Спосіб відкритої розробки нагірного родовища залізної руди

Реферат: Спосіб відкритої розробки нагірного родовища залізної руди включає відпрацювання покриваючих м'яких порід, проведення буропідривних робіт для формування породо- і рудоскатів, відпрацювання м'яких та скельних порід розкриву й залізної руди. Розробку родовищ ведуть вхрест простягання з частковим відпрацюванням покриваючих м'яких порід. Породоскат й рудоскат формують від нижньої межі м'яких порід розкриву на вершині гори до денної поверхні, причому останній виконують двосекційним із поздовжньою перемичкою між ними. Далі, після проведення буропідривних робіт, відпрацьовують скельну гірничу масу упродовж однієї із половин простягання родовища між породоскатом і рудоскатом уступами із формуванням виймальних шарів й заходок, й транспортуванням руди до відповідної секції рудоскату з розвантаженням через попередньо сформований огороджуючий вал. У першу чергу, відпрацьовують покриваючий боковий шар нестійкої породи кожного уступу по схилу гори зворотною мехлопатою і транспортують гірничу масу колісними навантажувачами до відповідного рудо- чи породоскату. Потім видаляють залишки м'якої породи на вершині гори й одночасно, зі зниженням висоти гірничих робіт - гасять відповідні породо- й рудоскат аж до рівня денної поверхні і таким же чином розробляють протилежну поздовжню частину родовища. UA 113899 U (54) СПОСІБ ВІДКРИТОЇ РОЗРОБКИ НАГІРНОГО РОДОВИЩА ЗАЛІЗНОЇ РУДИ UA 113899 U UA 113899 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до гірничої справи, зокрема до відкритого способу розробки родовищ залізних руд, які залягають у гористій місцевості й занурюються до рівня денної поверхні. Відомий спосіб відкритої розробки родовищ корисних копалин, коли виймання руди на робочих горизонтах у кар'єрі ведуть у гористій місцевості й перепускають її до рівня денної поверхні по вертикальних рудоспусках. Їх проходять у підземному масиві біля неробочого борту кар'єру, споруджують накопичувальним бункером у нижній частині, із якої завантажують руду до залізничних вагонів й видають за межі гори по слабонахиленій до горизонту штольні. Пусті породи вивозять із кар'єру до краю гори автосамоскидами й розвантажують під укіс за допомогою бульдозерів (Проблемы разработки Удоканского месторождения меди [текст] / С.Н. Радионов, С.П. Решетняк, Э.Б. Краснопольский и др.; под ред. Н.Н. Мельникова. - Апатиты: изд. Кольского научн. центра АН СССР, - 1990, - 193 с). Недоліком такого способу є те, що виймально-транспортні роботи у кар'єрі ведуть із експлуатацією вертикальних рудоспусків, що потребує надто великих капітальних вкладень на їх спорудження й експлуатацію. Транспортування пустих порід до зовнішніх відвалів значно здорожує розкривні роботи. Складування пустих порід у прилеглих до гори зовнішніх відвалах значної висоти порушує велику земельну площу. Її рекультивація у лісогосподарському напрямку не проводиться. Найбільш близьким за технологічною суттю та досягуваним результатом є спосіб відкритої розробки нагірної частини родовища, починаючи зверху, шарами з вершини гори до рівня панівної поверхні родовища із формуванням накопичувального складу руди за граничним контуром кар'єру та тимчасовим складуванням пустих порід до підніжжя гори. Здобуту руду завантажують до вагонів залізничного транспорту й вивозять за межі кар'єру, а породи розкриву переміщують за допомогою залізничного транспорту до виробленого простору відпрацьованого кар'єру [Дриженко А.Ю. Відкриті гірничі роботи: підручник / А.Ю. Дриженко: М-во освіти і науки України, Нац. гірн. ун-т - Д. НГУ, - 2014. - 590 с]. Недоліком такого способу є те, що застосування автосамоскидів для транспортування залізної руди й порід розкриву при малих відстанях перевезення й стиснутому розвитку транспортних комунікацій на вершині та схилах гори не може забезпечити значну нормативну продуктивність виймально-транспортних робіт. Експлуатація прямих мехлопат і автосамоскидів на гірничих схилах вкрай небезпечна. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу відкритої розробки нагірного родовища залізної руди, у якому з запровадженням нових технологічних операцій досягається можливість в одному технологічному процесі експлуатувати нагірне родовище одночасно по всій висоті з переміщенням гірничої маси до крутонахилених рудоскатів і породоскатів, досягається спрощення технології добування й транспортування руди й порід розкриву при суттєвому підвищенні продуктивності гірничотранспортного устаткування та скороченні часу на їх виконання. