RU2637667C1

RU2637667C1 - Method for open pit mining of mineral deposits

Info

Publication number: RU2637667C1
Application number: RU2016142834A
Authority: RU
Inventors: Виктор Сергеевич Федотенко; Ярослав Олегович Литвин; Вячеслав Андреевич Ермолаев; Андрей Александрович Сысоев; Алексей Владимирович Селюков
Original assignee: Виктор Сергеевич Федотенко; Ярослав Олегович Литвин; Вячеслав Андреевич Ермолаев; Андрей Александрович Сысоев; Алексей Владимирович Селюков
Priority date: 2016-10-31
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-12-06

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: method for open pit mining of mineral deposits includes construction of open pit of first stage to entire depth of pool development, arrangement of overburden rocks from the open pit of first stage into outer pile, separation of the open pit field into face and dump portions, placement of overburden rocks with subsequent extraction of the deposit to the inner dump. According to invention, the face portion of the open pit field is mined by inclined active benches, dump portion of the open pit field is formed by inclined dump tiers. The inclination of active benches and the inclination of dump tiers are performed in opposite directions, and haulage communication between said active benches and dump tiers is carried out along horizontal transport berms made along the strike of deposit along the edges of the open pit field.

EFFECT: providing cyclicity of mining operations, uniform loading on personnel and equipment when developing the deposit.

7 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке полезных ископаемых открытым способом, и может быть использовано при отработке угольных месторождений.The invention relates to mining, in particular to the development of minerals in an open way, and can be used in the development of coal deposits.

Известен способ отработки месторождений открытым способом, согласно которому сначала осуществляют строительство карьера первой очереди на полную глубину отработки залежи, при этом вскрышные породы размещают во внешний отвал. Затем при последующей отработке карьерное поле делят на забойную и отвальную части, а вскрышу укладывают во внутренний отвал (Томаков П.И. Исследование транспортной системы разработки открытым способом свит крутых угольных пластов Кузбасса с размещением вскрыши в выработанном пространстве [Текст]: Автореферат дис., представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук / М-во высш. и сред. спец. образования РСФСР. Моск. ин-т радиоэлектроники и горной электромеханики. - Москва: [б. и.], 1963).There is a known method of mining deposits in an open way, according to which first the first stage quarry is constructed at the full depth of mining the deposits, while overburden is placed in an external dump. Then, during subsequent mining, the quarry field is divided into the bottomhole and dump parts, and the overburden is placed in an internal dump (Tomakov P.I. Study of the open cast mining system of steep coal seams of Kuzbass with overburden placement in the worked out space [Text]: Abstract of thesis, submitted for the degree of Candidate of Technical Sciences / Moscow Higher and Secondary Special Education of the RSFSR, Moscow Institute of Radio Electronics and Mining Electromechanics - Moscow: [B. and.], 1963).

Известный способ позволяет отработать месторождение на полную глубину на всей его протяженности, обеспечивает снижение землеемкости и сокращение дальности транспортирования за счет складирования вскрышных пород в выработанном пространстве.The known method allows you to work out the field to full depth over its entire length, provides a reduction in land intensity and a reduction in transportation distance due to the storage of overburden in the worked out space.

Недостатком известного способа является то, что отработку карьерного поля осуществляют этапами со складированием вскрышных пород каждого последующего этапа в выработанное пространство предыдущего. При этом отработка месторождения выполняется неритмично. Этот недостаток обусловлен тем, что после строительства карьера первой очереди согласно известному способу последующую отработку месторождения выполняют этапами, при этом каждый этап отрабатывают как отдельный карьер с той разницей, что складирование породы осуществляют в выработанное пространство, образовавшееся после отработки предыдущего этапа. То есть при отработке каждого этапа величина рабочей зоны увеличивается по мере углубления горных работ. Это обстоятельство определяет неравномерность объема вынимаемой вскрыши во времени, что негативно сказывается на технико-экономических показателях разреза - возникает необходимость циклично консервировать, а затем вновь вводить в эксплуатацию оборудование, увольнять и вновь нанимать персонал.The disadvantage of this method is that the development of the career field is carried out in stages with the storage of overburden of each subsequent stage in the worked out space of the previous one. In this case, the development of the field is irregular. This disadvantage is due to the fact that after the construction of the first stage quarry according to the known method, the subsequent development of the deposit is performed in stages, each stage being worked out as a separate quarry with the difference that the storage of the rock is carried out in the worked out space formed after the mining of the previous stage. That is, during the development of each stage, the size of the working area increases as mining operations deepen. This circumstance determines the unevenness of the volume of stripping taken over time, which negatively affects the technical and economic indicators of the section - it becomes necessary to cyclically preserve and then put the equipment back into operation, dismiss and re-engage personnel.

