на етапі відпрацювання первинного початкового кар'єру. Потім переміщення зазначених порід здійснюють по тих же шляхах (див. фіг. 2, 3, 4), як з вибоїв робочих розкривних уступів 13, 14, так і приконтурних відвалів 7, 8 на ділянку неробочого борту 4 і складують їх у виробленому просторі початковому кар'єрі 2. Вийняті гірничі породи на видобувних уступах 10, 11 ділянки згрупованих уступів переміщують по шляхах 28 до комплексу ПДСУ 16. При цьому з уступу, де розташований цей комплекс ПДСУ, від конусних штабелів фракції готової продукції 17 переміщують по шляхах 29 до складів готової продукції 20 глибинного сектора ПСК 19 (див. фіг. 1, 2). На зазначеному концентраційному горизонті з майданчиком для комплексу ПДСУ 16 переміщення уздовж неробочого борту ведуть по транспортним бермам 30. На етапі, коли гірничі роботи в початковому кар'єрі 2 досягають проектного дна і його розміри дозволять розпочати внутрішньокар'єрне складування порід розкриву формують внутрішній відвал 31 з майданчиком 32 глибинного сектора кар'єрного ПСК. Зі сторони укосу майданчик 32 обладнують огороджуючим валом 33. Поступово на майданчик 32 зі сторони протилежного неробочого борту 4 формують насипні (породні) похилий з'їзд 34 для конвеєрного підйомника 23 та з'їзди 35 для колісного транспорту. Переміщення порід розкриву в відвал 31 здійснюють від вибоїв уступів 13, 14 по їх робочим площадкам, транспортним бермам 30 (див. фіг. 2, 3) безпосередньо на майданчик 32 глибинного сектора ПСК на внутрішньому відвалі 31, а також від вибоїв на приконтурних відвалах 7, 8 по поверхні уздовж неробочого борту 4 і межі кар'єрного поля 1 на насипний з'їзд 35, потім з нього на площадку внутрішнього відвалу, яка може співпадати по глибині з майданчиком 32. Після формування майданчика 32 на внутрішньому відвалі 31 достатніх розмірів і з'їздів 34, 35 виконують перенесення конвеєрного підйомника 23 на неробочий борт 4, а обладнання глибинного сектора ПСК 19 на майданчик 32 (див. фіг. 3, 4). Обладнують насипний похилий з'їзд 34 на неробочому борті 4 конвеєрним підйомником 23, при цьому нарощують його до глибини НП і з'єднують з подавачами підштабельної галереї 21 складу готової продукції 20. Глибину НП визначають за виразом НП=3,21×L+40, м, де L - середньозважена відстань доставки готової продукції автотранспортом від ПДСУ до глибинного сектора ПСК, км на момент відпрацювання кар'єрного поля до проектної глибини після відробки початкового кар'єру. В подальшому відпрацьовують цілик корисних копалин в початковому кар'єрі 2 під внутрішніми напівтраншеями-з'їздами 3, похилим з'їздом 22 та площадкою, що служила місцем розташування глибинного сектора 19 кар'єрного ПСК (див. фіг. 3). Відпрацювання здійснюють від верхнього уступу до нижнього з перевезенням гірничої маси по відроблюваних транспортних бермах 30 до комплексу ПДСУ 16. Використовують також для зазначених цілей робочі площадки нижніх добувних уступів 10 та ковзні з'їзди, які постійно функціонують на них. Напрямок посування вибоїв на відроблюваних уступах зазначеного цілика корисної копалини приймають від робочого борту (уступи 10, 11) до торцевого борту початкового кар'єру, на якому розміщені поверхневий сектор ПСК 18 і магістральні комунікації 25. Після відпрацювання цілику на неробочому борті 3 на це місце здійснюють складування порід розкриву у внутрішньому відвалі 31. Для безпечного провадження відвальних робіт 5 UA 99373 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 попередньо на дні початкового кар'єру 4 формують опорний вал 36 (див. фіг. 4) з скельних порід. При відробці верхніх добувних уступів 10 здійснюють перепускання гірничої маси по породоскату 37 (див. фіг. 5), який формують під укосом цих уступів з кутом нахилу понад 55-60°. На площадці концентраційного (нижнього) добувного горизонту утворюється насип гірничої маси 38, з якої колісним навантажувачем 6 породи виймаються і по шляху 28 доставляють до ПДСУ 16 на переробку. Породоскат 37 поступово переміщують попереду вибою по фронту уступу. Після відпрацювання уступів 10, 11, 13, 14 в межах 1 кар'єрного поля до глибина дна початкового кар'єру 2 (проектна глибина з розрахунку відпрацювання усіх розвіданих запасів корисної копалини) ведуть дорозвідку та оформлення запасів сировини нижче зазначеної вище межі (оформлюють додаткові дорозвідані за глибиною запаси в установленому порядку). Ці роботи виконують в зоні кар'єру 39, яка є вільною від внутрішніх відвалів (див. фіг. 4, 6). Технологія гірничих робіт в зоні 39 відрізняється тим, що відсутні розкривні роботи в цей період на кар'єрі. Видобувні роботи здійснюються аналогічно