Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар’єру з порушеною підземними роботами структурою масиву гірських порід

Реферат: Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єру з порушеною підземними роботами будовою масиву гірських порід, згідно з яким розконсервацію тимчасово неробочого борту кар'єру здійснюють шляхом одночасної нарізки з поверхні від центру борту кар'єру в напрямку одного з його торців декількох розкривних виробок клиноподібної форми. Виробки клиноподібної форми розташовують одна за одною уздовж борту з відпрацюванням гірських порід похилими шарами. Похилі шари є продовженням розкривних виробок і поєднують в собі функції транспортних комунікацій та виїмкових шарів. Робочу зону формують поперечними добувними блоками і горизонтальними ковзними збійками між похилими шарами, які при переміщенні уздовж борту кар'єру одночасно з відпрацюванням гірничої маси формують граничний (кінцевий) контур борту кар'єру. Нарізку нових похилих шарів здійснюють в самій верхній частині робочої зони шляхом проходки горизонтальної напівтраншеї і розрізної траншеї. UA 108483 C2 (12) UA 108483 C2 UA 108483 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонований винахід належить до галузі гірничого виробництва і може бути використаний при розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів в умовах порушеної стійкості масиву гірських порід підземними виробками. Однією з найскладніших проблем при реалізації концепції сталого розвитку є забезпечення прав майбутніх поколінь на природні ресурси. Особливо проблематично це реалізувати при розробці так званих непоновлюваних природних ресурсів, до яких належить мінеральна сировина. Цим обумовлено підвищення уваги до залучення в експлуатацію техногенних родовищ у шламосховищах і повторній відробці багатих втрачених руд у зонах обвалення підземних копалень. Перші стають привабливими завдяки тому, що рівень розвитку технологій збагачення істотно підвищився і ємності, що звільнилися, у шламосховищах можуть бути повторно використані. Другий напрям стає актуальним тому, що збіднені багаті руди після обвалення верхніх ділянок родовищ при їх розробці підземним способом за вмістом корисного компонента вищі в порівнянні з сучасними кондиціями на ці руди. При цьому відпадає необхідність відчужувати сільськогосподарські землі, оскільки територія зон обвалення вже раніше була відчужена. Після завершення експлуатації родовища підземним способом у контурах шахтних полів залишається значна кількість "втраченої" корисної копалини у вигляді технологічних (целіки, потолочини і так далі) і експлуатаційних (втрати і збіднення) втрат, а також комплекс підземних розкривних, підготовчих і експлуатаційних виробок. Масив гірських порід, що утворився в результаті випуску руди і самообвалення в надрах, характеризується порушеною структурою масиву і слабкою стійкістю через розпушування порід або наявність порожнеч. Наукові і практичні розробки останніх років, що забезпечують розконсервацію тимчасово неробочих бортів кар'єрів і відробку таких масивів гірських порід шляхом використання існуючих технологічних схем, вирішують цю задачу лише частково. Тому важливим напрямом нарощування мінерально-сировинної бази при мінімізації негативної дії на довкілля є розробка способу розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів, включаючи втрачені раніше руди, що забезпечує відробку масивів гірських порід з порушеною структурою і слабкою стійкістю при забезпеченні високої безпеки ведення гірничих робіт у зонах обвалення підземних копалень. У відомій роботі (Селянин В.Г. Интенсивность горнах работ в глубоких карьерах. - М.: Недра, 1977. - C. 115-122) описано спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів, суть якого полягає в тому, що відновлення робочої зони здійснюється послідовним формуванням робочих майданчиків кожного горизонту, починаючи з самого верхнього. Гірничі роботи проводяться уздовж борту подовжніми екскаваторними блоками послідовно зверху вниз, розширюючи на кожному горизонті транспортну або запобіжну берму до нормативних значень ширини робочих майданчиків. Основними недоліками цього способу розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів є: 1) низька інтенсивність проведення