Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ И КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ И КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ И КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: открытая разработка наклонных и крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием. Сущность изобретения: отработку карьера производят двумя смежными по высоте зонами. Верхнюю зону высотой hВ отрабатывают с внешним отвалообразованием продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии и направления падения залежи. После того, как горные работы достигнут глубины hВ и выйдут на проектный контур карьера в его торцовой части, создают углубочную выемку с радиусом кривизны бортов по ее дну Rо. Дальнейшее развитие горных работ здесь производят по простиранию залежи криволинейными в плане участками с сохранением заданного радиуса кривизны борта. Вскрышные породы при отработке нижней зоны карьера отсыпают во внутренний отвал, также имеющий криволинейный в плане профиль и перемещаемый вслед за развитием горных работ. При этом высоту верхней зоны карьера hВ определяют из выражения hв = Н - hн, м, где Н - проектная глубина карьера; hн - высота в плане борта карьера в его нижней части. 7 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2054549
Класс(ы) патента: E21C41/26
Номер заявки: 92014579/03
Дата подачи заявки: 25.12.1992
Дата публикации: 20.02.1996
Заявитель(и): Акционерное общество "Северный Шарташ"
Автор(ы): Фролов А.В.; Антоненко Л.К.; Беломоин С.В.; Ларин В.Ф.; Ножин А.Ф.
Патентообладатель(и): Фролов Александр Владимирович; Антоненко Леонид Кузьмич; Беломоин Сергей Витальевич; Ларин Владимир Федорович; Ножин Арнольд Федорович
Описание изобретения: Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке наклонных и крутопадающих месторождений.
Известен способ открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений полезных ископаемых [1] включающий разработку вскрышных пород и полезного ископаемого продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии и в направлении падения залежи с внешним отвалообразованием.
Однако известный способ характеризуется увеличенным объемом вскрышных работ в конечном контуре карьера из-за низких углов погашения нерабочих бортов карьера, обусловленных их недостаточной устойчивостью.
Известен также способ открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений полезных ископаемых [2] включающий отработку вскрышных пород и полезного ископаемого криволинейными в плане участками с развитием горных работ от торца вытянутого в плане карьера по простиранию залежи с первоначальной отсыпкой вскрышных пород во внешние отвалы, а после отработки углубочной выемки в торцовой части карьера во внутренний отвал, имеющий криволинейный в плане профиль и перемещаемый вслед за развитием горных работ в карьере.
Обеспечивая сокращение объема вскрышных работ в контуре карьера, данный способ характеризуется недостаточной интенсивностью ведения горных работ. Это обусловлено тем, что отработку карьера до предельной глубины ведут криволинейными в плане участками от торца карьера по простиранию залежи, т.е. поперечными криволинейными в плане панелями, что вызывает существенное сокращение активного фронта горных работ, ширины рабочих площадок и снижение производительности горно-транспортного оборудования из-за стесненных условий работы.
Целью изобретения является повышение интенсивности ведения горных работ без снижения устойчивости бортов карьера ниже нормативной величины и увеличения объема вскрышных работ в его контуре.
