СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ КАРЬЕРА
METHOD TO DEFINE QUARRY BORDERS

Изобретение относится к горному делу, к области добычи полезных ископаемых открытым способом, в частности при открытой разработке угольных месторождений.
Известен способ определения границ карьера согласно которому бортам карьера придаются углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши. Таким приемом фиксируются точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ [Ржевский В.В. Режим горных работ при открытой добычи угля и руды. - М.: Углетехиздат, 1957, - 200 с].
Недостатком известного способа является малая конечная глубина карьера и малая граница карьера поверху, определяемая без учета возможностей управления профилем рабочего борта карьера в процессе разработки месторождения. Также к недостаткам следует отнести неравномерный режим горных работ, обусловленный наличием «пиковых» объемов вскрышных работ, при котором ухудшаются экономические показатели разработки, так как за сравнительно короткий период происходит концентрация большого числа горного и транспортного оборудования, энергомощностей, что приводит к переукомплектованию штатов рабочих и служащих, а также к дополнительному строительству вспомогательных цехов и бытовых сооружений, особенно остро ощущаются недостатки неравномерного режима горных работ на карьерах с относительно коротким сроком существования и при сооружении их в недостаточно освоенных районах страны.
Техническим результатом изобретения является расширение границ карьера, а также создание более равномерного режима горных работ.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе определения границ карьера, согласно которому бортам карьера придают углы откоса, равные углам откоса рабочих бортов и расширяют карьер до тех пор, пока текущий коэффициент вскрыши достигнет величины граничного коэффициента вскрыши, фиксируют точки верхнего контура карьера в конечном положении, затем по известному положению верхних бровок находят конечную глубину, придавая углам откоса бортов максимально возможную величину на момент погашения открытых работ, согласно изобретению в момент равенства текущего коэффициента вскрыши граничному переходят к увеличению угла откоса рабочего борта, при условии, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному.
Заявляемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан карьер, на фиг.2 - изменение текущего коэффициента вскрыши во времени.
1
1
гр
2
2
Способ осуществляют следующим образом. Разработку месторождения начинают, расширяя карьер с первоначальным углом откоса рабочего борта (α) до глубины H и момента времени T, при достижении которой текущий коэффициент вскрыши равен граничному (k). Переходят к увеличению угла откоса рабочего борта (до угла β) до глубины Н и момента времени Т, таким образом, что текущий коэффициент вскрыши равен граничному. Затем осуществляют погашение горных работ.
1
2
Увеличение угла откоса рабочего борта от α до β в течение периода времени с T до Т происходит не одноактно, переход осуществляется поэтапно таким образом, чтобы текущий коэффициент вскрыши оставался равным граничному. Величина угла β ограничивается прочностными характеристиками вмещающих пород и определяется из условия обеспечения безопасного ведения горных работ. Одним из возможных способов увеличения угла откоса рабочего борта является увеличение высоты уступа.
2
1
макс
ф1
ф2
Описанный переход к рабочему борту с увеличенным углом откоса позволяет расширить границу карьера поверху на величину Ш-Ш, увеличить конечную глубину карьера на величину ΔH и как следствие увеличить продолжительность эксплуатации месторождения с Т до Т.
1
2
При этом заявленный способ позволяет на протяжении промежутка времени с T до Т добиться выравнивания режима горных работ, сделать его более равномерным тем самым предотвратить скачкообразные изменения объема вскрыши.
1
2
макс2
2
Пример конкретного применения способа. При отработке месторождения угля с суммарной горизонтальной мощностью пластов 35 м, длиной карьерного поля 6 км, производственной мощностью 1 млн тонн угля в год с формированием рабочего борта с углом откоса α=20 градусов (такой угол откоса достигается при высоте уступа 15 метров) текущий коэффициент вскрыши достигнет значения граничного на T=24 год эксплуатации карьера. Увеличение угла откоса рабочего борта до β=27 градусов (достигается при увеличении высоты уступа до 30 метров, при этом вмещающие породы разрезов Кузбасса способны обеспечить устойчивое положение борта) позволит в течение 12 лет до момента времени Т=36 год работать с постоянным текущим коэффициентом вскрыши равным граничному. При последующем погашении горных работ достигается конечная глубина карьера Н=226 метров и ширина карьера поверху Ш=850 метров, что на 32 метра больше глубины, на 41 метр больше ширины поверху соответственно, достигаемых, согласно известного способа.
Заявляемый способ позволяет расширить границы карьерного поля по глубине и поверху, а также создать равномерный благоприятный режим горных работ.