Технический результат заявляемого изобретения - обеспечение ритмичности ведения горных работ, равномерности нагрузки на персонал и оборудование при отработке месторождения.The technical result of the claimed invention is to ensure the rhythm of mining operations, the uniformity of the load on personnel and equipment during mining.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем строительство карьера первой очереди на полную глубину отработки залежи, размещение вскрышных пород из карьера первой очереди во внешний отвал, разделение карьерного поля на забойную и отвальную части, размещение вскрышных пород при последующей отработке месторождения во внутренний отвал, согласно изобретению забойную часть карьерного поля отрабатывают наклонными рабочими уступами, отвальную часть карьерного поля формируют наклонными отвальными ярусами, при этом наклон рабочих уступов и наклон отвальных ярусов выполняют во встречных направлениях, а грузотранспортную связь между одноименными рабочими уступами и отвальными ярусами осуществляют по горизонтальным транспортным бермам, выполненным в направлении простирания месторождения по краям карьерного поля.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of open-pit mining of mineral deposits, which includes the construction of a first-stage quarry at the full depth of mining, placement of overburden from the first-stage quarry into an external dump, separation of the quarry field into bottomhole and dump parts, placement of overburden with subsequent mining of the field into the internal dump, according to the invention, the bottomhole part of the quarry field is worked out by inclined working ledges, the dump part of the quarry The field field is formed by inclined dumping tiers, while the inclination of the working ledges and the inclination of the dumping tiers are performed in opposite directions, and the cargo-transport connection between the working ledges of the same name and the dumping tiers is carried out along horizontal transport berms made in the direction of the field stretching along the edges of the quarry field.

Заявляемый способ поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично показано положение и направление развития горных работ при реализации заявляемого способа, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (разрез по самой глубокой точке); на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 (середина фронта горных работ); на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1 (разрез по горизонтальной транспортной берме); на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 1 (сечение отвального фронта работ); на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 1 (сечение фронта работ в зоне сочленения вскрышной и отвальной зон); на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 1 (сечение вскрышного фронта работ).The inventive method is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows the position and direction of development of mining operations when implementing the proposed method, FIG. 2 is a section AA in FIG. 1 (section along the deepest point); in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1 (middle of the front of mining); in FIG. 4 is a section bb in FIG. 1 (section through a horizontal transport berm); in FIG. 5 is a section GG in FIG. 1 (section of the dump front of works); in FIG. 6 is a section DD in FIG. 1 (section of the front of works in the zone of articulation of the overburden and dump zones); in FIG. 7 is a section EE in FIG. 1 (section of the stripping front of the work).

Способ осуществляют следующим образом. Сначала выполняют строительство карьера первой очереди на полную глубину отработки месторождения. При этом вскрышные породы складируют во внешний отвал 1. Строительство карьера первой очереди выполняют по любой из известных и доступных технологий при соблюдении условий, заключающихся в том, что карьер первой очереди выполняют на полную глубину отработки залежи и вскрышные породы складируют во внешний отвал 1. Достижение конечной глубины при строительстве карьера первой очереди является необходимым, так как за счет этого обеспечивается полнота отработки месторождения по глубине. Складирование вскрышных пород из карьера первой очереди во внешний отвал 1 является значимым в силу того, что таким образом создается первоначальная емкость для последующего размещения внутреннего отвала. Определение физических параметров карьера первой очереди не является значимым в рамках описания заявляемого изобретения, значимым является только достижение конечной глубины отработки залежи и размещение вскрышных пород во внешний отвал 1, при этом указанные признаки относятся к общим признакам и напрямую не влияют на достижение заявленного технического результата.The method is as follows. First, the construction of the first stage quarry is carried out at the full depth of the field. At the same time, overburden is stored in external dump 1. Construction of the first stage quarry is carried out according to any of the known and accessible technologies, subject to the conditions that the first stage quarry is performed to the full depth of the deposit and overburden is stored in external dump 1. Achievement final depth during the construction of the first stage quarry is necessary, as this ensures the completeness of the development of the field in depth. The storage of overburden from the first stage quarry to the external dump 1 is significant due to the fact that this creates the initial capacity for the subsequent placement of the internal dump. The determination of the physical parameters of the first-stage quarry is not significant in the framework of the description of the claimed invention, only the achievement of the final depth of mining the deposit and the placement of overburden in the external dump 1 is significant, while these characteristics are common features and do not directly affect the achievement of the claimed technical result.