Цель достигается тем, что в способе открытой разработки наклонных и крутопадающих месторождений полезных ископаемых, включающем отработку вскрышных пород и полезного ископаемого криволинейными в плане участками с развитием горных работ от торца вытянутого в плане карьера по простиранию залежи с первоначальной отсыпкой пород во внешние отвалы, а после отработки углубочной выемки во внутренний отвал, имеющий криволинейный в плане профиль и перемещаемый вслед за развитием горных работ в карьере, отработку верхней зоны карьера высотой hв производят продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии и в направлении падения залежи полезного ископаемого, а после достижения границ карьера в его торцовой части создают углубочную выемку и производят доработку нижней зоны карьера криволинейными в плане участками с внутренним отвалообразованием, при этом высоту верхней зоны карьера hв определяют из выражения hв Н hн, м, где Н проектная глубина карьера, м; hн высота криволинейного в плане борта карьера в его нижней части, определяемая из уравнения
hн м где
S=(nн-n)·T·Ro/C; A=
B=
γ= α+ ϕ/2 + 45о;
S площадь нижней части боковой грани призмы возможного обрушения, соответствующая высоте hн, м2; А и В безразмерные аналитические коэффициенты, ед; nн нормативный коэффициент запаса устойчивости борта, ед; n коэффициент запаса устойчивости плоского в плане борта в проектном положении по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, ед. Т сдвигающие силы, действующие по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, тс; Rо радиус кривизны борта, определяемый по дну карьера, м; R радиус кривизны наиболее слабой поверхности возможного обрушения, м; γ- угол наклона наиболее слабой поверхности возможного обрушения к горизонту в точке ее выхода на откос, град. α- проектный угол погашения борта, град. ϕ- угол внутреннего трения горных пород, град. С сцепление горных пород, тс/м2.
На фиг.1 и 2 показана схема отработки верхней зоны карьера; на фиг.3 и 4 создание углубочной выемки в торцовой части карьера на фиг.5 и 6 доработка карьера; на фиг.7 фрагмент призмы возможного обрушения, ограниченной наиболее слабой поверхностью.
Способ осуществляется следующим образом.
Крутопадающую вытянутую по простиранию залеж полезного ископаемого 1 отрабатывают в проектных контурах карьера 2 до конечной отметки дна карьера 3 двумя смежными по высоте зонами. Верхнюю зону высотой hв отрабатывают с внешним отвалообразованием продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии до проектного контура 2 и в направлении падения залежи (показано стрелками). Погашение нерабочих бортов карьера при этом производят под проектным углом α.
После того, как горные работы в верхней зоне карьера в его торцевой части достигнут глубины hв и выйдут на проектный контур 2, приступают к отработке нижней зоны карьера. При этом сначала создают углубочную выемку 4 с радиусом кривизны карьера по дну, равным Rо. Вскрышные породы при создании углубочной выемки также как и при отработке верхней зоны карьера складируют во внешние отвалы. После достижения углубочной выемкой проектного контура карьера 2 и конечной отметки дна карьера 3 развитие горных работ в его нижней зоне производят по простиранию залежи 1 криволинейными в плане участками с заданным радиусом кривизны по дну карьера, равным Rо. Вскрышные породы при этом отсыпают по внутренний отвал 5, имеющий криволинейный в плане профиль, перемещаемый вслед за развитием горных работ и предназначенный, так же как и в способе-прототипе, для поддержания заданной криволинейной формы карьера в его нижней части. При этом высоту верхней зоны карьера hв определяют из выражения hв Н hн, м, где Н проектная глубина карьера, м; hн высота криволинейного в плане борта карьера в его нижней части, определяемая из уравнения
hн м где
S=(nн-n)·T·Ro/C; A=
B=; γ=α+ϕ/2+45°
S площадь нижней части боковой грани призмы возможного обрушения, соответствующая высоте hн, м2; А и В безразмерные аналитические коэффициенты, ед. nн нормативный коэффициент запаса устойчивости борта, ед. n коэффициент запаса устойчивости плоского в плане борта в проектном положении по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, ед. Т сдвигающие силы, действующие по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, м; γ- угол наклона наиболее слабой поверхности возможного обрушения к горизонту в точке ее выхода на откос, град. α-проектный угол погашения борта, град. ϕ- угол внутреннего трения горных пород, град. С сцепление горных пород, тс/м2.
