RU2658420C1 - Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров - Google Patents
Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2658420C1 RU2658420C1 RU2017127931A RU2017127931A RU2658420C1 RU 2658420 C1 RU2658420 C1 RU 2658420C1 RU 2017127931 A RU2017127931 A RU 2017127931A RU 2017127931 A RU2017127931 A RU 2017127931A RU 2658420 C1 RU2658420 C1 RU 2658420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dump
- trench
- dumping
- quarry
- tier
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 30
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 3
- 230000007306 turnover Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 3
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 3
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- 238000011888 autopsy Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21C—MINING OR QUARRYING
- E21C41/00—Methods of underground or surface mining; Layouts therefor
- E21C41/26—Methods of surface mining; Layouts therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
Abstract
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке нагорных карьеров. Техническим результатом является повышение эффективности складирования пород на склонах за счет снижения расстояния транспортирования вскрышных пород при отработке нагорных карьеров и, как следствие, снижение грузооборота и уменьшение количества применяемого автотранспорта. Способ включает отсыпку пород ярусами снизу вверх, складирование в ярусы отсыпкой пород по горизонтали со смещением ярусов относительно друг друга по вертикали на уровне, соответствующем минимальному расстоянию транспортирования пород по горизонтам выделенных по высоте толщ пород каждого яруса с образованием основного отвала за границами карьера и поэтапно внутреннего отвала для создания выезда из карьера. При этом предварительно по нормали к склону проходят капитальную выездную траншею с обратным уклоном, примыкающую к площадке на низовой части борта карьера, после отсыпки первого яруса внешнего отвала дно траншеи засыпают до горизонтальной отметки и формируют следующий ярус отвала, отсыпают внутренний отвал на дно траншеи под углом, обеспечивающим превышение отметки относительно горизонтальной отсыпки на высоту следующего отвального яруса, и повторяют операции. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при открытой разработке нагорных карьеров.
Известен способ отвалообразования нагорных карьеров путем вскрытия месторождений внешними групповыми траншеями, при этом каждая отдельная траншея примыкает к отдельным площадкам соответствующих уступов карьера. Выбор места заложения внешних групповых траншей увязывают с допустимыми уклонами транспортных съездов, минимальным объемом вскрышных работ и удобным расположением подъездных путей и отвалов на земной поверхности (Г.Н. Попов. «Технология и комплексная механизация разработки рудных месторождений», М., Недра, 1970 г., с. 407).
Недостатком данного способа является большой объем вскрышных работ, связанных с проходкой групповых траншей и размещением площадок примыкания на борту карьера, что снижает эффективность работ. Кроме того, отметки устьев групповых траншей не всегда совпадают с отметками отвальных ярусов, что приводит к увеличению затрат на транспортирование пород.
Известен также способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых. Вскрытие производят капитальной траншеей и проходят выездную траншею с шириной основания, не менее двойной ширины. Траншеи делят на две части, попеременно по каждой из них осуществляют выдачу горной массы. По мере отсыпки внутреннего отвала перемещают капитальную и выездную траншеи в направлении фронта горных работ путем отсыпки в них вскрышных пород и последующего формирования указанных траншей вновь, причем сначала породу отсыпают на половину ширины основания траншеи, а после формирования на них трассы передвижения отсыпают и на оставшуюся часть основания траншей, после чего операции повторяют в аналогичном порядке (SU №1726770, Е21С 41/26, 3. №4758468, 14.11.89, опубл. 15.04.1992 г.).
Недостатком данного способа является низкая эффективность, обусловленная сложностью его использования при вскрытии нагорных карьеров крутопадающих месторождений. Поскольку рабочая зона уменьшается пропорционально углам погашения бортов карьера, это не позволяет размещать вскрышные породы в выработанном пространстве и формировать в них отсыпные съезды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ складирования пород в отвал на склонах при разработке нагорных месторождений, включающий отсыпку пород ярусами снизу вверх, складирование в ярусы отсыпкой пород по горизонтали со смещением ярусов относительно друг друга по вертикали на уровне, соответствующем минимальному расстоянию транспортирования пород по горизонтам выделенных по высоте толщ пород каждого яруса с образованием основного отвала за границами карьера и поэтапно внутреннего отвала для создания выезда из карьера (RU №2194859, Е21С 41/26, заявка 2001103232, 05.02.2001, опубл. 20.12.2002 г.). Отсыпку ведут в предотвале сверху в пределах площадки нескольких этапов разработки с постепенной переэкскавацией.
