Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар’єрів

Реферат: Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів (ТНБ) кар'єрів, згідно з яким для інтенсифікації виконання гірничих робіт у вертикальному напрямку розкриття і підготовку кожного горизонту здійснюють одночасним проведенням трьох похилих траншей серповидної форми в плані, половина довжини яких розташована по колу, а друга половина траншей сходитися в центрі цього кола. Для інтенсифікації гірничих робіт у горизонтальному напрямку формують діагональні блоки і прилеглі до них робочі майданчики, які, переміщаючись від центру ТНБ до його торців, відпрацьовують половину ширини смуги рознесення етапу. Для відпрацювання другої половини ширини смуги рознесення діагональні блоки переміщують від торців ТНБ до його середини, приводячи робочий борт у тимчасово неробоче положення, що відповідає наступному етапу відробки кар'єрного поля. UA 102302 C2 (12) UA 102302 C2 UA 102302 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований винахід належить до галузі гірничого виробництва і може бути використаний при розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єру. При розробці крутопадаючих родовищ корисних копалини відкритим способом проектна глибина кар'єрів досягає 500-700 м. Розробка таких родовищ характеризується піковим навантаженням по розкривних породах у першу третину терміну служби кар'єру. Подальший період відпрацювання кар'єрного поля характеризується постійним зменшенням об'ємів виробництва розкривних робіт до кінця терміну служби кар'єру. Але такий графік виробництва розкривних робіт економічно недоцільний. Тому для трансформації графіка виробництва розкривних робіт кар'єрне поле розбивається на ряд етапів, які послідовно відпрацьовуються. В цьому випадку вдається добитися доцільного розподілу виробництва розкривних робіт за часом, проте при реалізації цього способу розробки родовища корисних копалини виникає необхідність у формуванні тимчасово неробочих бортів кар'єру при відпрацювання кожного етапу. Поетапний спосіб відпрацювання кар'єрного поля характерний тим, що кожен подальший етап починається з розконсервації тимчасово неробочих бортів (ТНБ) кар'єру, приведених у це положення в період експлуатації попереднього етапу. Наукові і практичні розробки останніх років, що забезпечують розконсервацію ТНБ і відновлення робочої зони кар'єру з нормативними параметрами елементів системи розробки, вирішують цю задачу частково. Тому важливим напрямком в області відновлення робочої зони кар'єрів є розробка способів розконсервації тимчасово неробочих бортів, які забезпечують значне збільшення темпів виконання гірничих робіт у вертикальному і горизонтальному напрямах з виконанням обов'язкової умови, - гірничі роботи необхідно проводити у режимі нормативних параметрів елементів системи розробки. У відомій роботі (Режим горных работ глубоких карьеров при применении высоких уступов/ Селянин В.Г.// Интенсивность горнах работ в глубоких карьерах. - М.: Недра, 1977. - С. 115-122) описується спосіб розконсервації ТНБ кар'єрів, суть якого полягає в тому, що відновлення робочої зони здійснюється послідовним формуванням робочих майданчиків кожного горизонту, починаючи з самого верхнього. З метою інтенсифікації гірничих робіт одночасно з розширенням робочого майданчика чергового горизонту з останнього проводять розширення робочого майданчика нижчерозміщеного горизонту на ширину, що забезпечує розміщення устаткування для подальшого розширення робочого майданчика нижчерозміщеного горизонту до максимальної ширини. Масив у межах кожного уступу підривають на ширину, що складається з максимальної ширини робочого майданчика і ширини берми, що залишається, а підірвану гірську масу відвантажують у межах максимальної ширини робочого майданчика. При цьому способі розконсервації ТНБ кар'єрів гірничі роботи проводять послідовно, зверху вниз, уздовж цього борту поздовжніми екскаваторними блоками, розширюючи на кожному горизонті транспортну або запобіжну берму до нормативних значень ширини робочих майданчиків. Основними недоліками цього способу розконсервації ТНБ кар'єрів є: 1) низька інтенсивність виробництва робіт у вертикальному і горизонтальному напрямках, особливо при значній висоті і великій протяжності ТНБ, що не забезпечує своєчасне розкриття горизонтів для створення підготовлених до вилучення нормативних запасів корисної копалини; 2) при підриванні поздовжніх блоків внаслідок розвалу гірських порід пересипатимуться транспортні