Способ отстройки нерабочих бортов глубоких карьеров

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 721244 9) Я 2 21 С 41/20 ГОСУДАРСТВЕННЫИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ОТКРЫТИЕНИ ТОРСК ВИДЕТЕЛЬСТВ ный институт П.Мартыненко,А,И.Воробьев,ков и А.В.Киянец(54) СПОСОБ ОТСТРОЙКИ НЕРАБОЧИХБОРТОВ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ Изобретение относится к горному делу,: в частности к открытой разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых на глубину до 500-700.м,Месторождения руд черных и цветныхметаллов преимущественно представленыкрутопадающими залежами, погружающимися в недра Земли под углом 60-90 назначительныеглубины, При выемке такихполезных ископаемых открытым способом. вмещающие породы извлекаются попутно,по мере отработки которых в верхней частикарьера формируются нерабочие участкибортов; сохраняемыев постоянном положении до полного завершения эксплуатациикарьера. В зависимости от крутизны предельного контура нерабочих бортов зависити общий обьем выемки вскрышных породТак, увеличение угла откоса нерабочего борта всего на один градус приводит к оставле-,нию в массиве десятков миллионов мзвмещающих пород, В этой связи конструи 2(57) Изобретение относится к горному делу, в частности к открытой разработке крутопа-дающих месторождений полезных ископаемых. Цель изобретения - уменьшение объема выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля. В способе отстройки нерабочего борта глубоких карьеров сооружают пункты изменения направления движения и перегрузки. горных. пород на площадках уступов, при этом борт карьера на участках с выходами более устойчивых пород формируют более крутым из уступов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами. 2 ил,рование нерабочих бортов выполняется особо тщательно, а увеличение углов откосов отдельных уступов и бортов в целом детально обосновывается.Известно. что выпуклый борт карьера экономичнее плоского и вогнутого, Теорети-. ческий криволинейный профиль борта представляет собой геометрическое место точек, в каждой из которых удовлетворяется условие предельного напряженного состояния. Методика построения реального для карьеров профиля заключается в том, чтобы вписаться в этот криволинейный профиль.Проектирование нерабочих бортов карьера осуществляется в зависимости от физико-механических свойств подсекаемых горных пород, Путем выполнения геомеханических расчетов определяются предельные высота и угол наклона отдельных участков борта, Затем конструируются соответствующие участки борта по параметрам нерабочих уступов и берм всех назначений, 172124415 20 30 40 50 При этом для обеспечения устойчивости участка борта заданной высоты достаточно выполнения условия, при котором конструктивный угол наклона борта равен или меньше предельного.Однако реализация принятой в проекте технологии вскрытия и отработки нижележащих горизонтов требует устройства между смежными по высоте уступами горизонтальных площадок повышенной ширины для размещения на них транспортных коммуникаций, пунктов изменения направления движения и перегрузки горной массы при комбинированных видах транспорта, а также наклонных площадок для формирования соединительных выездов между горизонтами карьера. Конструктивное выполнение таких площадок в карьере приводит к выполаживанию откоса участка борта не только по менее устойчивым породам,но и по более устойчивым, что влечет за собой резкое увеличение обьемов выемки вскрыши, При этом в методике место расположения площадок не учитывает физико-механические свойства подсекаемых пород Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ отстройки нерабочих бортов глубокого карьера, где без дополнительного разноса вмещающих пород предохрэнительные бврмы проходят наклонными параллельно наклонной трассе транспортных площадок. опускающейся по спирали с одного борта на другой до самого дна. При этом длина транспортирования минимальна, пункты изменения направления движения отсутствуют.Известный способ имеет существенные недостатки, значительно ограничивающие область его эффективного применения. При этом карьер должен иметь небольшие размеры в плане и отрабатывать столбообразную залежь с углом падения, близким к 90. Горные работы здесь ведутся только на 3-4 нижних горизонтах. Все верхние горизонты должны быть отработаны в предельном положении или же временно законсервированы. В то же время отсутствие пунктов примыкания не позволяет осуществить заеэд транспортных средств на эти горизонты. Поэтому для расширения границ карьера поверху необходимо перекрыть ведение горных работ на нижних горизонтах до полной реконструкции транспортной схемы, Размещение перегрузочных площадок в нижней рабочей зоне затруднительно вследствие стесненного выработанного пространства, близости производства взрывных работ и интенсивной отработки нижних горизонтов. Поэтому данный способ не применим при разработке вытянутых крутопадающих залежей, где число рабочих горизонтов достигает 20-30 и более,Целью изобретения является уменьшение выемки вскрышных пород в контурах карьерного поля, имеющего разнопрочные пласты горных пород, где применяется комбинированный транспорт, а большинство вскрытых горизонтов находится в отработке и нэ их площадки заведены транспортные коммуникации,Поставленная цель достигается тем, что горизонтальные транспортные коммуникации, пункты изменения направления движения и перегрузки горных пород при комбинированных видах транспорта располагают на площадках уступов в пределах участков бортов с выходами менее устойчивых горных пород, а контур борта карьера на участках с выходами более устойчивых пород формируют более крутым из уступов с наклонными транспортными