Затем в забойной части карьерного поля рабочий борт отрабатывают наклонными рабочими уступами 2, как показано на фиг. 1, фиг. 6 и фиг. 7. Согласно заявляемому изобретению фронт горных работ развивают вкрест простирания угольного пласта, при этом наклонные рабочие уступы 2 нарезают под наклоном таким образом, чтобы начало и конец рабочего уступа 2 располагались на смежных горизонтах. Это обеспечивает грузотранспортную связь между смежными горизонтами. При этом отпадает необходимость сооружения и постоянного переноса скользящих съездов.Then, in the bottomhole part of the quarry field, the working board is worked out by inclined working ledges 2, as shown in FIG. 1, FIG. 6 and FIG. 7. According to the claimed invention, the front of mining is developed across the strike of the coal seam, while the inclined working ledges 2 are cut at an angle so that the beginning and end of the working ledge 2 are located on adjacent horizons. This provides cargo transportation between adjacent horizons. At the same time, there is no need for the construction and constant transfer of sliding exits.

В то же время в отвальной части карьерного поля под наклоном формируют отвальные ярусы 3, как показано на фиг. 1 и фиг. 5. Отвальные ярусы 3 аналогично наклонным рабочим уступам 2 выполнены под наклоном с тем отличием, что наклон наклонных рабочих уступов 2 и отвальных ярусов 3 выполняют во встречных направлениях.At the same time, dumping tiers 3 are formed at a slope in the dump part of the quarry field, as shown in FIG. 1 and FIG. 5. The dumping tiers 3, similarly to the inclined working ledges 2, are made obliquely, with the difference that the inclination of the inclined working ledges 2 and the dumping tiers 3 is performed in opposite directions.

При этом для создания грузотранспортной связи по простиранию карьерного поля между одноименными горизонтами отстраивают горизонтальные транспортные бермы 4, как показано на фиг. 1 и фиг. 4. Это позволяет минимизировать расстояние транспортирования вскрыши из забойной в отвальную зону, так как транспортирование осуществляется по кратчайшему пути.At the same time, in order to create a cargo transport connection along the strike of the quarry field between horizontal horizons of the same name, horizontal transport burs 4 are rebuilt, as shown in FIG. 1 and FIG. 4. This allows to minimize the distance of transportation of overburden from the bottomhole to the dump zone, since transportation is carried out along the shortest path.

Общая совокупность отличительных признаков, таких как отработка забойной части наклонными рабочими уступами 2; формирование отвальной части наклонными отвальными ярусами 3; выполнение наклона наклонных рабочих уступов 2 и наклона отвальных ярусов 3 во встречном направлении; осуществление грузотранспортной связи между одноименными рабочими уступами 2 и отвальными ярусами 3 по транспортным бермам; выполнение горизонтальных транспортных берм 4 в направлении простирания месторождения по краям карьерного поля - обеспечивает достижение заявляемого технического результата ввиду следующего.The total set of distinctive features, such as working out the bottom part with inclined working ledges 2; the formation of the dump part of the inclined dump tiers 3; the slope of the inclined working ledges 2 and the inclination of the dumping tiers 3 in the opposite direction; the implementation of cargo transportation between the work ledges of the same name 2 and dump tiers 3 for transport berms; the implementation of horizontal transport berms 4 in the direction of the extension of the field along the edges of the quarry field - ensures the achievement of the claimed technical result in view of the following.

Описанные признаки позволяют поддерживать рабочее пространство карьера неизменным на протяжении всего срока отработки месторождения. Подвигание забойной и отвальной зон карьера происходит синхронно, так как порода из забойной части укладывается в отвальную часть на одноименном горизонте. Отсутствует деление карьерного поля на этапы, отсутствуют колебания объемов вскрыши и добычи во времени с момента завершения строительства карьера первой очереди до начала погашения горных работ и рекультивации карьерной выработки. Выполнение рабочих уступов 2 и отвальных ярусов 3 под наклоном позволяет отказаться от скользящих съездов и негативных эффектов, сопровождающих их перенос, таких как консервирование части фронта горных работ и отвлечение основного выемочно-погрузочного и горнотранспортного оборудования на выполнение вспомогательных работ. Выполнение наклонных рабочих уступов 2 и отвальных ярусов 3 под наклоном исключает колебания объемов вскрыши и добычи во времени. Все это позволяет обеспечить ритмичность ведения горных работ, под которой понимается равномерность выемки объема вскрышных пород, а также объем добытого угля в каждый промежуток времени. Также заявляемый способ обеспечивает равномерность нагрузки на персонал и технику.The described features allow you to maintain the working space of the quarry unchanged throughout the life of the field. The movement of the bottomhole and dump areas of the quarry occurs synchronously, since the rock from the bottomhole part fits into the dump part on the horizon of the same name. There is no division of the quarry field into stages, there are no fluctuations in the volumes of overburden and production over time from the moment of completion of the construction of the first stage quarry until the commencement of the repayment of mining and reclamation of quarries. The implementation of working ledges 2 and dumping tiers 3 at an angle allows you to abandon the sliding ramps and the negative effects accompanying their transfer, such as preserving part of the mining front and diverting the main excavation and loading and mining equipment to perform auxiliary work. The implementation of inclined working ledges 2 and dump tiers 3 at an angle eliminates fluctuations in the volumes of overburden and production over time. All this allows us to ensure the rhythm of mining operations, which is understood as the uniformity of the excavation of the volume of overburden, as well as the volume of coal mined in each period of time. Also, the inventive method provides a uniform load on personnel and equipment.

