Спосіб повторної розробки крутопадаючих родовищ корисних копалин відкритим способом

Спосіб повторної розробки крутопадаючих родовищ корисних копалин відкритим способом в умовах ослабленого підземними виробленнями масиву гірських порід, що включає розкриття і підготовку кар'єрного поля до відробки, формування робочої зони кар'єру поперечними розкривними видобувними і діагональними блоками, який відрізняється тим, що розтин кар'єрного поля і його підготовку до експлуатації здійснюють шляхом одночасної нарізки з поверхні від центра кар'єрного поля у напрямку одного з його торців декількох похилих розкривних виробок, що розташовані послідовно одна за одною по простяганню пласта корисної копалини і мають трапецієподібну форму за планом, верхньою основою яких є горизонталь C2 2 89252 1 3 запаси «втраченої» раніше мінеральної сировини, є розробка способів ведення відкритих гірничих робіт, що забезпечують повноту виїмки корисної копалини з ослабленого підземними виробками масиву гірських порід. У відомому винаході за [а.с. 1565155, кл. Е21С41/00, від 23.08.88р. (недрук., замовлення 1362/ДСП) «Спосіб комбінованої розробки крутопадаючих родовищ»], описується спосіб комбінованої розробки крутопадаючого рудного тіла, суть якого полягає в тому, що верхня частина цього родовища, з порушеною структурою масиву гірських порід, відпрацьовується кар'єром, а нижня підземною копальнею. Причому заздалегідь, перед підходом фронту гірничих робіт кар'єру до воронок обвалення, останні засипають гірською масою, представленою породами з нижчою межею міцності на стиснення ніж рудне тіло. Згодом, гірська маса, що відпрацьовується кар'єром, робоча зона якого сформована традиційним способом, піддається сепарації з виділенням корисного і хвостового продуктів. Основними недоліками цього способу розробки родовищ з ослабленим масивом гірських порід є те, що: 1. запропонований спосіб розробки родовищ передбачає тільки ліквідацію можливої аварійної ситуації - засипку порідних воронок обвалення; 2. робоча зона кар'єру не підготовлена до раптового процесу зрушення гірських порід з утворенням воронок обвалення, що приведе до тривалої зупинки підприємства. Найближчим аналогом способу розробки крутопадаючих родовищ корисних копалини з порушеною стійкістю масиву гірських порід є винахід за [а.с. 1606661, Е21С41/00, бюлетень винаходів №42 від 15.11.90р. «Спосіб відкритої розробки рудних родовищ, порушених підземними гірничими роботами»], в якому передбачається заповнення виробленого простору, що утворився в результаті ведення підземних робіт, підірваною гірською масою. Для чого спочатку обурюють і висаджують блок з боку лежачого блоку покладу на висоту уступу і маючого в поперечному перетині форму прямокутної трапеції. Частину блоку, що залишилася, обурюють і висаджують після заповнення виробленого простору підірваними раніше породами. Головним недоліком цього способу розробки родовищ, який ставить під сумнів взагалі можливість його застосування, є те, що спочатку бурові роботи необхідно проводити на «козирку», розташованому над виробленим простором, що, поза сумнівом, може привести до його обвалення разом з технікою і обслуговуючим персоналом. У зв'язку з цим, перед гірничим підприємством виникає завдання здійснити відкритим способом безпечне доопрацювання родовища корисних копалини, масив гірських порід якого порушено підземними виробками. Це завдання може бути вирішено шляхом спеціального розкриття кар'єрного поля і формування робочої зони кар'єру, що забезпечує безпеку виробництва відкритих гірничих робіт за рахунок запропонованого способу відкритої розробки круто 89252 4 падаючих родовищ корисних копалини в умовах ослабленого підземними виробками масиву гірських порід, що включає розкриття і підготовку кар'єрного поля до відробки, формування робочої зони кар'єру поперечними видобувними і діагональних розкривними блоками за рахунок введення до існуючих додаткових операцій. Для цього розкриття крутопадаючого родовища і його підготовку до експлуатації здійснюють шляхом одночасної нарізки з поверхні від центра кар'єрного поля у напрямку одного з його торців декількох похилих розкривних виробок. Ці розкривні виробки розташовуються послідовно одна за одною по простяганню пласта корисної копалини і мають трапецієподібну форму за планом. Верхньою основою розкривних виробок є горизонтальна потужність пласта корисної копалини, а нижня основа збільшена