Недостатком способа является его низкая эффективность, так как, осуществляя отсыпку отвалов на каждом нижележащем ярусе их формирования, транспортирование ведут со значительным плечом транспортирования пород до площадок отвалов. На нагорных карьерах при разработке верхних горизонтов по породе необходимо перевести породы вскрыши к основанию склонов для формирования первых ярусов (отвала) и затем вновь поднимать вверх (вышележащие ярусы) при разработке глубоких горизонтов карьера. Это ведет к большим затратам средств на транспортирование пород вскрыши до отвалов (ярусов) небольшой высоты, применению дополнительного количества техники и транспорта при увеличении плеча транспортирования.
Цель изобретения - повышение эффективности складирования пород на склонах за счет снижения расстояния транспортирования вскрышных пород при отработке нагорных карьеров и, как следствие, снижение грузооборота и уменьшение количества применяемого автотранспорта.
Поставленная цель достигается тем, что в способе отвалообразования при разработке нагорных карьеров, включающем отсыпку пород ярусами снизу вверх, складирование в ярусы отсыпкой пород по горизонтали со смещением ярусов относительно друг друга по вертикали на уровне, соответствующем минимальному расстоянию транспортирования пород по горизонтам выделенных по высоте толщ пород каждого яруса с образованием основного отвала за границами карьера и поэтапно внутреннего отвала для создания выезда из карьера, предварительно по нормали к склону проходят капитальную выездную траншею с обратным уклоном, примыкающую к площадке на низовой части борта карьера, после отсыпки первого яруса внешнего отвала дно траншеи засыпают до горизонтальной отметки и формируют следующий ярус отвала, отсыпают внутренний отвал на дно траншеи под углом, обеспечивающим превышение отметки относительно горизонтальной отсыпки на высоту следующего отвального яруса и повторяют операции.
Дно капитальной выездной траншеи с обратным уклоном используют для отведения самотеком карьерных вод.
Отсыпку первого яруса основного отвала производят от отметки начала траншеи за границами карьера.
После отсыпки внешнего отвала до проектных отметок проходят новую траншею, смещенную в плане, а сформированную первоначально капитальную выездную траншею засыпают.
Поэтапное формирование капитальной выездной траншеи позволяет производить поярусную отсыпку отвалов вскрышных пород при минимальном расстоянии транспортирования. Формирование дна капитальной траншеи на втором и третьем этапах путем отсыпки пустой породой позволяет разместить часть объемов в выработанном пространстве капитальной выездной траншеи, уменьшить плечо откатки и повысить эффективность способа отвалообразования.
Способ поясняется чертежами 1-4 и таблицей 1:
- фиг. 1 - показана схема поэтапного формирования капитальной выездной траншеи и внутреннего отвала;
- фиг. 2 - изображен 1 этап формирования внешней капитальной выездной траншеи с обратным уклоном и формирования первого отвального яруса за границами карьера в плане и разрезе;
- фиг. 3 - изображен 2 этап формирования внешней капитальной выездной траншеи с горизонтальным уклоном и формирования второго отвального яруса в плане и разрезе;
- фиг. 4 - изображен 3 этап формирования внешней капитальной выездной траншеи и формирования третьего отвального яруса за границами карьера;
- таблица 1 - представлена сравнительная оценка и эффект от использования предлагаемого способа отвалообразования.
Способ осуществляется следующим образом.
Для осуществления данного способа отвалообразования была смоделирована топографическая поверхность и крутопадающее месторождение, в условиях которых может быть применим данный способ.