площадками или предохранительными бермами,Отстройка участков борта по менее устойчивым породам предполагает существенное выполаживание углов откосов уступов и увеличение ширины площадок между ними Поскольку такие площадки в любом случае будут созданы, их следует использовать для размещения горизонтальных транспортных коммуникаций (железных и автомобильных дорог), пунктов изменения направления движения (раздельные пункты, железнодорожные станции, заезды на горизонты), а также перегрузочных установок и складов при комбинированных видах транспорта, т,е, вписать транспортные коммуникации в контуры площадок, отстроенных по условиям устойчивости. Как правило, такие сооружения не выходят за пределы площадок между уступами менее устойчивых пород, Вследствие этого расчетный угол устойчивости не выполэживается, По более устойчивымпородам уступы отстраиваются более крутыми с площадками между ними минимальной ширины. В этом случае на них следует размещать только наклонные транспортные коммуникации (выездные траншеи, съезды между горизонтами, э также предохранительные бермы). Ориентируя трассу движения в соответствии с расположением в карьере широких и узких площадок и располагая на них соответствующие элементы транспортных коммуникаций, появляется возможность отстраивать нерабочий борт глубокого карьера более крутым, не нарушая устойчивый контур по всей высоте пересекаемых разнотипных пород,На фиг. 1 изображен контур борта глу- В настоящее время в карьере эксплуабокого карьера, разрез; на фиг, 2 - карьер тируется 15 уступов высотой 10, 12 и 15 м.геологический разрез. Вывозка горной массы с нижних горизонтовСпособ может быть реализован следую- производится комбинированными видамищим образом, 5 транспорта: автомобильно-железнодорожМежду земной поверхностью 1 и дном ным и автомобильно-конвейерным. В буду 2 карьера в отработанном виде по условиям щем одновременно будет эксплуатироустойчивости горных пород отстраивают от- ваться 30-35 горизонтов. Железная дорогакос нерабочего борта 3, причем по насосам будет углубляться до гор. - 120 м (Западный4 откос участка борта 5 имеет минимально 10 борт) и гор. - 210 м (Восточный борт). Привозможный угол б, по менее устойчивым емная площадка конвейерных подъемниковскальным породам 7 уступы отстраивают с последовательно опускается до гор. - 255 моткосами 8 под более крутым углом 9, а по и гор, - 345 м. Внутри карьера горная массаболее устойчивым скальным породам 10 от- перемещается автосамосвалами. С учетомкосы уступов 11 иуглы наклонасоответству рекомендаций по отстройке нерабочихющих участков борта 12 формируют бортов при проектировании транспортноймаксимально возможной величины. При схемы, выполненной институтом 1 Ожгипроэтом по менее устойчивым породам 7 от- руда, на ранее указанных широких площадстраивают широкие транспортные площад- ках устраиваются на Восточном борту 2ки 13,апоболееустойчивым - толькобермы 20 железнодорожные станции и 6 перегруэоч 14 безопасности. На широких площадках 13 ных пунктов, на Западном борту - однаразмещают горизонтальные транспортные станция и 5 перегрузочных пунктов. Систекоммуникации, пункты изменения движе- ма временных автомобильных съездов такния и перегрузки горных пород, а на узких же вписывается в представленнуюплощадках 14 размещают соединительные 25 конфигурацию бортов.наклонные транспортные коммуникации Формирование транспортных площамежду смежными отдельными уступами или док и откосов нерабочих бортов по предлаих группами. гаемому способу позволило сократитьПример, Рассмотрим эффективность, обьем выемки вскрышных пород на 103,5предлагаемого способа отстройки нерабо млн.м 3, и дополнительно вовлечь в разрачих бортов на карьере Полтавского ГОКа. На ботку 40,8 млн.т руды,фиг, 2 показано, что массив разрабатываемых пород состоит из менее устойчивых по- Формула изобретениярод 7; сланцев, брекчий, железистыхкварцитов горизонтов К 2, К 2 4, К 2, Распо Способ отстройки нерабочих бортов4 3 3лагаются они как по западному лежачему глубоких карьеров, включающий отработкубоку залежи основного пласта железных уступов до предельного контура карьера,руд К 2, так и по его восточному борту. Более сооруженные на их площадках наклонных иустойчивые породы 10 представлены амфи- горизонтальных транспортных коммуникаболитами и железистыми кварцитами пла ций, сооружение пунктов изменения на 1 2 3стов К 2, К 2, и К 2 3 в лежачем боку, правления движения и перегрузки,На основании расчетов устойчивосги бор- формирование предохранительных берм,тов между земной поверхностью 1 и дном 2 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюкарьера построен предельный устойчивый уменьшения объема выемки вскрышных поконтур нерабочих бортов 3. Здесь по запад род в контурах карьерного поля, имеющегоному борту на выходах менее устойчивых разнопрочные пласты. горных пород, горипород сформированы площадки шириной зонтальные транспортные коммуникации,150 и (гор, -45 м), 100 м (гор. - 60 м и гор. - пункты изменения направления движения и120 м), 75 м (гор. - 255 м), Между ними по перегрузки горных породсооружаютна плоболее устойчивым породам ширина плаща щадках уступов, расположенных на участдок составляет 30-40.м, На восточном борту ках бортов с выходами менее устойчивыхпоменееустойчивымпородамсформирова- горных пород, при этом борт карьера наны площадки шириной 150 м (гор. + 15 м), участках с выходами более устойчивых по 100 м(гор, - 75 м), 100 м (гор. - 125 м), 75 м род формируют более крутым из уступов с1721244 Ч. оставитель Л,Савельеваехред М,Моргентал акто орректор Л,Патай нкови роизвоаств здэтельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 936 .Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., 4 Л