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі відкритої розробки нагірного родовища залізної руди, що включає відпрацювання покриваючих м'яких порід, проведення буропідривних робіт для формування породо- і рудоскатів, відпрацювання м'яких та скельних порід розкриву й залізної руди, і відрізняється тим, що розробку родовищ ведуть вхрест простягання з частковим відпрацюванням покриваючих м'яких порід, породоскат й рудоскат формують від нижньої межі м'яких порід розкриву на вершині гори до денної поверхні, причому останній виконують двосекційним із поздовжньою перемичкою між ними, далі, після проведення буропідривних робіт, відпрацьовують скельну гірничу масу упродовж однієї із половин простягання родовища між породоскатом і рудоскатом уступами із формуванням виймальних шарів й західок, й транспортуванням руди до відповідної секції рудоскату з розвантаженням через попередньо сформований огороджуючий вал, причому у першу чергу, відпрацьовують покриваючий боковий шар нестійкої породи кожного уступу по схилу гори зворотною мехлопатою і транспортують гірничу масу колісними навантажувачами до відповідного рудо- чи породоскату, потім видаляють залишки м'якої породи на вершині гори й одночасно, зі зниженням висоти гірничих робіт - гасять відповідні породо- й рудоскат аж до рівня денної поверхні і таким же чином розробляють протилежну поздовжню частину родовища. Спосіб пояснюється кресленнями, де на фіг. 1, 2 і 3 показана схема послідовності відпрацювання нагірного родовища, де на плані та поздовжньому і поперечному перерізах позначено: 1 - денна поверхня; 2 - вершина гори з м'якими та напівскельними породами розкриву зверху; 3 - поперечний схил гори; 4 - підйомна дорога; 5, 6 - крутонахилені рудоскат і породоскат відповідно; 7 - шар м'яких та напівскельних порід на схилах гори; 8, 9 накопичувальні бункери рудоскату та породоскату; 10, 11 - відповідні випускні отвори 1 UA 113899 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 накопичувальних бункерів для різнотипової багатої та бідної руди із розташованими під ними відповідними живильниками; 12, 13 - протилежні верхні брівки рудоскату 5 відповідно до розташування підйомної дороги 4; 14 – горизонтальні площадки уступів; 15 - поздовжня стінка рудоскату; 16, 17 - самостійні секції рудоскату; 18, 19, 20 - уступи з формування робочої зони кар'єру; 21 - виймальні шари для розробки масиву гори в уступах; 22, 23, 24 - перша, друга і третя виймальні заходки; 25 - лінія можливого зсуву поверхні гори; 26 - запобіжний вал для розвантаження колісного навантажувача; 27 - допоміжна дорога для руху зворотної мехлопати і транспортних засобів. Спосіб відкритої розробки нагірного родовища залізної руди може бути реалізований наступним чином. Розробку ведуть вхрест простягання родовища з частковою розробкою порід розкриву на вершині гори. Для цього з панівної денної поверхні 1 до вершини гори 2 по поперечному її схилу 3 проходять підйомну дорогу 4, якою підіймають бульдозер і ним у місцях розташування майбутніх крутонахилених рудоскату 5 та породоскату 6 готують їх верхні площадки до початку будівництва. Потім бульдозером зверху до низу проводять рудоскат 5 і породоскат 6. Попередньо з їх поверхні на схилах 7 колісними навантажувачами знімають шар м'яких та напівскельних порід. Скельну породу у межах поздовжнього перерізу рудоската 5 та породоската 6 оббурюють свердловинами малого діаметру та обережно підривають без порушення стінок виробок. Розпушені вибухом породи під дією своєї ваги скочуються до накопичувальних бункерів 8 і 9 та відповідними живильниками через відповідні випускні отвори 10 і 11 вивантажують до залізничних транспортних засобів, якими вивозять за межі будівництва. Уздовж днища рудоскату 5 по його центру споруджують поздовжню стінку 15, що утворює по його протяжності дві самостійні секції 16 і 17, якими зверху до низу переміщується під своєю вагою багата та бідна руда. Ці різновиди накопичуються у відповідних секціях накопичувального бункера 8, 9 і через відповідні отвори 10 і 11 живильником вивантажують до транспортних засобів. У період будівництва рудоскату 5 з протилежного боку від підйомної дороги 4, пересікаючи його протилежні верхні брівки 12 і 13 впоперек схилу гори 3 проходять горизонтальні площадки 14 проходять горизонтальні площадки, якими формують уступи робочої зони кар'єру 18, 19 і 20 із відповідними виймальними шарами 21 у кожному із них. Після проведення буропідривних робіт розробку кожного уступу 18, 19 і 20 ведуть виймальними шарами 21 з формуванням на кожному із них виймальних заходок 22, 23, 24. Зі сторони схилу гори 3 першу виймальну заходку 22 проходять зворотною мехлопатою із заданою нормативною продуктивністю, яка під час роботи знаходиться за межею лінії можливого зсуву на твердій основі залізної руди кожного шару, навантаженням породи до колісного навантажувача. Другу 23 та наступні заходки 24 за межами лінії можливого зсуву поверхні 25 виймають колісними навантажувачами самостійно. Різнотипну руду транспортують поверхнею шару 21 до брівки рудоскату 5, звідки через запобіжний вал 26 розвантажують до його відповідної секції 16 або 17. З верхньої площадки рудоскату 5 та породоскату 6 уздовж їх довжини проходять допоміжну дорогу 27, якою транспортні засоби та зворотна мехлопата пересуваються до місця роботи. Дно та бокові стінки рудоскату 5 та породоскату 6, за