Разработка данного крутопадающего месторождения, расположенного на косогоре, предполагается на глубину 300 м. Угол наклона косогора, на котором будет размещаться внешний отвал вскрышных пород, составляет в среднем 25°.
Вначале разрабатывается общая схема вскрытия карьера с определением объемов руды и вскрыши. Затем определяется глубина заложения внешней капитальной траншеи (Нп) по формуле («Строительство и реконструкция рудных карьеров», Юматов Б.П., Бунин Ж.В., М., Недра, 1970 г., стр. 175):
где:
А - 537,3 расшифровано в формуле (2);
Квнеш - 1,1 коэффициент развития трассы внешней траншеи;
Квнут - 1,06 то же системы внутренних траншей;
Q - 95000000 общий объем перевозок за весь срок существования карьера, т
Q - 333333 объем перевозок на 1 м карьера сверху, т;
t - 20 срок существования предприятия, лет;
Рвск - 120 стоимость 1 м3 вскрышных работ, руб.;
Ртр - 120 стоимость 1 м3 траншеи, руб.;
Рпн - 0,02 стоимость 1 тм перепробега, руб.;
Рн - 0,15 нормативный коэффициент эффективности капиталовложений
h - 15 высота уступа, м;
b - 30 ширина основания траншеи, м;
bтр - 30 ширина транспортной бермы, м;
β - 60 угол откоса бортов внешней траншеи, градус;
α - 75 то же внутренних траншей, градус;
I - 0,08 руководящий уклон траншеи.
Результат расчета по вышеприведенной формуле (1):
Нп - 45,60 глубина заложения внешней капитальной траншеи, м.
Для оценки влияния горнотехнических условий карьеров на работу автотранспорта принято приведенное (эквивалентное) расстояние транспортирования (Lпр), учитывающее горизонтальное перемещение и подъем горной массы из карьера, определяемое по формуле:
где: 1ф - фактическое расстояние транспортирования, км;
hп - суммарная высота подъема при движении в грузовом направлении, км;
hс - суммарная высота спусков при движении в грузовом направлении, км;
Кп - коэффициент приведения высоты подъема к горизонтальному пути;
Кс - коэффициент приведения высоты спуска к горизонтальному пути;
У ус - удельный вес участков пути с усовершенствованным покрытием;
П пов - число поворотов (серпантинов).
Если принять глубину погружения внешней траншеи равной 45 м, то расстояние транспортирования по ней составит 45/0,08=563 м.
Длину участков с усовершенствованным покрытием принимаем равным 1,0, а число поворотов 1,0.
Коэффициенты приведения высоты подъема и высоты спуска к горизонтальному пути (Единые нормы выработки и времени на экскавацию и транспортирование горной массы автосамосвалами для предприятий цветной металлургии, МЦМ СССР, Москва, 1986, по таблице с. 20) будут равны соответственно: Кп=10, Кс=6,5. Тогда приведенное расстояние транспортирования составит: L пр=(0,563+10х 0,045+6,5х 0,045) (1-0,2x1)+0,1x1,0=1,14 км.
Из вышеприведенного расчета следует, что транспортирование горной массы по наклонному участку траншеи на расстоянии 563 м сопоставимо по энергозатратам с транспортированием по горизонтальному участку с расстоянием 1140 м. Таким образом, применение схемы поэтапного формирования капитальной траншеи и внешнего отвала позволит значительно повысить эффективность горных работ за счет снижения расстояния транспортирования вскрышных пород.
Далее определяем высоту устойчивого откоса яруса (Ну) отвала на наклонном основании по формуле:
Ну=(k1/γ)х+(k/γ)у, м,
где k1 - удельное сцепление по контактам поверхностей ослабления, k1=3 т/м3;
k - удельное сцепление в породах отвала, k=8 т/м3;
х, у - табличные коэффициенты (принимаем х=9,6; у=5,8);
γ - объемная масса отвальных пород, γ=2,5 т/м3.
Ну=(3/2,5)×9,6+(8/2,5)×5,8=30 м (принимаем высоту яруса отвала 30 м).