гірничих робіт у вертикальному і горизонтальному напрямах, що не забезпечує своєчасного розкриття горизонтів видобутку для створення підготовлених до вилучення нормативних запасів корисної копалини; 2) екскаваторні роботи проводяться тупиковими забоями, що значно знижує продуктивність гірничотранспортного комплексу. Найближчим аналогом способу відпрацювання масивів гірських порід, стійкість яких порушена проведеними раніше виробками, є патент на винахід України №89252, Е21 С 41/26, публ. 11.01.2010, Бюл. №1, 2010 р, "Спосіб повторної розробки крутопадаючих родовищ корисних копалини відкритим способом", в якому передбачається повторне відпрацювання пласта корисної копалини похилими шарами. При цьому робочу зону кар'єру формують поперечними блоками видобутку і діагональними розкривними блоками, що утворюються при рознесенні бічних сторін цих виробок. Значним технологічним недоліком цього способу відпрацювання масивів гірських порід, стійкість яких порушена підземними гірничими виробками, є неможливість поетапного відпрацювання кар'єрного поля з формуванням тимчасово неробочих бортів кар'єру, результуючий кут яких має дорівнювати результуючому куту укосу борту кар'єра у відпрацьованому вигляді (обов'язкова умова). Крім того, недоліком цього способу розробки нестійких масивів гірських порід є відсутність автоз'їздів у робочій зоні видобутку кар'єру, що значно ускладнює вантажотранспортний зв'язок між вибоями екскаваторів і пунктом прийому корисної копалини. При цьому також збільшується дальність транспортування корисної копалини. 1 UA 108483 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У зв'язку з цим перед гірничим підприємством виникає задача здійснити розконсервацію тимчасово неробочого борту кар'єру і забезпечити безпечну відробку масиву гірських порід, стійкість якого порушена підземними гірничими виробками, усунувши відмічені вище недоліки. Ця задача може бути вирішена шляхом спеціального формування робочої зони на тимчасово неробочому борту кар'єру за допомогою запропонованого способу розконсервації тимчасово неробочого борту кар'єру з порушеною підземними роботами структурою масиву гірських порід, що включає проведення похилих виїмкових шарів, при відпрацюванні яких одночасно відбудовують неробочий борт кар'єру похилими транспортними і запобіжними бермами за рахунок введення до існуючих додаткових операцій. Для цього прибортовий масив гірських порід, що знаходиться в ослабленому стані, відпрацьовують похилими виїмковими шарами з горизонтальними збійками між ними, які поєднують в собі функції виїмкових шарів і транспортних комунікацій. При цьому робоча зона розконсервованого борту кар'єру формується поперечними блоками видобутку, довжина яких дорівнює ширині смуги рознесення цього борту. Розконсервацію тимчасово неробочого борту кар'єру здійснюють шляхом одночасної нарізки з поверхні від центру борту кар'єру у напрямі одного з його торців декількох похилих розкриваючих виробок, що мають клиновидну форму і розташованих послідовно одна за одною уздовж цього борту з подальшим відпрацюванням гірських порід похилими шарами, які є продовженням цих розкривних виробок. В період основного терміну розбортовки кар'єру розкриття і підготовка до відпрацювання похилих виїмкових шарів здійснюють не в самій нижній частині борту кар'єру, як це прийнято при існуючих способах відпрацювання крутопадаючих родовищ, а в самій верхній частині робочої зони, розташованої в протилежному торці. В цьому разі нарізка нового похилого шару здійснюється шляхом проходки горизонтальної напівтраншеї і розрізної траншеї. Відпрацювання похилих шарів здійснюється поперечними блоками з горизонтальною установкою екскаваторного устаткування. Одночасно з відпрацюванням похилих шарів поперечними екскаваторними блоками формується неробочий борт кар'єру, що складається з уступів, похилих транспортних і запобіжних берм. Вантажотранспортний зв'язок екскаваторних вибоїв з денною поверхнею забезпечується похилими транспортними бермами і горизонтальними ковзними збійками між похилими шарами. Довжина цих збійок дорівнює довжині з'їздів, а їх кількість відповідає кількості запобіжних берм на знов формованому неробочому борту кар'єру. На кресленнях представлені етапи технологічної схеми, за якою