описаній вище організації. Від вибоїв уступів 10, 11 гірнича маса доставляється до ПДСУ 16 по шляхах 28. На верхніх уступах 10 також застосовують породоскати 37, аналогічні описаним. Готову продукцію переміщують шляхами 29 по насипним породним з'їздам 35 до глибинного сектора 19 в штабельні склади готової продукції 20 з підштабельними галереями 21, які залишаються розміщеними на майданчику 32 внутрішнього відвалу 31 на глибині НП. З складів 20 подавачами в галереях 21 готова продукція надходить на конвеєрний підйомник 23, а ним подається на поверхневий сектор ПСК 18, де через лоток 24 завантажується в засіб магістрального транспорту 25 (наприклад, залізничний потяг) для доставки далеким споживачам. Крім цього, готову продукцію завантажують в кар'єрі з конусних штабелів 17 колісним навантажувачем 6 чи екскаваторам 12 в автосамоскиди 5 ближніх споживачів, які їх вивозять по площадках, з'їздах на уступах в кар'єрі зони 39, що допрацьовується, транспортних бермах 30, насипних породних з'їздах 35 на поверхню, а потім до місця розвантаження. Після завершення гірничих робіт до глибини дорозвіданих запасів НК [2] в нижній частині зони 39 утворюють водоймище для господарських потреб. Верхні площадки внутрішнього відвалу 31, майданчика 32 глибинного сектора ПСК на цих відвалах, укоси насипних породних з'їздів 35 і 22, внутрішнього відвалу, а також берми, які не будуть задіяні під транспортні шляхи обсаджують дерево-кущовими рослинами і засівають травами, що стабілізує екологічний стан довкілля. Транспортні шляхи на з'їздах 35, бермах 30 залишають в незасадженому стані і використовують їх для обслуговування лісонасаджень, косовищ на рекультивованих відвалах і водоймища в дороблюваній зоні 39. Наприклад, вирубки та насадження дерев, збору лікарських трав, суцвіття і плодів дерев і кущів, ремонту водоподвальних пристроїв і обладнання та ін. Впровадження заявленого способу частково здійснено у робочому проекті Ахтівського кар'єру гранітів (Миколаївська обл., Вознесенський р-н), які виконані в Національному гірничому університеті. В технологічних рішеннях проекту передбачено застосування насипних внутрішніх породних з'їздів на глибину до 60м для створення транспортних комунікацій в кар'єрі. ПДСУ 3 продуктивністю понад 400 тис. м на рік на першому етапі відпрацювання кар'єрного поля розташовують на борту біля виїзного з'їзду. Після 8-9 років роботи ПДСУ переносять в кар'єр, розміщують його на глибині до 40 м на майданчику, який розташований під південним бортом на цілику гранітів, а траншею - на насипних з'їдах. Внутрішній відвал висотою 60 м формують з протилежного борту і відсипають його на фронті довжиною 200 м на ширину по дну 120-150 м. Попередньо перед фронтом гірничих робіт утворюють прибортовий відвал висотою 8-10 м, в якому окремо складують на 9-12 років м'які та скельні породи розкриву. Чотири фракції готової щебеневої продукції від ПДСУ вивозять до ближніх споживачів безпосередньо автосамоскидами на відстань до 15-20 км. Далеким споживачам готова продукція доставляється комбінованими засобами: з кар'єру на відстань 4-5 км до залізничної колії - автосамоскидами вантажопідйомністю 20-22 т; після перевантаження в вагони залізничними потягами на відстань 150-200 км і більше. В першому випадку вивозиться 60 % продукції виробленої в кар'єрі, в другому - до 40 %. На другому етапі розробки родовища ПДСУ переносять з глибини 40 м на глибину 60 м. 3 Після цього цілик під з'їздами і майданчиком для ПДСУ (загальним обсягом 3,8 млн. м корисної копалини) відпрацьовують від верхнього уступу до нижнього. Аналогічно відробляють цілик під 3 виїзною напівтраншеєю в південно-східному борті об'ємом 200 тис. м гранітів. Доставку гранітної гірничої маси з верхнього добувного уступу (висота 12 м) на концентраційний горизонт, де розміщено ПДСУ, здійснюють шляхом спускання її по породоскату. Він створюється на глибину 40-44 м на укосі з нахилом 60-62°. Від вибою верхніх 6 UA 99373 C2 5 10 15 20 уступів гірнича маса до породоскату доставляється на відстані 0,125-0,2 км колісним 3 навантажувачем з ємністю ковша 4,2 м . Тобто в середньому за рахунок використання породоскату відстань перевезень порід до ПДСУ з верхніх уступів знижується з 0,550÷0,7 км до 0,22÷0,3 км (на 0,3-0,4 км). З урахуванням зазначеного, використання заявлюваного способу відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин на Ахтівському гранітному кар'єрі, забезпечує додатковий 3 видобуток понад 4,0 млн. м корисної копалини, яку раніше було віднесено до промислових 3 втрат. В свою чергу, це забезпечує отримання біля 3400 тис. м готової щебеневої