Способ реконструкции карьеров

ректор М.ГамЬорская едактор Г,Герб Техред И,ИоргенталееввЙ одоисное Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина,Заказ 326 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по иэоб113035, Москва, Ж,. Ра етениям и открытиям при ГКНТ СССРнская наб д. 4/5погашение борта с Формированием предохранительной бермы, проведение съезда, отсыпку вскрышных пород на дно выработанного пространства, отстройку на отсыпанных породах съезда до соединения его со съездом на борту, отработку и транспортирование полезного ископаемого.Недостаток способа состоит в на личии значительных затрат на вскрышные работы, обусловленных необходимостью выемки излишних объемов пород, а также удорожания работ, связанных .с размещением съезда на бортах карье ра до навала взорванных пород в последнем по глубине этапе работ. Этот объем работ находится в прямой зависимости от глубины расположения съезда на бортах, которая в известном р 0 способе является значительной и возможности ее уменьшения реализованы не в полной мере. Кроме того, усложнено обеспечение безопасности ведения горных работ на нижних горизонтах 25 карьера под реконструируемыми бортами.Цель изобретения - сокращение затрат на вскрышные работы за счет уменьшения объемов вынимаемых пород при повышении безопасности ведения . 30 горных работ на нижних горизонтах. Цель .достигается тем, что согласно способу реконструкции карьеров,включающему отработку карьера до проектного контура этапами по глубине,Формирование промежуточного дна, по.гашение борта с формированием предохранительной бермы, проведение съезда, отсыпку вскрышных пород на дно вы" 40работанного пространства, отстройкуна отсыпанных породах съезда до соединения его со съездом на борту, отработку и транспортирование полезного ископаемого, после достижения дна ф 5карьера глубины, которую определяютзависимостью,Ше-х -хд.-Ш аГ Н-(- )й сО+с 1 дО(ц50где Г - глубина дна карьера м;Н- глубина промежуточного днакарьера, м;Ы- ширина промежуточного днакарьера, м;х - ширина по промежуточному днукарьера первой выработкимежду целиком и погашаемымбортом, м; х - ширина по промежуточному днукарьера второй выработкимежду целиком и погашаемымбортом, м;Ш- ширина автотранспортной площадки, м;0 - результирующий угол первогооткоса целика, расположенно"го на дне карьера, град.,6(ц - результирующий угол второгооткоса. целика, расположенного на дне карьера, град., на погашенном борту карьера произво" дят Формирование съезда до указанной глубины, а затем формируют в массиве ниже дна карьера целик посредством проведения по проектному контуру целика съезда до промежуточного дна, причем Формирование борта посредством проведения предохранительной бермы производят ниже указанной глубины, после чего производят отсыпку вскрышных пород между целиком и погашенным бортом, а после соединения съездов производят окончательную нарезку съезда по целику до конечного дна карьера, при этом предохранительную берму проходят на высоту борта, определяемую выражением11=11Н=633.+Зц 3.1 й1 л=(где Н - высота погашения борта, м;АЗ, - разность заложения съездана целике на -м участке,м;- уклон съезда на х-муцастфЗи - заложение насыпного, д-гоучастка, съезда, м 1 а затем отрабатывают породы целика.Предлагаемый способ отличается от известного вышеизложенной последовательностью выполнения операций, направлением горных работ и характери- зующими способ параметрами, представленными в виде математических выражений, Эти признаки отсутствуют в известных решениях и обеспечивают получение положительного эффекта - достижение цели изобретения, Предлагаемый способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений.На фиг. 1 изображен карьер с промежуточным дном, вид в плане; на фиг. 2 - то же, после наращивания съезда; на Фиг. 3 " карьер на конец обработки, вид в плане; на фиг.4(4) разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 5 -, - угол откоса уступа на -мЦ,схема целика на дне карьера для вы- участке, град.;вода формул, вид в плане; на фиг,б . Бт;- ширина транспортной бермысечение Б-Б на Фиг. 5; на Фиг. 7- на -м участке, м.сечение целика для вывода формул.С другой стороныСпособ осуществляется следующимобразом.к 3Работы по реконструкции карьера с где Ш - ширина дна карьера в рассматформированием на погашенном борту 1910 риваемом сечении мусъезда 2, например, с петлевой форых и х - соответственно ширина по про 2мои трассы над наиболее глубоко зале- мекуточному дну карьера пер 1гающими телами полезных ископаемых 3 вой и второй выработки между(Фиг. 4), выполняют этапами по глуби- целиком и погашаемыми бортане и начинают с использованием суще- ми карьера в рассматриваемомствующего съезда 4, при помощи кото- сечении, м.рого отрабатывают слой пород, разу- Из (1) и (3) получимпрочненный в течение длительного срока службы борта и обновляют откосыВе-х-х -Шдсд 0 +с 10 цотстраивая их в неразупрочненных по" 20ц Кродах на сравнительно короткий срок, В Формуле (3), в случае обособлечто уменьшает деформации и улучшает ния целика 1 О двумя выработками вдольусловия безопасности работ в карьере. погашенных бортов, хи х имеют знаСъезд 4 служит для улавливания объе- . чения соответствующих ширйн вырабомов деФормаций 5 откосов, что позво ток, в случае наличия одной выработляет исключить опасность, сопутствую- ки соответственно хили х принимащую их уборке и сэкономить объем 6 ются равным нулю, а угол откоса целивскрыши между существующим 7 и не- ка, примыкающего к борту равен 180-/3,обкодииын 8 длл разности с цепью пик- где 3 - угол откоса борта .на высотувидации деформаций контурами погашен" щ целика, градус; в случае отсутствияного борта карьера (Фиг. 4), и исполь- выработок х=х =О, при отсутствиизуется в этих целях до горизонта верх- верхней трайспортной площадки 9 Ш =О.ней транспортной площадки 9 целика 10, Глубина (г) дна карьера, частьрасположенной на дне карьера. Глуби- которого представляет собой трансну дна карьера определяют зависимос- портную площадку 9, выразитсятью, покрученной следующим образом.35Согласно фиг. 5 и 6 минимальнаяГ=Н -Н0 цр(5)ширина основания целика 1 О выразит- где Н - глубина промежуточного днася 11 карьера, р,ЭШ =Ш +Н (сс б +сС о ) (1) 40 или с учетом (4)О а ц ф ц, с б цугде Ш, - ширина автотранспортной пло- (Шу-х,-х-йбщадки, м; " с +седСцъ цйНд - высота транспортной части целика 10, расположенного напромежуточном дне 11 карье-1 5й 20 мЦ =кц =,ра, м;2 рМ и Мц" соответственно результиру- Н 2 265-20-25-20ющие углы первого и второго М 2 роткос в целика, градус, за"висящие от числа серпантини соответственно длины боко- После достижения глубины дна ка"вой, поверхности целикарьера, которую определяют зависимоью :стью (6)., на погашенном борту 1 карьеМц + - т,ра производят формирование съезда 2в ц Ндо указанной глубины на участке аЬ.Затеи Формируют в массиве ниже днагде 3, - заложение -го участка съез- карьера (ниже транспортной площадкида, м; 9) целик 10 посредством проведенияпо проектному контуру целика 10 съез"да 2 на участке Ьс до промежуточного, дна 11.Таким образом, без изменения высотных отметок начала и конца съезда2, при сохранении его общей длины иуклона, уменьшают длину и разность вы"сотных отметок начала и конца его части аЬ. на погашенном борту 1 за счет 10нарезки его части Ьс на транспорт"ном целике 10, т,е по сравнению сконтуром 12, соответствующем размещению съезда на борту, съезд 2 нарезают в борту ближе к выработанномупространству, с выносом части съездана временный целик 10 и тем самым при"ближают проектный контур борта к устойчивому и экономят на борту объемы13 вскрыши (фиг. Ь),20Рассчитываемая по формуле (6),величина Г является необходимым условием выполнения способа, так какпри Г меньше расчетной образуется раз,рыв съезда: его часть аЬ на погашенном борту не будет соединена с частьюЬс на целике пород и ведение работниже уровня Ь не представляется возможным. При Г больше рассчитанной выполнение способа возможно, но нерациобвально, так как при этом выполняют-ся излишние объемы вскрыши на борту.