берми нижчерозміщених горизонтів. Наявність підпірних стінок з підірваних порід викликає заморожування вкладених коштів на тривалий період; 3) екскаваторні роботи при розширенні транспортних і запобіжних берм до нормативних параметрів робочих майданчиків, здійснюють тупиковими забоями, що значно знижує продуктивність гірничотранспортного комплексу. Найближчим аналогом способу формування робочої зони кар'єру при поетапній розробці крутопадаючих родовищ є винахід SU 1679032 А1, Е21С41/26, 23.09.91, "Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єру", в якому передбачається розконсервація тимчасово неробочого борту, що складається з декількох уступів, розділених між собою по висоті запобіжними і транспортними бермами, що послідовно чергуються, відпрацювання гірської маси етапу здійснюють похилими шарами, кут нахилу яких дорівнює керівному куту нахилу автоз'їздів, з подальшим приведенням робочого борту кар'єру в тимчасово неробоче положення, що відповідає наступному етапу відпрацювання кар'єрного поля. До недоліків цього способу розконсервації ТНБ кар'єру слід віднести неможливість досягнення нормативної продуктивності екскаваторів у період нарізки похилих шарів, підвищений і передчасний знос підйомно-поворотних механізмів всього екскаваторного парку, що здійснюють робочий цикл у постійному режимі нахилу бази екскаваторів при відробці похилих шарів. 1 UA 102302 C2 5 10 15 20 25 30 35 Значним технологічним недоліком цього способу відпрацювання гірської маси етапу є складність стиковки похилих шарів з горизонтальними транспортними бермами, розташованими по борту кар'єру. У зв'язку з цим перед гірничим підприємством виникає задача усунути недоліки, властиві способам розконсервації ТНБ, що передбачають послідовно-погоризонтне відновлення робочої зони по всій протяжності ТНБ кар'єру і, як наслідок, додаткові об'єми вилучення вміщуючих порід, а інтенсифікацією гірничих робіт у вертикальному і горизонтальному напрямах своєчасно забезпечити виробництво видобувних робіт розкритими і підготовленими до виїмки нормативними запасами корисної копалини при цьому, значно скоротити об'єми виробництва розкривних робіт. Ця задача може бути вирішена шляхом інтенсифікації виконання гірничих робіт по розконсервації ТНБ кар'єру у вертикальному і горизонтальному напрямках з одного боку і зниженням об'ємів вилучення вміщуючих порід у цей період з іншого боку за допомогою запропонованого способу розконсервації ТНБ кар'єру, що включає проведення похилих траншей, формування робочих майданчиків і транспортних берм нормативної ширини за рахунок введення до існуючих додаткових операцій. Для цього, з метою інтенсифікації гірничих робіт у вертикальному напрямі, розкриття і підготовку до відробітку кожного горизонту здійснюють одночасним проведенням трьох похилих траншей серповидної форми за планом. Половина довжини цих траншей розташована по колу, а друга їх половина сходиться в центрі цього кола, утворюючи активний фронт гірничих робіт кожного екскаватора з наскрізною схемою транспортування гірської маси. Після розкриття горизонту два з'їзди відпрацьовують, формуючи з них діагональні блоки і прилеглі до них робочі майданчики (необхідна умова інтенсифікації гірничих робіт у горизонтальному напрямку), орієнтовані під кутом  до простягання ТНБ. Діагональні блоки, переміщуючись у напрямку торців ТНБ, відпрацьовують половину ширини смуги рознесення етапу. Нижчерозміщений горизонт розкривається і починає відпрацьовуватися аналогічно, як тільки буде підготовлено майданчик необхідної ширини для розміщення на ньому похилих серповидних траншей. При цьому діагональні блоки цього горизонту також, переміщаючись у напрямку торців ТНБ, нарізують транспортні берми на вищерозміщеному горизонті (необхідна умова збільшення результуючого кута укосу робочого борту і, як наслідок, зменшення об'ємів витягання вміщуючих порід) для забезпечення вантажотранспортного зв'язку. Швидкість зниження гірничих робіт на цій ділянці борту складає: 2Q e , м/рік, hy   Шр   Bh  sin   h  ctg y    3 де Q е - продуктивність екскаватора, м /год.; Шр - ширина робочого майданчика, м;  - кут орієнтування діагональних блоків, град.;  y - кут укосу уступу, град.; 40 45 50 B - ширина смуги рознесення етапу, м; h - висота уступу, м. Швидкість посування фронту гірничих робіт буде не менше: 2Qу , м/рік. lб  Bh Для відпрацювання другої половини ширини смуги рознесення діагональні блоки переміщаються від торців ТНБ кар'єру до його середини, погашають раніше нарізані