СПОСОБ ОТКРЫТОЙ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
METHOD OF OPEN DEVELOPMENT OF MINERAL DEPOSITS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений твердых полезных ископаемых открытым способом.
Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых (Патент RU №2394158, опубл. 10.07.2010), включающий строительство глубокого карьера с различными углами откоса его бортов в соответствии со снижающейся естественной и техногенной нарушенностью пород массивов, вскрытие и отработку полезного ископаемого уступами с формированием наклонных, крутонаклонных и вертикальных участков бортов карьера с креплением их в глубоких зонах при доработке карьера, бурение скважин, заряжание скважин взрывчатыми веществами, отбойку горной массы при взрывании взрывчатых веществ блоками, рассредоточенными по уступам карьера, погрузку и транспортирование горной массы.
Известен способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых (Патент RU №2361081, опубл. 10.07.2009), принятый в качестве прототипа, включающий вскрытие месторождения и отработку полезного ископаемого уступами с формированием наклонных поверхностей откосов уступов и бортов карьера, бурение скважин, заряжание скважин взрывчатыми веществами, отбойку горной массы при взрывании взрывчатых веществ блоками, рассредоточенными по уступам карьера, погрузку и транспортирование горной массы до мест ее складирования или последующей переработки.
Недостатком данного способа является повышенная опасность ведения горных работ под породными блоками, зависающими на откосах уступов (бортах карьеров).
Техническим результатом заявляемого способа открытой разработки месторождений полезных ископаемых является повышение безопасности ведения открытых горных работ.
Технический результат достигается тем, что в способе открытой разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения и отработку полезного ископаемого уступами с формированием наклонных поверхностей откосов уступов и бортов карьера, бурение скважин, заряжание скважин взрывчатыми веществами, отбойку горной массы при взрывании взрывчатых веществ блоками, рассредоточенными по уступам карьера, погрузку и транспортирование горной массы до мест складирования или последующей переработки, определяют места расположения и размеры породных блоков, зависающих на откосах уступов, с земной поверхности или площадок вышерасположенных уступов на страховочных канатах опускают рабочих и буровое оборудование к верхней поверхности зависающего породного блока, в зависающем породном блоке пробуривают скважины с расстоянием между скважинами, не превышающим предельного расстояния, равного удвоенной глубине распространения в массив пород в окрестности скважины зоны разрушения пород, возникающей при взрывании в скважине взрывчатых веществ, скважины пробуривают параллельно поверхности откоса уступа, при этом расстояние между скважинами и поверхностью откоса уступа принимают равным глубине распространения в массив пород в окрестности скважины зоны разрушения пород, возникающей при взрывании в скважине взрывчатых веществ.
Сущность заявляемого способа открытой разработки месторождений полезных ископаемых поясняется схемами, представленными на фиг.1 и 2.
Схема на фиг.1 иллюстрирует типовое расположение зависающего породного блока на откосе уступа и ориентацию скважин относительно поверхности откоса уступа.
На фиг.2 приведена схема расположения скважин и показаны зоны разрушения пород, возникающие при взрывании в скважине взрывчатых веществ.
На фиг.1 обозначено: 1 - скважина; ABCD - породный блок, зависающий на откосе уступа; EF - земная поверхность (площадка вышерасположенного уступа или берма); CD - верхняя поверхность зависающего породного блока; Н - высота уступа; KADE - поверхность откоса уступа; Z - расстояние между скважинами и поверхностью откоса уступа; L - длина скважины.
На фиг.2 обозначено: 1 - скважина; 2 - граница зоны разрушения пород, возникающей в окрестности скважины при взрывании в скважине взрывчатых веществ; S - расстояние между скважинами; r - глубина распространения в массиве пород в окрестности скважины зоны разрушения пород, возникающей при взрывании в скважине взрывчатых веществ.
Появление опасных зависаний породных блоков (зависей) на откосах уступов связано с различным воздействием горных работ на породы, существенно отличающиеся прочностными и деформационными характеристиками. Такими породами, как правило, представлены горные массивы месторождений твердых полезных ископаемых.
Причиной опасных зависаний является также различная склонность пород к выветриванию.
Спуск на страховочных канатах рабочих и бурового оборудования с земной поверхности или площадок вышерасположенных уступов EF (фиг.1) к верхней поверхности CD зависающего породного блока обеспечивает безопасность труда горнорабочих при проведении буровых и взрывных работ, связанных с разрушением зависающего породного блока. Рабочие и оборудование во все периоды выполнения работ находятся выше зоны падающих кусков породы. Перед взрыванием взрывчатых веществ в скважинах горнорабочие и оборудование с помощью страховочных канатов поднимаются за пределы действия взрыва.
При величине расстояния S (фиг.2) между скважинами, не превышающем предельного расстояния, равного удвоенной глубине (2r) распространения в массив пород в окрестности скважины зоны разрушения пород, возникающей при взрывании в скважине взрывчатых веществ, обеспечивается надежное принудительное обрушение породного блока, зависающего на откосе уступа.
При бурении скважин параллельно поверхности откоса уступа и величине расстояния между скважинами и поверхностью откоса уступа равном r исключается дополнительное (техногенное) разрушение уступа (с правой стороны от линии AD, фиг.1) буровзрывными работами, что повышает устойчивость пород, слагающих уступ, к выветриванию, а следовательно, и к образованию опасных зависаний породных блоков.
Использование заявляемого способа открытой разработки месторождений полезных ископаемых позволяет существенно повысить безопасность труда горнорабочих за счет исключения возможности обрушения породных блоков, зависающих на откосах уступов, в зоны ведения горных работ.
Дополнительные положительные эффекты при использовании данного способа связаны с повышением концентрации горных работ в карьере (угольном разрезе) и минимизацией продолжительности работ по принудительному обрушению зависающих на откосах уступов породных блоков.
Заявляемый способ предназначен для использования при разработке рудных и пластовых месторождений открытым способом.
Наибольший эффект от использования заявляемого способа достигается при разработке месторождений, представленных породами и рудами, существенно отличающимися прочностными и деформационными характеристиками, с использованием буровзрывного способа.