При формировании части аЬ съезда2 между погашаемым бортом 1 и съездом2 отрабатывают полезное ископаемое1 Ь выработками 15 с выносом съезда 2за пределы выработок 15 на транспортную берму йе (фиг. 4) в сторону выра"ботанного пространства карьера. Расположение. съезда 2 на берме йе по 40сравнению с общепринятым расположени"ем на берме 1 д позволяет оставить в. борту 1 объемы пород над выработкой15 между отстраиваемым контуром(фиг. 4) и. йеиэбежным по известным 45способам контуром 16. Наряду с этимвынос съезда 2 на берму йе обеспечивает оставление беэ отработки на пога"щенном борту 1 целиков 17 и 18, а выраОотки 15 используют Для Отсыпки В 50них пород. Это обеспечивает сокращениерасстояйия транспортировки пород итем самым удешевляет вскрышные работы,.Вместе с этим выработки 15 (заполненные разрушенными породами или без них)55используют для улучшения условий безопасности работ следующим образом:для улавливания деформирующихся масс5 вышележащих откосов для укрепления вышележащих откосов контрфорсами изпород, для уменьшения уклона автодороги за сцет перемещения ее из положения де на отсыпанную площадку р 1(фиг. 1); для создания после отсыпкипород дополнительной площадки дляразминовки и маневра машин,Увеличение части Ьс съезда 2 на целике 1 О, необходимое для уменьшениядлины части аЬ на погашаемом борту 1,обеспечивают увеличением длины и площади откосов 19 (фиг, 5 и 6) боковой .поверхности целика 10 до размеров соответствующих перепаду высот точекЬ и с при заданном уклоне части Ъссъезда 2.Для этого целик 10 формируют внепогашаемого борта 1 под углом к нему3 продольной оси 20 целика 10 (фиг.1),Такое расположение целика 10 позволяет пространственно разделить и по времени совместить работы на погашаемомборту 1 и на целике 10, цто улуцшаетусловия безопасности и экономическиепоказатели работ. Целик 10 обособляют путем отработки горной массы междуним и погашаемыми бортами в процессе,формирования части Ьс съезда 2 такимобразом, цто между съездом 2 и погашаемыми бортами отрабатывают полезноеископаемое 3, причем формирование каждого погашаемого борта посредствомпроведения наклонной предохранительнойбермы или горизонтальных берм 21 производят ниже указанной глубины, определяемой по формуле (6).После отработки полезного ископаемого 3 между бортами карьера и целиком 10 и нарезки на целике 10 съезда2 до промежуточного дна 11 карьера, наодном или нескольких участках, где ниже промежутоцногЬ дна 11 полезные ископаемые не Ъалегают, производят отсыпку вскрышных пород, между целиком10 и погашенным бортом на дно выработанного пространства с отстройкой наотсыпанных породах съезда и тем самымнаращивают съезд 2 на целике 10, удлиняя его на участки зй и ОР путемприсоединения в точке Б начала наклонной насыпной цасти (вставки) транспортной бермы к серпантине участкаЬс съезда 2, Конец насыпной частисъезда в точке Р присоединяют к цели-.ку на уровне ниже высотной отметкисуществующей ветви съезда 2.Поэтому после соединения съездов,начиная с нижней ветви соединитель5 Ц 10глубины нарезки съезда на бортууменьшает объем работ и затраты, Приэтом борта карьера на высоту целика1 О погашают без транспортных берм,. сформированием лишь предохранительных берм 21 между откосами сдвоенныхстроенных уступов,Высотные отметки по трассе. съезда2 уменьшают на.