Для обеспечения устойчивости нерабочих бортов карьера, поглощаемых под проектным углом α с нормативным (необходимым) коэффициентом запаса nн, высоту нижней зоны карьера hн, отрабатываемую криволинейными в плане участками, определяют из аналитического выражения, приведенного выше. Оно получено путем решения уравнения баланса удерживающих и сдвигающих сил действующих в пределах объемной призмы возможного обрушения, и учитывает дополнительные удерживающие силы, связанные с эффектом бокового распора пород, возникающие в результате поддержания установленной кривизны борта карьера в плане, Так, например, при отработке Костомукшского карьера: Н 600 м; α= 41 град. ϕ= 36,2 град. С 79 тс/м2. Любым из методов, применяемых при оценке устойчивости бортов карьеров, например методом алгебраического суммирования сил, по ряду предлагаемых поверхностей возможного обрушения определяют коэффициенты запаса устойчивости плоского в плане карьера высотой Н 600 м и находят наиболее слабую из них, характеризующуюся минимальным коэффициентом запаса устойчивости n. В результате этих расчетов определяют также суммарные сдвигающие силы Т, действующие по наиболее слабой поверхности, и радиус ее кривизны R. Для рассматриваемых условий: n= 1,17; Т135884 тс; R 1240 м. Принимая, например, nн 1,3; Rо 50 м, из уравнения, приведенного выше, решая его методом последовательных приближений, получают hн115 м.
За счет оптимизации соотношения удерживающих и сдвигающих сил, действующих по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, обеспечивают уменьшение высоты зоны, отрабатываемой криволинейными в плане участками, до минимальной, но достаточной для обеспечения устойчивости нерабочего борта карьера, погашаемого под проектными углами α, величины hн. Это позволяет производить безопасную отработку верхней зоны карьера высотой hв продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии и в направлении падения залежи с погашением бортов карьера под проектными углами, полученными с учетом поправки на кривизну борта в его нижней части. Снижение устойчивости борта ниже нормативной величины и увеличение обьема вскрышных работ в проектном контуре карьера при этом не происходит.
Отработка верхней зоны карьера высотой hв продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от вентральной части карьера к его периферии и в направлении падения залежи обеспечивает увеличение активного фронта горных работ в карьере, ширины рабочих площадок и в результате этого позволяет интенсифицировать горные работы.
Формула изобретения: СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ И КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ полезных ископаемых, включающий отработку вскрышных пород и полезного ископаемого криволинейными в плане участками с развитием горных работ от торца вытянутого в плане карьера по простиранию залежи с первоначальной отсыпкой пород во внешние отвалы, а после отработки углубочной выемки - во внутренний отвал, имеющий криволинейный в плане профиль и перемещаемый вслед за развитием горных работ в карьере, отличающийся тем, что отработку верхней зоны карьера высотой hв производят продольными и поперечными панелями с развитием горных работ от центральной части карьера к его периферии и в направлении падения залежи полезного ископаемого, а после достижения границ карьера в его торцевой части создают углубочную выемку и производят доработку нижней части карьера криволинейными в плане участками с внутренним отвалообразованием, при этом высоту верхней зоны карьера hв определяют из выражения hв = H - hн, где H - проектная глубина карьера, м; hн - высота криволинейного в плане борта карьера в его нижней части, определяемая из уравнения

где S - площадь нижней части боковой грани призмы возможного обрушения, соответствующая высоте hн, м2 S = (nн - n) · T · Rо / C;
A и B - безразмерные аналитические коэффициенты;


nн - нормативный коэффициент запаса устойчивости борта;
n - коэффициент запаса устойчивости плоского в плане борта в проектном положении по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, ед.;
T - сдвигающие силы, действующие по наиболее слабой поверхности возможного обрушения, тс;
Rо - радиус кривизны борта, определяемый по дну карьера, м;
R - радиус кривизны наиболее слабой поверхности возможного обрушения, м;
γ - угол наклона наиболее слабой поверхности возможного обрушения к горизонту в точке ее выхода на откос, град, γ = α + ϕ/2+45°.
α - проектный угол погашения борта, град.;
v - угол внутреннего трения горных пород, град.;
C - сцепление горных пород, тс / м2.