Заявляемый способ был испытан в условиях разреза «Краснобродский», разрабатывающего свиту пластов угля крутого падения.The inventive method was tested in the conditions of the mine "Krasnobrodsky", developing a retinue of steep coal seams.

На участке «Южный» длиной 4,2 километра и шириной 1,3 километра с глубиной отработки 180 метров в забойной части рабочие уступы отрабатывались под наклоном, при этом в отвальной части отвальные ярусы отсыпались также под наклоном. Наклон рабочих уступов и отвальных ярусов 3 был выполнен во встречном направлении. Грузотранспортная связь между смежными горизонтами осуществлялась по горизонтальным транспортным бермам по краям карьерного поля. Всего в работу согласно заявляемому способу было вовлечено 12 горизонтов.On the Yuzhny site, 4.2 kilometers long and 1.3 kilometers wide with a working depth of 180 meters in the bottomhole, the working ledges were worked out at an angle, while in the dump part dump heaps were also dumped at an angle. The slope of the working ledges and dump tiers 3 was performed in the opposite direction. Cargo transportation between adjacent horizons was carried out by horizontal transport berms along the edges of the quarry field. In total, according to the claimed method, 12 horizons were involved in the work.

До перехода на работу согласно заявляемому способу на участке «Южный» разреза «Краснобродский» колебания в границах одного календарного года между минимальными и максимальными месячными объемами вскрышных работ составляли 47,8%, добычных работ 24,1%. Имели место перемежающиеся периоды простоя и авральной работы персонала и карьерной техники.Before switching to work according to the claimed method, in the Yuzhny site of the Krasnobrodsky open pit, fluctuations within the boundaries of one calendar year between the minimum and maximum monthly volumes of stripping operations amounted to 47.8%, mining operations 24.1%. There have been intermittent periods of downtime and emergency work of personnel and career equipment.

По итогам первого года работы было обеспечено уменьшение колебаний между минимальными и максимальными месячными объемами вскрышных работ до 6,3%, добычных работ до 4,7%. По итогам второго года работы согласно заявляемому способу колебания между минимальными и максимальными месячными объемами вскрышных работ были снижены до 3,2%, добычных работ до 1,5%, работа приобрела равномерный характер, что свидетельствует о том, что заявляемый способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых обеспечивает ритмичность ведения горных работ, равномерность нагрузки на персонал и оборудование при отработке месторождения.According to the results of the first year of operation, the fluctuation between the minimum and maximum monthly volumes of stripping operations was reduced to 6.3%, mining operations to 4.7%. According to the results of the second year of work, according to the claimed method, the fluctuations between the minimum and maximum monthly volumes of overburden operations were reduced to 3.2%, mining operations to 1.5%, the work acquired a uniform character, which indicates that the inventive method of open development of useful deposits minerals provides the rhythm of mining, the uniform load on personnel and equipment during mining.

Claims

The method of open-pit mining of mineral deposits, including the construction of a first-stage quarry to the full depth of mining the deposit, placement of overburden from the first-stage quarry into an external dump, separation of the quarry field into bottomhole and dump parts, placement of overburden during subsequent mining of the deposit into an internal dump, characterized the fact that the bottomhole part of the quarry field is worked out by inclined working ledges, the dump part of the quarry field is formed by inclined dumping tiers, he working ledges and tilting dump tiers operate in opposite directions, with the connection between the same gruzotransportnuyu working ledges and moldboard tiers is performed along the horizontal transport berm formed in the direction of stretch at the edges of the field career field.