здійснюється спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єру з порушеною підземними роботами структурою масиву гірських порід. На кресленні фіг. 1 показана розконсервація тимчасово неробочого борту кар'єру 1 похилими розкривними виробками клиновидної форми 2, які розташовуються послідовно одна за одною уздовж розконсервованого борту кар'єру. Параметри цих виробок визначаються довжиною з'їзду 3 і шириною смуги рознесення цього борту 4. На кресленні фіг. 2 відображено (вид за планом) процес відпрацювання прибортового масиву гірських порід (стійкість якого порушена підземними виробками) з сформованою робочою зоною, що складається з похилих виїмкових шарів 5, поперечних блоків видобутку 6, горизонтальних ковзних збійок 7, горизонтальної напівтраншеї 8 і розрізної траншеї 9. Формування неробочого борту кар'єру здійснюється уступами 10, транспортними 11 і запобіжними 12 бермами. Таким чином, завдяки застосуванню додаткових операцій по розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єрів з порушеною підземними роботами структурою масиву гірських порід, що здійснюються одночасною нарізкою з поверхні від центру борту кар'єру в напрямі одного з його торців декількох розкривних виробок клиновидної форми, розташованих послідовно одна за одною уздовж цього борту, відпрацювання даного прибортового масиву гірських порід похилими виїмковими шарами при формуванні робочої зони поперечними блоками видобутку і горизонтальними збійками між похилими шарами, а також розташування розкривних і підготовчих виробок знов нарізуваного похилого шару (горизонтальної напівтраншеї і розрізної траншеї) у самій верхній частині відпрацьовуваного прибортового масиву гірської породи, як найбільш віддаленій від підземних гірничих виробок і порожнеч, досягається можливість здійснення одночасного формування кінцевого контуру борту кар'єру при виконання умови забезпечення вантажотранспортного зв'язку між усіма екскаваторними вибоями поперечних блоків з денної поверхні при необхідній розосередженості гірничого устаткування. Крім того, формування робочої зони похилими виїмковими шарами забезпечує підвищення рівня безпеки проведення гірничих робіт, оскільки: 2 UA 108483 C2 5 - по-перше, поперечні блоки видобутку наближуються до можливих порожнеч за похилою площиною, внаслідок чого зрушення гірських порід може статися не по усій площині виїмкового шару, а тільки в самій нижній його частині; - по-друге, у зв'язку з тим, що кут нахилу виїмкових шарів дорівнює нормативному куту нахилу транспортних комунікацій, то усувається необхідність їх дублювання; - по-третє, поєднання основних функцій виїмкового шару з транспортними комунікаціями в робочій зоні забезпечує значне скорочення дальності транспортування гірської маси. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 Спосіб розконсервації тимчасово неробочих бортів кар'єру з порушеною підземними роботами будовою масиву гірських порід, що включає проведення в такому прибортовому масиві гірських порід розкривних і підготовчих виробок, формування робочої зони поперечними добувними блоками, який відрізняється тим, що розконсервацію тимчасово неробочого борту кар'єру здійснюють шляхом одночасної нарізки з поверхні від центру борту кар'єру в напрямку одного з його торців декількох розкривних виробок клиноподібної форми і розташованих послідовно одна за одною уздовж цього борту з наступним відпрацюванням гірських порід похилими шарами, які є продовженням розкривних виробок і поєднують в собі функції транспортних комунікацій та виїмкових шарів, формування робочої зони поперечними добувними блоками і горизонтальними ковзними збійками між похилими шарами, які при переміщенні уздовж борту кар'єру одночасно з відпрацюванням гірничої маси формують граничний (кінцевий) контур борту кар'єру, що складається з уступів, похилих транспортних і охоронних берм, при виконанні обов'язкової умови забезпечення вантажотранспортного зв'язку між усіма екскаваційними вибоями поперечних добувних блоків з денною поверхнею, при цьому нарізку нових похилих шарів здійснюють в самій верхній частині робочої зони шляхом проходки горизонтальної напівтраншеї і розрізної траншеї. 3 UA 108483 C2 4 UA 108483 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 5