щодо верхньої на величину подвоєної ширини транспортної берми. Довжина розкривних виробок, кожна з яких нарізує виїмковий шар, залежить від кута його нахилу до горизонту і визначається за формулою: h 1000 l ,м i де h - висота похилого шару, м; і - кут нахилу розкривних виробок, %. Для забезпечення безпечної експлуатації родовища кар'єрне поле відпрацьовують похилими виїмковими шарами, які поєднують в собі функції виїмкових шарів і транспортних комунікацій. При цьому робоча зона кар'єру формується поперечними видобувними блоками, які є верхньою основою похилих розкривних виробок і діагональними розкривними блоками, що утворюються при рознесенні бічних сторін цих виробок. У період терміну служби кар'єру розкриття і підготовку похилих виїмкових шарів до їх відробки здійснюють не в самій нижній точці кар'єру, як це загальноприйнято при існуючих способах відробки крутопадаючих родовищ, а в самій верхній частині робочої зони, розташованої в протилежному торці кар'єрного поля. Розкриття і підготовку виїмкового шару до відробки (нарізка нового шару) здійснюється шляхом проходки двох горизонтальних з'їздів уздовж і розрізної траншеї навхрест простяганню пласта корисної копалини з організацією наскрізного руху транспортних засобів. На кресленнях представлено етапи технологічної схеми, по якій здійснюється запропонований спосіб розробки крутопадаючих родовищ корисних копалини. На кресленні Фіг.1 показано розкриття кар'єрного поля 1 за планом, яке здійснюється похилими розкривними виробками трапецієподібної форми 2, що розташовані послідовно одна за одною по простяганню пласта корисної копалини 3, параметри яких визначаються верхньою основою 4, нижньою основою 5, довжиною 6 і шириною транспортних берм 7. На кресленні Фіг.2 показано вигляд кар'єру за планом і розрізом на етапі початку основного періоду терміну його служби зі сформованою робочою зоною, що складається з похилих виїмкових шарів 8, які нарізаються похилими розкривними виробками трапецієподібної форми 2, поперечними ви 5 добувними блоками 9 і розкривними діагональними блоками 10. На кресленні Фіг.3 відображено (вигляд за планом) процес розтину і підготовки до відробки похилого виїмкового шару 8, який здійснюється проходкою горизонтальних з'їздів 11 і розрізної траншеї 12. Таким чином, завдяки застосуванню додаткових операцій по розкриттю родовища і підготовці його до експлуатації, здійснюваних одночасною нарізкою декількох похилих розкривних виробок, що розташовані послідовно одна за одною по простяганню пласта корисної копалини і мають трапецієподібну форму за планом, відробці кар'єрного поля похилими виїмковими шарами при формуванні робочої зони кар'єру поперечними видобувними і діагональними розкривними блоками, а також у період терміну служби кар'єру розташуванню розкривних і підготовчих виробок в самій верхній частині кар'єрного простору, як найбільш віддаленої по вертикалі від підземних виробок і порожнеч, розкриттю і підготовці виїмкового шару до відробки (нарізці нового похилого шару), що здійснюються шляхом проходки двох горизонтальних з'їздів уздовж і розрізною траншей навхрест простяганню пласта корисної копалини з організацією наскріз 89252 6 ного руху транспортних засобів, досягається необхідна розосередженість гірничого устаткування в робочій зоні кар'єру. Крім того, оскільки кар'єрне поле відпрацьовується похилими шарами то: по-перше, поперечний екскаваторний блок похилого виїмкового шару поступово наближається до можливих порожнеч, утворених підземними роботами, внаслідок чого зрушення гірських порід може відбутися не за всією площею виїмкового шару, а тільки у його самій нижній частині. По-друге, у зв'язку з тим, що кут нахилу виїмкових шарів дорівнює керівному нахилу транспортних комунікацій, то усувається необхідність не тільки дублювання, але й проведення їх взагалі, оскільки, по суті, вся площа похилих шарів є транспортними комунікаціями. В цьому випадку зрушення гірських порід і, як наслідок, утворення воронок обвалення не викликає повної зупинки виробничих процесів у кар'єрі. Наступним позитивним моментом поєднання виїмкового шару з транспортними комунікаціями є забезпечення зниження дальності транспортування в робочій зоні кар'єру, оскільки транспортний засіб з екскаваторного забою до пункту розрізання переміщується по найкоротшому шляху. 7 Комп’ютерна верстка М. Мацело 89252 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