Спосіб відкритої розробки родовищ м’яких порід

Спосіб відкритої розробки родовищ м'яких порід, що включає розкриття робочих горизонтів із орієнтацією фронту виймальних робіт від однієї із бокових меж кар'єрного поля до протилежної, переміщення його до граничного положення, поділення уступів на підуступи та почергову відробку різнотипової гірської маси поздовжніми західками екскаватором-драглайном із навантаженням до вибійного багатоланкового стрічкового конвеєра через самохідний бункер-накопичувач, який відрізняється тим, що у процесі виймальних робіт уступи формують із трьох підуступів шляхом поступового поглиблення гірничих робіт від земної поверхні драглайном з вийманням гірської маси нижнім черпанням і першочерговим формуванням U 2 (19) 1 3 іншими екскаваторами у комплексі з автомобільним транспортом та системою вибійних, магістральних і відвальних конвеєрів, які розташовують на самостійних уступах [Сокіл A.M. Проблемы и перспективы комплексного природопользования на Вольногорском горнометаллургическом комбинате / Екологія і природокористування. ІППЕ HAH України, вип.3. 2001. с.216-222]. Недоліком такого способу є те, що при такій схемі розташування обладнання корисну копалину і породи розкриву розробляють самостійними уступами з відповідними робочими площадками і гірничо-транспортним обладнанням, що приводить до формування укосу робочого борту кар'єра під кутом не більшим за 10-15°, внаслідок чого виймається підвищений поточний об'єм порід розкриву і збільшується собівартість виробництва. Найбільш близьким по технологічній суті та досягаємому результату відкритої розробки родовищ з різнотиповими м'якими породами є спосіб розробки гірських порід одним драглайном у межах одного уступу, коли екскаватор розташовують на його верхній площадці, породи розкриву після виймання розміщують у виробленому просторі, а корисну копалину перевантажують до приймального бункеру пересувного транспортного обладнання [МПК Е21С41/00 Патент 63460. України / Спосіб відкритої розробки розсипів // В.П. Воловик, А.Ю. Дриженко, B.I. Симоненко та інші. Бюл. №14. 2007.]. Недоліком такого способу є те, що висота уступу обмежена максимальним значенням глибини копання драглайна, а транспортне обладнання не дозволяє переміщувати сумісно породи розкриву і корисні копалини. Така схема розробки потужних родовищ різнотипових порід також характеризується занадто великими поточними об'ємами виймання порід розкриву і може бути реалізована тільки на основному (самому нижньому) уступі в кар'єрі або ж при його незначній глибині. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу відкритої розробки родовищ із м'якими гірськими породами, в якому шляхом введення нових технологічних операцій та послідовності їх виконання досягається можливість відробки складноструктурних покладів різнотипових обводнених м'яких гірських порід із зниженням значення поточного коефіцієнта розкриву і, за рахунок цього, забезпечується зменшення вартості видобутку різнотипових корисних копалин і порід покриву. Задача вирішується тим, що у відомому способі розробки родовищ м'яких порід, що включає розкриття робочих горизонтів із орієнтацією фронту виймальних робіт від однієї із бокових меж кар'єрного поля до протилежної, переміщення його до граничного положення, поділення уступів на підуступи та почергову відробку різнотипової гірської маси поздовжніми західками екскаваторомдраглайном із навантаженням до вибійного багатоланкового стрічкового конвеєру через самохідний бункер-накопичувач, у якому згідно винаходу у процесі виймальних робіт уступи формують із трьох підуступів шляхом поступового поглиблення гірничих робіт від земної поверхні драглайном з 45457 4 вийманням гірської маси нижнім черпанням і першочерговим формуванням основного уступу на задану глибину та відробкою його першої західки від пологого виїзду, багатоланковий стрічковий конвеєр розташовують на верхній площадці другого підуступу і навантаження гірської маси ведуть до нього через самохідний бункер-накопичувач, а після відробки першої західки при переміщенні драглайна у зворотньому напрямку до пологого виїзду виймання гірської маси другою західкою ведуть верхнім черпанням у межах другого підуступу, а після її відробки драглайн по пологому виїзду переміщують догори на покрівлю другого підуступу і відроблюють верхнім черпанням з неї третю західку третього підуступу, а потім у зворотньому напрямку четверту на цьому ж підуступі, причому при переміщенні драглайна у напрямку від пологого виїзду ланки конвеєра одна за одною поступово перекладають у бік напрямку посування фронту гірничих робіт, після чого драглайн переміщують по пологому виїзду на покрівлю основного підуступу і таким чином відпрацьовують уступ, причому при відробці кожної західки в її нижній площадці формують водовідвідну канаву, а воду із яких поступово відкачують насосами на земну поверхню за межі кар'єрного поля. При цьому технічний результат можливо здобути за рахунок формування більш крутого укосу робочого борту кар'єру уступами із підвищеною висотою, які відробляються одним комплектом драглайна і вибійного багатоланкового стрічкового конвеєра у наведеній послідовності, що забезпечує першочергове розкриття основного уступу нижнім черпанням, за рахунок чого забезпечується надійне зневоднення масиву гірських порід у напрямку посування фронту виймальних робіт, підвищена безпека робочого обладнання і значно менший обсяг гірничо транспортних робіт на початковому етапі експлуатації. На Фіг.1 показана технологічна схема відкритої розробки родовищ м'яких порід у плані, на Фіг.2 - у перерізі. На фігурах позначено: - 1 - контури кар'єрного поля; 2 - торець кар'єрного поля, від якого починають гірничі роботи; 3 - пологий виїзд з верхньої площадки нижнього підуступу до верхньої площадки середнього; 4 - контур початкової розрізної траншеї; 5 - виймальний екскаватор типу драглайн; 6 - земна поверхня; 7 - бункер-накопичувач; 8 - багатоланковий вибійний конвеєр; 9 - бокова межа кар'єрного поля; 10 - нижній основний підуступ; 11 - середній підуступ; 12 - верхній підуступ; 13, 14, 15 і 16 - відповідно перша, друга, третя і четверта поздовжні виймальні західки; 17 - водовідливна канава; 18 - система магістральних і відвальних стрічкових конвеєрів. Спосіб відкритої розробки потужних родовищ різнотипових обводнених м'яких порід може бути реалізований наступним чином. Відробку кар'єрного поля 1 починають вести від торця 2 шляхом проведення пологого виїзду 3 початкової розрізної траншеї 4 драглайном , що розроблює м'яку породу нижнім черпанням безпосередньо із земної поверхні 6 і навантажує її до самохідного бункеранакопичувача 7, який переміщується паралельно із драглайном 5 уздовж багатоланкового стрічкового 5 конвеєра 8. Фронт виймальних робіт орієнтують під прямим кутом від торця 2. Робочий уступ формують із трьох підуступів: нижнього 10, середнього 11 і верхнього 12, шляхом поступового поглиблення і розширення розрізної траншеї 4. Нижній основний уступ 10 безпосередньо є боковою площиною розрізної траншеї, яку посувають у напрямку від торця 2. Її розширення здійснюють першою поздовжньою західкою 13 із навантаженням породи драглайном 5 до бункера-накопичувача 7, який сумісно із стрічковим конвеєром 8 розташовують на верхній площадці середнього підуступу 11. Висота його приймається за умовою продуктивного верхнього навантаження породи драглайном 5 при проведенні першої західки 13 уздовж нижнього уступу 10. Після відробки західки 13 драглайн 5 у зворотному напрямку відпрацьовує західку 14 середнього піду ступу 11 з верхнім навантаженням породи до бункера-накопичувача 7, із кінцевого її положення нарощує пологий виїзд 3, підіймається на верхню площадку середнього піду ступу 11 і відроблює третю поздовжню західку 15 верхнім черпанням із навантаженням породи до бункера-накопичувача 7. Із кінцевого положення західки 15 драглайном 5 у зворотньому напрямку верхнім черпанням відробляють четверту поздовжню західку 16 із навантаженням породи до бункера-накопичувача 7 і після її завершення драглайн переміщують по пологому виїзду 3 в початкове положення на верхній площадці нижнього піду ступу 10. Різнотипові породи драглайном 5 почергово навантажують до бункера-накопичувача 7 і стрічковим конвеєром 8 транспортують до системи відповідних конвеєрів 18 і далі ними до місця призначення. При переміщенні драглайна 5 у напрямку від пологого виїзду 3 ланки стрічкового конвеєра 8 одна за одною поступово перекладають убік напрямку посування фронту гірничих робіт. При відробці кожної із західок 13,14,15 і 16 в їх нижніх площадках поблизу від укосів драглайном 5 формують водовідвідні канави 17, воду із яких поступово відкачують на поверхню 6 за межі кар'єрного поля. Запропонований спосіб відкритої розробки розробки потужних родовищ різнотипових обводнених м'яких порід дозволяє запобігти вийманню значних об'ємів порід розкриву в початковому пе 45457 6 ріоді розробки кар'єрного поля і отримати велику економію матеріальних і грошових витрат, а також підвищити умови безпеки експлуатації крупногабаритного виймально-транспортного обладнання. Так, при розробці мульдоподібного НовоДмитрівського родовища бурого вугілля, яке залягає у соляному штоці до глибини 350м від земної поверхні і представлено трьома продуктивними пластами із загальною потужністю 130м, що перекриваються між собою шарами вуглистих глин і кварцового піску, середній коефіцієнт розкриву 3 3 становить 3,6м /м . Родовище практично затоплено водою і може бути введено до експлуатації тільки за умови використання описаної технології із вийманням порід драглайнами, які можуть працювати як нижнім, так і верхнім черпанням у комплексі із стрічковими конвеєрами, завдяки чому робочі уступи зневоднюються і знаходяться у стійкому стані. Для драглайна типу ЕШ-25/90 максимальна глибина черпання нижче рівня знаходження складає 42м, а при роботі з верхнім черпанням - 14м. У період розвитку кар'єра до виходу на проектну потужність глибина кар'єру досягне 250 м. При формуванні робочого борту уступами висотою 42м із шириною робочих площадок 120м кут укосу борту не перевищує 14°. Формування уступів згідно заявленого технічного рішення дозволяє підвищити висоту уступу до 70м і розробляти його трьома підуступами висотою 42, 14 і 14м відповідно. Така схема розташування обладнання дозволяє збільшити кут робочого борту до 20°, за рахунок чого зменшується крок його посування по поверхні до значення, що визначається за формулою . Z=H(ctg20°-ctg14°)=250 (0,36-0,25)=27,5м. При середній довжині фронту виймальних робіт 3000м об'єм породи, що запобігає першочерговій розробці, становить 10,3млн.м3. При розрахун3 ковій вартості виймання 1м породи рівному 10,5грн, загальна економія коштів становить понад 77млн.грн. До цього ж швидше досягнення кінцевої глибини кар'єром на пологих схилах родовища дозволяє застосувати внутрішнє відвалування порід розкриву у виробленому просторі, за рахунок чого можливо відмовитись від порушення земель зовнішнім відвалом. Менша кількість екскаваторів буде експлуатуватись з більшою продуктивністю за рахунок збільшення фронту виймальних робіт. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 45457 8 Підписне Тираж 28 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