потребою, армують металевими або бетонними плитами. Для підвищення продуктивності добувних робіт, одночасно із відпрацюванням схилу гори 3 горизонтальними площадками 14, або із певним запізненням, до експлуатації вводять протилежний поздовжній схил гори і розробляють його у описаній вище послідовності. Після повного відпрацювання усієї гірничої маси на вершині гори 2 та у межах шару 21 по уступу 18 в цілому, армування з відповідної ділянки породоскату 6 й рудоскату 5 демонтують, а гірничу масу під ними виймають у описаній послідовності аж до рівня денної поверхні 1. Таким же чином розробляють протилежну поздовжню частину родовища й одночасно зі зниженням висоти гірничих робіт - гасять відповідні породоскат 6 й рудоскат 5 аж до рівня денної поверхні 1. Запропонований спосіб відкритої розробки нагірного родовища залізної руди дозволяє отримати у сукупності значну економію матеріальних і грошових ресурсів. Так, при розробці залізорудного родовища Уелеба, що залягає на території республіки Гвінея (Африка), встановлені запаси руди 155,3 млн. т, які розташовані у нагірній частині родовища на 380 м вище рівня панівної поверхні. За технічним проектом породи розкриву складуватимуть у зовнішньому відвалі. Спрощення технології розробки нагірного родовища залізної руди та досягнення значної продуктивності гірничих робіт зі зменшенням їх собівартості за прототипом досягають за рахунок відпрацювання порід розкриву зі складуванням у виробленому просторі кар'єру. Економічну ефективність заявленого способу доцільно розраховувати за мінімальними 2 UA 113899 U 5 10 15 20 експлуатаційними витратами на переміщення пустих порід і руди до рівня земної поверхні за рахунок своєї ваги по відповідним породо- й рудоскату. У цьому разі ефективність нової технології Е, млн. дол. США, розраховується за формулою: -6 Е=10 Са(Vзlз-Vв.nlв.n); 3 де: Са - витрати на транспортування 1 м гірничої маси на відстань 1 км, дол. США; Vз, lз відповідно обсяг та відстань транспортування гірничої маси автосамоскидами до рівня земної 3 поверхні, млн. м та км; Vв.n, Ів.n - відповідно обсяг та відстань транспортування гірничої маси до 3 рівня земної поверхні під дією своєї ваги, млн. м та км. За даними заявленого способу запропоновано здійснити розробку кар'єрного поля довжиною 2 км. На цей час вводиться до експлуатації нагірна частина родовища й починає 3 функціонувати кар'єр. Породи розкриву у обсязі Vз=Vв.n=153,3 млн. м за проектом направляють для складування на відстань lз=5 км. Відповідно до заявленого способу виконання розкривних робіт такі ж самі обсяги пустих порід направлятимуть по схилу гори під дією своєї ваги при відповідній середній відстані перевезення колісними навантажувачами Ів.n=3 км. Собівартість 1 ткм експлуатації автомобільного транспорту та колісних навантажувачів прийнята однаковою і становить Са=0,925 дол. США. На підставі вказаних чинників економічна ефективність реалізації заявленого способу Е, млн. дол. США, при мінімальних відстанях транспортування становить: -6 Е=10 0,925×153,3(5-3)=283,6. Згідно з наведеним даним річна економія за рахунок впровадження нової технології Ер, млн. дол. США/рік, при терміні відпрацювання 55 років може становити: Ер=Е/Т=283,6/55=5,16. Загальна ефективність запропонованого способу буде обґрунтована у процесі виконання проектної документації на розробку родовища і суттєво збільшена за рахунок зменшення капітальних вкладень на спорудження та експлуатацію крутонахилених породо- й рудоскатів. 25 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Спосіб відкритої розробки нагірного родовища залізної руди, що включає відпрацювання покриваючих м'яких порід, проведення буропідривних робіт для формування породо- і рудоскатів, відпрацювання м'яких та скельних порід розкриву й залізної руди, який відрізняється тим, що розробку родовищ ведуть вхрест простягання з частковим відпрацюванням покриваючих м'яких порід, породоскат й рудоскат формують від нижньої межі м'яких порід розкриву на вершині гори до денної поверхні, причому останній виконують двосекційним із поздовжньою перемичкою між ними, далі, після проведення буропідривних робіт, відпрацьовують скельну гірничу масу упродовж однієї із половин простягання родовища між породоскатом і рудоскатом уступами із формуванням виймальних шарів й заходок, й транспортуванням руди до відповідної секції рудоскату з розвантаженням через попередньо сформований огороджуючий вал, причому у першу чергу, відпрацьовують покриваючий боковий шар нестійкої породи кожного уступу по схилу гори зворотною мехлопатою і транспортують гірничу масу колісними навантажувачами до відповідного рудо- чи породоскату, потім видаляють залишки м'якої породи на вершині гори й одночасно, зі зниженням висоти гірничих робіт - гасять відповідні породо- й рудоскат аж до рівня денної поверхні і таким же чином розробляють протилежну поздовжню частину родовища. 3 UA 113899 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4