Предельную высоту отвала (Нo) определяют по формуле (Методические указания по расчету устойчивости и несущей способности отвалов, ВНИМИ, г.Ленинград, 1987 г. стр. 24):
где α - угол откоса отвала, градус;
β - угол наклона основания отвала, градус.
Таким образом, проектируемый отвал будет формироваться в три яруса, по 30 метров каждый, предельная высота отвала составит 90 метров.
При расчетной глубине погружения капитальной траншеи 45 м (а.о +555 м), угле наклона поверхности 25°, и расчетной высоте отвального яруса 30 м определяем нижнюю отметку основания капитальной траншеи - +555-30=+525 м.
После сработай в карьере верхних горизонтов на первом этапе формирования капитальной выездной траншеи на смоделированной топографической поверхности от склона до площадки 1 карьера проходится по нормали к склону капитальная выездная траншея 2 с обратным уклоном длиной 400 м, определяемой графически исходя из разницы отметок наклонной поверхности (555-525=30 м). Поскольку это расстояние меньше приведенного, то поверхность отвального яруса 3 по отм +525 м можно формировать на расстояние (1140-400)=740 м, высотой до 30 м. Уклон траншеи составляет 30/400=75 промилле. Положение сформированной капитальной выездной траншеи 2 и 1-го яруса отвала 3 на конец первого этапа показано на фиг. 2.
Далее на втором этапе отсыпаем пустую породу во внутренний отвал - формируем горизонтальное дно 4 капитальной выездной траншеи 2. Устье траншеи будет увеличено до отм. +555 м. Длина траншеи составит 360 м. По отм. +555 м по горизонтали формируем отвальный ярус 5 высотой 30 м на расстояние до (1140-360)=780 м. Положение сформированной капитальной выездной траншеи и второго яруса отвала на конец второго этапа показано на фиг. 3.
На третьем этапе формируем дно капитальной траншеи 2 с отметкой ее устья +585 м, т.е. на 30 выше путем отсыпки пустой породой до положения 6. Длина капитальной выездной траншеи составит 300 м, уклон траншеи 30/300=100 промилле. После чего формируется ярус 7 отвала за границей карьера высотой 30 м. Проектная отметка поверхности отвала, предельная высота (Нo) которого 90 метров, составит +585 м. Положение сформированной капитальной выездной траншеи 2 и отвала на конец третьего этапа показано на фиг. 4.
Эффект от применения описываемого способа в данных условиях можно оценить в сокращении расстояния транспортирования вскрышных пород во внешний отвал по капитальной выездной траншее. Объем транспортировки вскрышных пород в отвал составляет 30 млн м3 (75 млн т). Сравнительная оценка традиционного способа формирования отвалов, который заключается в отсыпке пород ярусами снизу-вверх с транспортировкой вскрыши из карьера с площадки 1 (а.о. +555 м) по внешней капитальной траншее на поверхность (а.о. +600 м), а далее по склону до отвала, и предлагаемого представлена в таблице 1.