продукції, яку можна буде продати споживачам на суму понад 245 млн. грн. (в цінах 2009-2010 p.). Додатковий прибуток складе біля 40-45 млн. грн. Крім того, за рахунок зниження відстані перевезень гірничої маси від вибою до ПДСУ можна заощадити близько 50-52 т дизельного палива за рік. В перерахунку на кошти в цінах 2010 р. це складе понад 355-364 тис. грн., а за період відпрацювання додаткових запасів корисної копалини (10 років) близько 3,55-3,64 млн. грн. В загальному додатковий ефект від впровадження заявленого способу на цьому кар'єрі досягає 43,6-48,6 млн. грн. за 10 років роботи або 4,4-4,9 млн. грн./рік. В Україні знаходиться понад 110 подібних за розмірами кар'єрного поля та за продуктивністю видобутку сировини родовищ нерудних твердих корисних копалин. Отже загальний (очікуваний) економічний ефект може досягати близько 520-530 млн. грн. на рік. Додатковий ефект отримується також від покращення екологічного стану в гірничодобувних районах за рахунок використання рекультивованих порушених земель кар'єрів під лісонасадження, водоймища і паркові зони на площі близько 1,95 тис. га. Лише за 18-20 років з 3 цих лісонасаджень може бути отримано біля 1,66-1,7 тис. м промислової деревини без шкоди для самих лісонасаджень. 25 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин, який включає розкриття родовища насипними з'їздами та внутрішніми напівтраншеями-з'їздами і транспортними бермами на прибортових ціликах і робочих уступах, поетапне відпрацювання кар'єрного поля початковим та другочерговим кар'єрами в глибину і в горизонтальному напрямках з вийманням порід в крутих і горизонтальних шарах згрупованих уступів з одним концентраційним горизонтом та дорозвідку, постановку на облік і подальшу розробку корисної копалини в глибину до граничної межі в контурах дна другочергового кар'єру, складування порід розкриву в приконтурних та внутрішніх відвалах, переробку корисної копалини на пересувному дробильносортувальному устаткуванні (ПДСУ) розташованому на площадці концентраційного горизонту біля його вибою, доставку корисної копалини з інших уступів до ПДСУ та готової продукції від нього колісним транспортом до глибинного сектора перевантажувально-складського комплексу (ПСК), а також автотранспортом до ближніх споживачів, переміщення готової продукції від глибинного сектора ПСК на поверхневий сектор підйомним конвеєром та до далеких споживачів магістральними видами транспорту, рекультивацію виробленого простору під лісонасадження, травозаростання і створення водоймища для технічних господарських потреб, який відрізняється тим, що насипні з'їзди і внутрішні відвали формують у виробленому просторі початкового кар'єру в процесі його відпрацювання з залишенням прибортових ціликів із напівтраншеями-з'їздами, транспортними бермами і глибинним сектором ПСК, після чого на відвалі будують площадку на глибині НП, потім на неї переносять глибинний сектор ПСК, обладнують його підштабелевим перевантажувальним пристроєм і переносять та встановлюють на насипному з'їзді підйомний конвеєр з одночасним нарощуванням його до площадки глибинного сектора ПСК, поступово відробляють прибортові цілики початкового кар'єру від верхнього уступу до нижнього в напрямку від робочого борту до протилежного, при цьому корисні копалини з зазначених ціликів доставляють по їх транспортних бермах, що відпрацьовуються, з'їздах і насипних з'їздах до ПДСУ на переробку, а глибину НП визначають за виразом: НП=3,21×L+40, де L - середньозважена відстань доставки готової продукції автотранспортом від ПДСУ до глибинного сектора ПСК, км; крім цього на робочому борті кар'єру на укосах верхніх уступів від робочої площадки самого верхнього горизонту до площадки з розвалом підірваних порід концентраційного горизонту формують породоскат з кутом нахилу 60-70º, потім по ньому здійснюють доставку корисної копалини шляхом спускання її під дією сил гравітації від усіх 7 UA 99373 C2 5 верхніх уступів на концентраційний горизонт, причому породоскат поступово переміщують по фронту робочого борту попереду вибою на концентраційному горизонті. 2. Спосіб відкритої розробки нерудних твердих корисних копалин за п. 1, який відрізняється тим, що після погашення гірничих робіт в кар'єрі рекультивацію виробленого простору під лісонасадження і травозаростання виконують на площадках і укосах відвалів, а транспортні комунікації насипних з'їздів за виключенням площадок під підйомним конвеєром і внутрішньокар'єрним сектором ПСК залишають в незасадженому стані. 8 UA 99373 C2 9 UA 99373 C2 Комп’ютерна верстка М. Ломалова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10