RU2246620C2

RU2246620C2 - Method for open extraction of steep-falling deposits with internal dump-forming

Info

Publication number: RU2246620C2
Application number: RU2002135737/03A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Саканцев (RU); Г.Г. Саканцев
Original assignee: Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2005-02-20

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: method includes dividing quarry on rows, of which first one is extracted to planned depth with external dump-forming, and extraction of following rows is performed with use of internal dump-forming, placing dug rocks to extracted space of adjacent row with common displacement of dump front with development of mining operations. Second and following rows of quarry are divided on basis of height on extraction levels, extraction of uppermost level is performed with placement of dug rocks in upper dump level of extracted space of adjacent row, using surface transporting communication lines, and during extraction of second extractive level dumping of dump level of inner dump is primarily performed by forming pioneer dump at longitudinal processed edge of quarry, on upper area of which transporting lines are placed and dumping of dump level is performed from there, with descent of mining operations in working area of extractive level profile of upper dump area is altered to provided necessary cargo communications of working horizons of extractive level to dump level, after extraction of extractive level remaining pioneer dump is dug to upper mark of following extractive level, and extraction of following extractive levels is performed analogically, using reformed upper area of pioneer dump.

EFFECT: higher efficiency.

10 dwg

Description

Изобретение относится к открытой разработке месторождений полезных ископаемых, более конкретно к открытой разработке крутопадаюших месторождений с применением внутреннего отвалообразования.The invention relates to the open development of mineral deposits, and more particularly to the open development of steeply declining deposits using internal dumping.

Известен способ [1] открытой отработки крутопадающих месторождений с применением внутреннего отвалообразования.A known method [1] of open cast mining steeply dipping deposits using internal dumping.

Горные работы при данном способе начинаются со строительства карьера первой очереди на полную глубину с перемещением пустых пород во внешние отвалы. После создания карьера первой очереди переходят ко второму этапу работ - к ведению работ в карьере второй очереди. Горные работы начинают развивать в направлении торца по всей глубине. В освобождающемся выработанном пространстве создают внутренний отвал, который развивают вслед за подвиганием уступов рабочего борта. На этом отвале в дальнейшем размещают вскрышные породы. Транспортировку полезного ископаемого и вскрышных пород при системе с внутренним отвалообразованием производят автомобильным транспортом. Грузотранспортную связь рабочего борта с ярусами внутреннего отвала осуществляют по транспортным бермам, расположенным на одном из продольных нерабочих бортов карьера.Mining operations with this method begin with the construction of a first stage quarry at full depth with the movement of waste rock to external dumps. After creating a quarry of the first stage, they proceed to the second stage of work - to conduct work in the career of the second stage. Mining operations begin to develop in the direction of the butt across the entire depth. An internal dump is created in the vacated worked-out space, which is developed after the movement of the ledges of the working board. Overburden is subsequently placed on this dump. Transportation of minerals and overburden in the system with internal dumping is carried out by road. The cargo-transport connection of the working side with the tiers of the internal dump is carried out by transport berms located on one of the longitudinal non-working sides of the quarry.

На этом же борту устраивают внутренние полустационарные съезды для вывозки на поверхность полезного ископаемого. В том случае, когда высота отвального яруса превышает высоту уступа, эти съезды служат также для грузотранспортной связи рабочих уступов с ярусами отвала. Полустационарность съездов обусловлена тем, что по мере подвигания фронта работ съезды заваливают внутренними отвалами. Поэтому на транспортном нерабочем борту взамен выбывающих создаются новые полустационарные съезды. Срок службы полустационарных съездов на различных горизонтах неодинаков: на верхних горизонтах новые съезды создают через 1-1,5 года, на нижних - через 6-8 месяцев.On the same board arrange internal semi-stationary exits for transportation to the surface of the mineral. In the event that the height of the dumping tier exceeds the height of the ledge, these congresses also serve for the cargo transportation of working ledges with the tiers of the dump. The semi-stationarity of the congresses is due to the fact that, as the front of work moves forward, the congresses heap up with internal dumps. Therefore, on a transport non-working board, new semi-stationary exits are created instead of departing ones. The service life of semi-stationary congresses at different horizons varies: in the upper horizons, new congresses are created in 1-1.5 years, in the lower - in 6-8 months.

