РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЙ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КАРЬЕРНОГО ПРОСТРАНСТВА ПРИ РАЗРАБОТКЕ СЛОЖНОСТРУКТУРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
RESOURCE-SAVING METHOD OF FORMATION OF OPEN PIT SPACE WHEN DEVELOPING COMPLEX STRUCTURE FIELDS

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке сложноструктурных месторождений. Технологическим результатом является снижение объемов вскрышных работ на основе применения клиновидной формы дна карьеров, обеспечивающей уменьшение высоты их торцевых частей и использование дна в качестве вскрывающих выработок при отработке глубоких горизонтов. Для этого дно карьера при разработке сложноструктурных месторождений, приобретающее ломаную форму вследствие различия горно-геологических условий его отдельных частей, спрямляют, двигаясь от наиболее глубоких отметок в сторону торцов с максимально крутым подъемом по условиям работы технологического транспорта, придавая дну клинообразную форму, затем вычисляют приращение (увеличение или уменьшение) запасов полезного ископаемого во вновь установленных границах и производят их корректировку на эту величину, поднимая или опуская дно по всей его длине, обеспечивая тем самым неизменность запасов полезного ископаемого в границах карьера и уменьшение объемов дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок, функции которых по вскрытию глубоких горизонтов переходят к дну карьера.
Изобретение относится к открытой разработке сложноструктурных месторождений рудного и нерудного минерального сырья.
Известен способ оптимизации границ карьеров в трехмерном пространстве, основанный на равенстве общего для всего карьера контурного коэффициента вскрыши и торцевого контурного коэффициента [1], который позволяет устанавливать оптимальные границы по простиранию залежи, а также глубину карьера в торцах путем замены прямолинейного дна на закругленный и, тем самым, позволяет существенно снизить объемы вскрышных работ при неизменных объемах полезного ископаемого. Однако способ замены прямолинейного профиля на закругленный имеет существенный недостаток, состоящий в том, что формирование закругленного профиля представляет определенные технические сложности. Кроме того, в результате устройства закруглений уменьшается длина дна карьера, а это сопряжено с увеличением дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок и, соответственно, с увеличением текущего коэффициента вскрыши в первоначальный период работы карьера.
Известен также способ открытой разработки пластовых месторождений постоянной мощности как по простиранию, так и по падению, в котором полукруглый профиль дна заменен клинообразным [2]. Это достигается путем вскрытия нижних горизонтов с применением наклонных целиков, оставляемых в торцах карьеров, переходящих затем в центре карьера постепенно в углубочные выемки, которые одновременно являются вскрывающими выработками, обеспечивающими доступ на нижние горизонты. Их уклон принимают исходя из условия применения специализированных транспортных средств, способных преодолевать крутые уклоны (типа автосамосвалов с шарнирно-сочлененной рамой, карьерных погрузчиков и т.п.). При этом высота целика определяется по аналитической зависимости исходя из условия равенства запасов руды в целиках и углубочной выемке. Недостатком этого способа является ограниченная область применения. Данный способ может применяться при относительно простых горно-геологических условиях, в частности при постоянной мощности полезного ископаемого по всей длине залежи и глубине карьерного поля. Применение его при разработке сложноструктурных месторождений чревато значительной погрешностью.
Целью настоящего изобретения является уменьшение объемов вскрышных работ в границах карьеров без уменьшения объемов полезного ископаемого при разработке сложноструктурных месторождений. Указанная цель достигается за счет уменьшения глубины карьера в торцах и увеличения его в центральной части путем придания дну клиновидной формы, отражающей изменение горно-геологических условий по длине и глубине залежей, с подъемом к торцам, соответствующим максимально возможному уклону по условиям работы технологического транспорта.
Способ поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлены продольный профиль карьера, отражающий положение залежи полезного ископаемого (1), поперечных геологических разрезов (2), дна карьера ломаной формы (3) и двух положений клиновидного дна - промежуточного (4) и конечного (5).
Заявляемый способ осуществляют следующим образом. На месторождении, представленном залежью полезного ископаемого (1) и поперечными геологическими разрезами (2), производят определение границ карьера. Для этого на каждом геологическом разрезе общепринятым способом определяют глубину карьера, соединяя высотные отметки которой, получают дно карьера, представляющее вследствие различия горно-геологических условий разных разрезов ломаную форму (3). Затем данную форму дна спрямляют, двигаясь от наиболее глубоких отметок в сторону торцов с максимально крутым уклоном по условиям работы технологического транспорта. В результате получают карьер с дном клиновидной формы [4], который для объективной оценки вскрышных работ приводят в сопоставимый вид по объемам полезного ископаемого с карьером, имеющим дно ломаной формы. С этой целью полученное клиновидное дно подвергают корректировке, вычисляя приращение (увеличение или уменьшение) запасов полезного ископаемого и производят соответствующее уточнение границ, поднимая или понижая дно по всей его длине. В конечном итоге получают карьер с уточненным положением дна клиновидной формы (5), запасы полезного ископаемого которого равны запасам с дном ломаного профиля.
Заявляемый способ формирования карьерного пространства независимо от сложности горно-геологических условий сложноструктурных месторождений обеспечивает достаточно широкие возможности для применения при их разработке дна клиновидной формы, сокращения объемов вскрышных работ за счет уменьшения глубины торцевых участков карьеров и уменьшения объемов дополнительного разноса бортов для размещения вскрывающих выработок, функции которых на глубоких горизонтах выполняет наклонное дно карьера.
Источники информации
1. Яковлев В.Л., Саканцев М.Г., Саканцев Г.Г. Границы карьеров при проектировании разработки сложноструктурных месторождений. - Екатеринбург. - УрО РАН. - 2009. - 302 с.
2. Саканцев Г.Г., Саканцев М.Г., Ческидов В.И., Норри В.К. Совершенствование систем разработки глубокозалегающих залежей на основе оптимизации параметров и элементов вскрытия карьеров // ФТПРПИ, 2014, №4.