транспортні берми, тим самим приводячи робочий борт у тимчасово неробоче положення, яке відповідає наступному етапу відпрацювання кар'єрного поля. На кресленнях представлені етапи технологічної схеми, по якій здійснюється спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів. На кресленнях Фіг. 1 та Фіг. 2 показано початок виконання гірничих робіт по розконсервації ТНБ кар'єру: розтин і підготовка розкривних горизонтів до відпрацювання. На кресленні Фіг. 1 відображено проведення похилих траншей серповидної форми в плані 1, що здійснюють розкриття верхнього розкривного горизонту 2. На кресленні Фіг. 2 показано відпрацювання двох похилих траншей серповидної форми 1 з трансформацією їх у діагональні блоки 3, які орієнтовані під кутом 4 щодо простягання ТНБ кар'єру і відпрацьовують половину ширина смуги рознесення 5 етапу 6, а також проведення 2 UA 102302 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 похилих траншей серповидної форми в плані, що здійснюють розтин нижчерозміщеного горизонту 7. На кресленнях Фіг. 2 - Фіг. 6 поз. а-г показано розконсервацію ТНБ кар'єру (відновлення робочої зони на ТНБ) і відпрацювання розкривних порід етапу діагональними блоками. На кресленні Фіг. 3 відображено період розтину горизонту 2 і формування діагональних блоків 3 для розконсервації ТНБ кар'єру 8, що складається з декількох уступів 9, розділених між собою по висоті запобіжними 10 і транспортними 11 бермами, що послідовно чергуються. На кресленні Фіг. 4 показано етап відпрацювання першої половини ширини смуги рознесення 5 етапу 6 при прямому ході 13 діагональних блоків 3 у напрямі торців ТНБ кар'єру 12. На кресленнях Фіг. 5 та Фіг. 6 показано відпрацювання розкривних порід етапу 6 при переміщенні діагональних блоків 3 у напрямку торців ТНБ кар'єру 12 (прямий хід 13 діагональних блоків 3) і у напрямку розкриваючих похилих траншей серповидної форми в плані 1 (зворотний хід 14 діагональних блоків 3) внаслідок чого робочий борт 15 приводитися в тимчасово неробоче положення 16, яке відповідає наступному етапу відпрацювання кар'єрного поля. На кресленні Фіг. 7 відображено зниження об'ємів вилучення розкривних порід 17 при формуванні робочої зони на ТНБ діагональними блоками 3 у поєднанні з транспортними бермами 11, що забезпечує збільшення результуючого кута укосу робочого борту 18 щодо результуючого кута 19, який відповідає способам розконсервації ТНБ, що передбачають наявність робочих майданчиків по всьому його простяганню. Таким чином, завдяки застосуванню додаткових операцій по проведенню розкривних похилих траншей серповидної форми за планом і формуванню робочої зони діагональними блоками у поєднанні з транспортними бермами для розконсервації ТНБ кар'єру і відпрацювання розкривних порід етапу дозволяє здійснити інтенсифікацію виробництва гірничих робіт у вертикальному і горизонтальному напрямах зі скороченням термінів створення розкривних і підготовлених до відпрацювання нормативних запасів корисної копалини, знизивши при цьому об'єми вилучення вміщуючих порід. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів (ТНБ) кар'єрів, що включає проведення похилих траншей, формування робочих майданчиків і транспортних берм нормативної ширини, який відрізняється тим, що для інтенсифікації виконання гірничих робіт у вертикальному напрямку розкриття і підготовку кожного горизонту здійснюють одночасним проведенням трьох похилих траншей серповидної форми в плані, половина довжини яких розташована по колу, а друга половина траншей сходитися в центрі цього кола, одночасно утворюючи активний фронт гірничих робіт кожного екскаватора з крізною схемою транспортування гірської маси, з подальшим відпрацюванням двох з'їздів, а для інтенсифікації гірничих робіт у горизонтальному напрямку формують діагональні блоки і прилеглі до них робочі майданчики, що орієнтовані під кутом  до простягання ТНБ, які, переміщаючись від центру ТНБ до його торців, відпрацьовують половину ширини смуги рознесення етапу з нарізкою транспортних берм на вищерозміщених горизонтах для забезпечення вантажотранспортного зв'язку, а для відпрацювання другої половини ширини смуги рознесення діагональні блоки переміщують від торців ТНБ до його середини, погашаючи раніше нарізані транспортні берми, приводячи робочий борт у тимчасово неробоче положення, що відповідає наступному етапу відробки кар'єрного поля. 3 UA 102302 C2 4 UA 102302 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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 5