Однако вследствие больших дополнительных объемов вскрышных работ на устройство вскрывающих выработок этот способ не находит применения при разработке крутопадающих месторождений. Область его применения ограничена относительно пологими условиями залегания полезного ископаемого, когда его угол падения равен или меньше угла погашения транспортного борта карьера или когда конструктивный угол наклона борта больше угла по условиям устойчивости.However, due to the large additional volumes of overburden work on the device of the openings, this method does not find application in the development of steeply dipping deposits. The scope of its application is limited by relatively gentle conditions for the occurrence of a mineral when its incidence angle is equal to or less than the redemption angle of the quarry transport side, or when the constructive side inclination angle is greater than the angle according to stability conditions.

Наиболее близким техническим решением является способ разработки крутопадающих месторождений очередями с применением внутреннего отвалообразования [2], когда карьерное поле делится по длине на очереди. При этом первая очередь отрабатывается на полную глубину и вывозкой пустых пород на внешние отвалы. Вскрытие первой очереди осуществляется капитальными траншеями смешанного заложения: два или три верхних горизонта вскрываются траншеями внешнего заложения, а нижние горизонты - траншеями внутреннего заложения. После отработки первой очереди в работу включается соседняя очередь, прилегающая к выработанному пространству первой очереди. Вторая очередь отрабатывается с перемещением вскрыши в выработанное пространство первой очереди.The closest technical solution is a method of developing steeply dipping deposits in bursts using internal dumping [2], when a quarry field is divided along the length of the burst. At the same time, the first stage is worked out to full depth and by the removal of waste rock to external dumps. The opening of the first stage is carried out by capital trenches of mixed laying: two or three upper horizons are opened by trenches of external laying, and the lower horizons - by trenches of internal laying. After practicing the first stage, a neighboring stage adjacent to the mined-out space of the first stage is included in the work. The second stage is worked out with the overburden moving to the worked out space of the first stage.

Вскрытие рабочих горизонтов и их грузотранспортная связь с поверхностью и ярусами внутреннего отвала осуществляется посредством капитальных траншей внутреннего заложения, располагаемых на погашаемых продольных нерабочих бортах карьера. Количество наклонных вскрывающих выработок, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов с поверхностью, значительно сокращается.The opening of working horizons and their cargo transportation with the surface and tiers of the internal dump is carried out by means of capital tranches of internal mortgage located on redeemable longitudinal non-working sides of the quarry. The number of inclined openings, providing cargo transport connection of working horizons with the surface, is significantly reduced.

Однако известный способ имеет существенный недостаток. Он заключается в том, что для грузотранспортной связи рабочих горизонтов с ярусами внутренних отвалов необходимо устройство транспортных площадок на погашаемом борту карьера. Устройство транспортных площадок на борту карьера сопряжено с дополнительным разносом борта, со значительными дополнительными объемами вскрышных работ. Например, устройство в карьере только одной транспортной площадки шириной 30 м на расстоянии 200 м от поверхности ведет к дополнительным объемам вскрыши 6 млн. м³ на один километр длины карьера. То есть простое разделение карьера на очереди при системе с внутренним отвалообразованием и их последовательная отработка не обеспечивает существенного снижения дополнительных объемов вскрыши для устройства вскрывающих выработок.However, the known method has a significant drawback. It consists in the fact that for the transportation of working horizons with tiers of internal dumps, it is necessary to arrange transport platforms on the redeemable quarry board. The arrangement of transport platforms on board the quarry is associated with an additional spacing, with significant additional volumes of overburden operations. For example, the device in the quarry of only one transport site with a width of 30 m at a distance of 200 m from the surface leads to additional overburden volumes of 6 million m ³ per kilometer of the length of the quarry. That is, the simple division of the quarry in the queue with a system with internal dumping and their sequential mining does not provide a significant reduction in additional overburden volumes for the device of openings.