величину (Н) и темсамым углубляют карьер на глубину(Н) (Фиг. 7), обеспечиваемую удлинением съезда 2 на уцастке Ьс отсыпкой пород по трассе веор. да, м.Например, на фиг, 2 по (8)Н=1+1 , , (9)где 1и 1 )- соответственно длина5отрезков ве и ОР насыпнойУчасти съезда на плане.(Фиг.2), соответствующаязаложениям участков съев.- да, м.Как показано на Фиг. 2, эа счетотсыпки в первой ветви серпантиныудлинительной вставки заезда, длиной. вплане (заложением) 150 м и удлинениязаложения второй, ветви серпантины нацелике на 85 м, углубление карьерасоставляет1н =150)0,07+85)10,08=17,3 м,Уравнение (8) является условиемвыполнения предлагаемого способа,поскольку без вклинения насыпной части съезда 2 достижение конечногоконтура 22 при обеспечении предлага"емых проектных контуров погашаемогоборта 1.невозможно; углубление беэвклинения насыпного съезда обусловливает необходимость опускания целика10 на конечное дно 22 с понижениемверхней транспортной площадки 9 навеличину (Н 1) и соответственно увеличения глубины размещения съезда 2на борту 1 (Г) на величину (Н), цтов свою очередь повлечет отработкупород между предлагаемым и обычным(12) предельными контурами.В целом глубина съезда 2 на погашаемом борту по предлагаемому спо 9 1 7107ной серпантины (от точки Р), на участке рй съезда 2 производят окрнцательную нарезку съезда 2 по целику 10с уменьшением его высотных отметокпо трассе до конечного дна 22 карьера, Причем отрабатывают горную массу между проектным контуром карьераи целиком 10 с погашением бортов без. транспортных берм, с Формированиемнаклонной или горизонтальных предо"хранительных берм 21, при этом пре;дохранительную берму (или бермы),проходят на высоту борта, определяемуювыражением, полученным следующим образом: за счет увеличения боковойповерхности высотутранспортногоцелика увеличивают (а глубину съездана борту уменьшают) на величину.1820ь =,У,ЬЗ,з.;, (7),4 1где Ь - превышение глубины съездана погашаемом борту с использованием временных целиков вдоль борта по известным способам над глубинойзаезда на борту по предлагаемому способу, м;Д 3; - разность заложения (проекции 30наклонной. ветви съезда на горизонтальную плоскость), участка съезда на целике попредлагаемому и известнымспособам при одинаковых уклонах на -участке, м;; - уклон съезда на д-м участке, 4,Алгебраицеская сумма разностейзаложений по формуле (7) дает прирост высот откосов на целике 10 и таким образом за счет предлагаемогоспособа увеличивают общую высоту целика 10 и уменьшают высоту участкасъезда 2 на погашаемом борту 1 и тем 45самым сокращают вскрышные объемы наборту 1. Например, как показано наф 11 г. 1 и 2, при уклонах первой ветвисерпантины на целике 0,07, второй,0,084, третьей 0,1 и их длинах вплане соответственно по обычному.ипредлагаемому способам 115 и 310 м,.1 бО и 415 м, 200 и 250 м, Ьг по Фор-муле (1) составит Ьг=(310-1150 07+=39,15 м.Таким образом, величина Ь является одним из условий достижения цели изобретения, так как уменьшениесобу уменьшена, как следует из формул (7) и (8) на величину1Н= "У ЬЗ; д;+ ",ЗН , (1 О)1=1соответствующую высоте борта, проектный контур которого сформулирован с предохранительной бермой, в рассмотрен. ных примерах составляющей 39,15+17,3= "5 б,45 м.При наличии полезного ископаемого 3 на уровне площадки 9 его отрабатывают при формировании целика 10 и отсыпкой пород восстанавливают площадку 9 и съезд 2 по ней.После Формирования съезда 2 до конечного дна 22 карьера между ним и промежуточным дном 11 начинают отрабатывать горные породы и полезные ископаемые с отсыпкой пустых пород на дно выработанного пространства, а затем отрабатывают породы целика, при этом укрепляют борт контрфорсом и .