Claims (4)
1. Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров, включающий отсыпку пород ярусами снизу вверх, складирование в ярусы отсыпкой пород по горизонтали со смещением ярусов относительно друг друга по вертикали на уровне, соответствующем минимальному расстоянию транспортирования пород по горизонтам выделенных по высоте толщ пород каждого яруса с образованием основного отвала за границами карьера и поэтапно внутреннего отвала для создания выезда из карьера, отличающийся тем, что предварительно по нормали к склону проходят капитальную выездную траншею с обратным уклоном, примыкающую к площадке на низовой части борта карьера, после отсыпки первого яруса внешнего отвала дно траншеи засыпают до горизонтальной отметки и формируют следующий ярус отвала, отсыпают внутренний отвал на дно траншеи под углом, обеспечивающим превышение отметки относительно горизонтальной отсыпки на высоту следующего отвального яруса и повторяют операции.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дно капитальной выездной траншеи с обратным уклоном используют для отведения самотеком карьерных вод.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отсыпку первого яруса основного отвала производят от отметки начала траншеи за границами карьера.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после отсыпки внешнего отвала до проектных отметок проходят новую траншею, смещенную в плане, а сформированную первоначально капитальную выездную траншею засыпают.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127931A RU2658420C1 (ru) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017127931A RU2658420C1 (ru) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2658420C1 true RU2658420C1 (ru) | 2018-06-21 |
Family
ID=62713397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017127931A RU2658420C1 (ru) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2658420C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114091162A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 内蒙古平西白音华煤业有限公司 | 基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3692364A (en) * | 1969-10-31 | 1972-09-19 | Sune Torsten Henriksson | Method of open-pit mining |
RU2194859C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2002-12-20 | Открытое акционерное общество "Апатит" | Способ складирования пород в отвал на склонах при поэтапной разработке нагорных месторождений |
UA32534U (en) * | 2007-10-01 | 2008-05-26 | Univ Kryvyi Rih Tech | Method for dump formation |
RU2528731C1 (ru) * | 2013-03-25 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) | Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием |
-
2017
- 2017-08-03 RU RU2017127931A patent/RU2658420C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3692364A (en) * | 1969-10-31 | 1972-09-19 | Sune Torsten Henriksson | Method of open-pit mining |
RU2194859C2 (ru) * | 2001-02-05 | 2002-12-20 | Открытое акционерное общество "Апатит" | Способ складирования пород в отвал на склонах при поэтапной разработке нагорных месторождений |
UA32534U (en) * | 2007-10-01 | 2008-05-26 | Univ Kryvyi Rih Tech | Method for dump formation |
RU2528731C1 (ru) * | 2013-03-25 | 2014-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН) | Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114091162A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-02-25 | 内蒙古平西白音华煤业有限公司 | 基于改进普朗特尔公式的内排土场基底承载力确定方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2433268C1 (ru) | Способ рекультивации карьеров (варианты) | |
Kaktins et al. | Revisiting the timing and events leading to and causing the Johnstown flood of 1889 | |
RU2658420C1 (ru) | Способ отвалообразования при разработке нагорных карьеров | |
Babets et al. | Determining conditions of using draglines in single-tier internal dump formation | |
Babets et al. | Determination of economically viable option of liquidation the consequences of external dump deformation | |
Rickard | The Copper Mines of Lake Superior | |
Purington | Methods and costs of gravel and placer mining in Alaska | |
Bretz | Caves in the Galena formation | |
RU2425220C1 (ru) | Способ формирования крутонаклонного транспортного съезда | |
RU2672294C1 (ru) | Способ отсыпки вскрышных пород во внешний отвал при бестранспортной проходке разрезной траншеи | |
RU2353769C2 (ru) | Борт карьера | |
RU2194859C2 (ru) | Способ складирования пород в отвал на склонах при поэтапной разработке нагорных месторождений | |
Slobodyanyuk et al. | Rational use of hydraulic excavators in iron ore pits | |
RU2395443C1 (ru) | Способ перегрузки горной массы при комбинированном автомобильно-железнодорожном транспорте | |
RU2700855C1 (ru) | Способ формирования внешнего отвала вскрышных пород при проходке траншеи | |
RU2246620C2 (ru) | Способ открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием | |
SU1035217A1 (ru) | Способ создани трассы передвижени драглайна на отвале при сооружении много русных отвалов | |
Shustov | The development of technology schemes of formation of external dump of different types of rock in landslide conditions | |
Barnatt | Diving to Depth at Deep Ecton Mine: Archaeological Discoveries May 2019. | |
RU2088760C1 (ru) | Способ рекультивации откосов при открытой разработке месторождений | |
Allaire | The failure and righting of a million-bushel grain elevator | |
Duży et al. | Drainage adits in Upper Silesia–industrial technology heritage and important elements of the hydrotechnical infrastructure | |
RU2652038C1 (ru) | Способ отвалообразования вскрышных пород в карьерной выемке | |
Barnatt et al. | Dale Mine, Warslow: Survey and Interpretation of a Historically Important Lead Mine. | |
Lipecki | Vertical Displacement of the Surface Area over the Leakage to the Transverse salt Mine in 1992–2012 |