Изобретением решается задача уменьшения объемов вскрыши в контуре карьера в условиях открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием с делением карьера по длине, по меньшей мере на две очереди, отработкой первой очереди на проектную глубину и перемещением вскрыши второй очереди в выработанное пространство первой очереди.The invention solves the problem of reducing overburden volumes in the open pit contour in the conditions of open development of steeply dipping deposits with internal dump formation with dividing the open pit along at least two stages, mining the first stage at the design depth and moving the second stage overburden into the worked out space of the first stage.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в снижении количества транспортных площадок на погашаемом борту карьера, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов второй очереди с ярусами внутреннего отвала, расположенного в выработанном пространстве первой очереди.The technical result obtained by using the invention is to reduce the number of transport platforms on the redeemable side of the quarry, providing freight transport communication of the working horizons of the second stage with the tiers of the internal dump located in the worked out space of the first stage.

Указанный технический результат получают за счет того, что в известном способе открытой разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием, при котором карьер по длине делят на очереди, из которых первую отрабатывают до проектной глубины с внешним отвалообразованием, а отработку последующих очередей ведут с применением внутреннего отвалообразования, размещая вскрышу в выработанное пространство смежной очереди с общим подвиганием отвального фронта по мере развития горных работ, вторую и последующие очереди карьера делят по высоте на выемочные ярусы, отработку верхнего яруса ведут с размещением вскрыши в верхний отвальный ярус выработанного пространства смежной очереди, используя транспортные коммуникации поверхности, при отработке второго выемочного яруса отсыпку отвального яруса внутреннего отвала первоначально осуществляют формированием у продольного погашенного борта карьера пионерной насыпи, на верхней площадке которой размещают транспортные коммуникации и ведут с нее отсыпку отвального яруса, по мере понижения горных работ в рабочей зоне выемочного яруса изменяют профиль верхней площадки насыпи, обеспечивая необходимую грузотранспортную связь рабочих горизонтов выемочного яруса с отвальным ярусом, после отработки выемочного яруса оставшуюся часть пионерной насыпи срабатывают до верхней отметки следующего выемочного яруса, а отработку последующих выемочных ярусов осуществляют аналогичным образом, используя вновь образованную верхнюю площадку пионерной насыпи.The specified technical result is obtained due to the fact that in the known method of open-cast mining of steeply dipping deposits with internal dumping, in which the quarry is divided into lengths in turn, of which the first is mined to the design depth with external dumping, and the subsequent bursts are mined using internal dumping, placing the overburden in the worked-out space of the adjacent line with the general advancement of the dump front as mining operations develop, the second and subsequent phases of the quarry the height is divided into excavation tiers, mining of the upper tier is carried out with overburden placement in the upper dump stage of the mined-out space of the adjacent queue, using surface transportation communications, when mining the second excavation tier, dumping of the dump stage of the internal dump is initially carried out by forming a pioneer embankment at the longitudinal recessed side, on the upper site of which transport communications are placed and dumping of the dumping tier is carried out from it, as mining operations decrease the profile of the embankment’s upper platform is altered to provide the necessary cargo transportation connection between the working horizons of the excavation tier and the dump tier, after mining the excavation tier, the remaining part of the pioneer embankment is activated to the upper mark of the next excavation tier, and subsequent mining of the excavation tiers is carried out in a similar way, using the newly formed upper the site of the pioneer embankment.

Указанная совокупность существенных признаков заявляемого способа позволит уменьшить объем вскрышных работ, связанных с дополнительным разносом борта карьера, необходимый для устройства транспортных площадок, обеспечивающих грузотранспортную связь рабочих горизонтов выемочных ярусов рабочей зоны с отвальными ярусами.The specified set of essential features of the proposed method will reduce the amount of overburden associated with the additional spacing of the quarry side, necessary for the construction of transport platforms, providing cargo transportation connection of the working horizons of the excavation tiers of the working area with dump tiers.