сокращают расстояние транспортировки пород и тем самым повышают устойцивость откосов уступов и бортов и безопасность работ, а также удешевляют вскрышные работы. В процессе этих работ по периметру дна от погашенных бортов на высоту целика 10 отсыпает породами новый съезд 23 вне целика 10 (фиг3), причем дно 22 карьера соединяют с целиком 10 временными насыпными съездами, примыкающими вне этой части съезда 2, которая расположена в зоне горных работ на целике 10 и таким образом еще раз переформируют съезд на целике 10.После отсыпки съезда 23 из целика 10 вынимают полезное ископаемое 3Таким образом, при доработке карьера горные работы ведут в направлениях, обеспецивающих оставление части 24 пустых пород целика 10 наконечном дне 22 карьера, без их отработки, причем в слуцае необходимости отрабатывают "перешеек" со съездом транспортной площадкой 9, соединяю-. щий обособленный целик 10 с погашенным бортом карьера (фиг. 3). Рассчитываемая по Формуле (6) глубина форми рования съезда 2 на погашаемом борту 1 (Г) учитывает величину (Ъ), рассчитываемую по формуле (10), и согласно схемы (Фиг. 7) объем сэкономленной на погашенном борту 1 вскрыши заключается между проектными контурами 1 с 1 п и пючп.Преимущества предложенного способа заключаются в уменьшении объемов вскрышных работ, в сокращении расстояния транспортировки пород, в повышении степени безопасности работ путем пространственного разделения работ, выполняемых на безопаСном расстоянии друг от друга на борту и на дне карьера, созданием дополнительной емкости для улавливания деФормирующих масс, расширением предохранительных площадок, уменьшением уклонов участков съезда, сокращением сроков службы засыпаемых откосов, в результате которого уменьшаются разупроцнение и проявление релаксации пород и тем самым повышается устойчивость откосов. 20 Формула изобретенияде ееУ.сцК +сСдМцЧглубина дна карьера, м; глубина промежуточного дна карьера, м,"ширина промежутоцного дна карьера, м;ширина по промежуточному дну карьера первой выработки между целиком и погашаемым бортом, м;ширина по промежуточному дну карьера второй выработки между целиком и погашаемым бортом, м;ширина автотранспортной пло-щадки, м; Г=Нп где Г Н50 1. Способ реконструкции карьеров,включающий отработку карьера до про ектного контура этапами по глубине,формирования промежуточного дна, погашение борта с формированием предохранительной бермы, проведение съез-.да, отсыпку вскрышных пород на дно 30 выработанного пространства, отстройкуна отсыпанных породах съезда до соединения его со съездом на борту, отработку и транспортирование полезного ископаемого, о т л и ц а ю щ и й с я тем, цто, с целью сокращениязатрат на вскрышные работы за сцетуменьшения объемов вынимаемых породпри повышении безопасности ведениягорных работ на нижних горизонтах, 40 после достижения дна карьера глубины,которую определяют зависимостью171 Ыо - результирующий угол первогооткоса целика, расположенного на дне карьера, граД;Ыц- результирующий угол второгооткоса целика, расположенного на дне карьера, град, на погашенном борту карьера производят формирование съезда до указаннойглубины, а затем формируют в массиве ниже дна карьера целик посредством проведения по проектному контуру целика съезда до промежуточного дна, причем формирование борта посредством проведения предохранительной бермы производят ниже указанной глубины, после чего производят отсыпку,вскрышных пород между целиком и погашенным бортом, а после соединения съездов 0754производят окончательную нарезку съез"да по целику до конечного дна карьера, а затем отрабатывают породы целика.2. способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что предохранитель"ную берму проходят на высоту борта,определяемую выражением10 1=Й 1 сйН=. ЬЗ;д,+ ХЗн,1;,1 1 1 с. 1где Н - высота погашения, борта, м;Ь 3; - разность заложения съезда15 на целике на -м участке,м;, . - уклон съезда на -м участке, 4;3,1 - заложение насыпного д-го1участка съезда, м.