Способ поясняется чертежами, где на фиг.1, 2, 3 изображено положение горных работ на момент отсыпки внутреннего отвала в известном способе отработки, при котором вскрытие рабочих горизонтов и их грузотранспортную связь с поверхностью и ярусами внутреннего отвала осуществляют посредством капитальных траншей внутреннего заложения, располагаемых на погашаемых нерабочих бортах карьера, на фиг.4 - положение горных работ в заявляемом способе на момент отработки первой очереди карьера на проектную глубину и проектные контуры карьера второй очереди и выемочных ярусов; на фиг.5 - положение горных работ на момент отработки верхнего выемочного яруса второй очереди карьера с размещением вскрыши в первую очередь карьера; на фиг.6 - положение горных работ на момент окончания формирования у продольного погашенного борта карьера пионерной насыпи из вскрыши второго выемочного яруса; на фиг.7, 8, 9 - положение горных работ во втором выемочном ярусе с указанием промежуточных профилей верхней площадки пионерной насыпи, обеспечивающих связь рабочих горизонтов второго выемочного яруса со вторым отвальным ярусом; на фиг.10 - положение горных работ на момент окончания срабатывания оставшейся части пионерной насыпи в пределах высотных отметок второго выемочного яруса и начала отработки третьего выемочного яруса.The method is illustrated by drawings, where Figs. 1, 2, 3 show the position of mining at the time of dumping of the internal dump in the known mining method, in which the opening of working horizons and their cargo transportation with the surface and tiers of the internal dump are carried out by means of internal fixed tranches located on redeemable non-working sides of the quarry, figure 4 - the position of mining in the inventive method at the time of mining the first stage of the quarry to the design depth and design contours of the quarry of the second readymade and excavation tiers; figure 5 - the position of mining at the time of mining the upper excavation tier of the second stage of the quarry with the placement of overburden in the first place of the quarry; figure 6 - the position of mining at the time of the formation at the longitudinal canceled side of the quarry pioneer embankment from the overburden of the second excavation tier; 7, 8, 9 - the position of mining in the second excavation tier with an indication of the intermediate profiles of the upper platform of the pioneer embankment, providing a connection of the working horizons of the second excavation tier with the second dump tier; figure 10 - the position of mining at the time of completion of the operation of the remaining part of the pioneer embankment within the elevations of the second excavation tier and the beginning of mining of the third excavation tier.

В известном способе разработки крутопадающих месторождений с внутренним отвалообразованием (см. фиг.1) карьер по длине разбивают на две очереди. Первую очередь карьера 1 отрабатывают до проектной глубины с размещением вскрыши во внешние отвалы (на чертеже не показаны). Вторую очередь 2 отрабатывают с размещением вскрыши в отвальный ярус 3, размещаемый в выработанном пространстве первой очереди 1. В этом способе на погашенном борту карьера для осуществления грузотранспортной связи рабочих горизонтов с отвальными ярусами следует устраивать транспортные площадки 4 и проводить дополнительный разнос борта карьера 5.In the known method of developing steeply dipping deposits with internal dump formation (see Fig. 1), the open pits are divided into two stages along the length. The first phase of the quarry 1 is worked out to the design depth with the placement of overburden in external dumps (not shown in the drawing). The second stage 2 is worked out with overburden placed in the dumping tier 3 located in the worked-out space of the first stage 1. In this method, transport platforms 4 should be arranged on the canceled board of the open pit for carrying out cargo-transport communication of working horizons with dump tiers, and an additional spacing of the side of the pit 5 should be carried out.

Заявляемый способ осуществляют следующим образом. По длине карьер делят на несколько очередей (на чертежах показано деление на две очереди). Первую очередь карьера отрабатывают на проектную глубину с перемещением горной массы во внешние отвалы (на чертежах не показаны).The inventive method is as follows. The length of the quarry is divided into several stages (the drawings show the division into two stages). The first stage of the quarry is worked out at the design depth with the movement of the rock mass into external dumps (not shown in the drawings).

После создания карьера первой очереди 1 начинают развивать горные работы в карьере второй очереди 2, который отрабатывают, по меньшей мере, двумя выемочными ярусами. На чертежах приведен пример отработки второй очереди четырьмя выемочными ярусами 6, 7, 8 и 9 (см. фиг.4). Верхний выемочный ярус 6 отрабатывают с поперечным перемещением фронта работ с размещением вскрыши верхнего выемочного яруса в верхний отвальный ярус 10 выработанного пространства первой очереди, используя транспортные коммуникации поверхности (см. фиг.5). При отработке второго выемочного яруса 7 отсыпку отвального яруса внутреннего отвала первоначально осуществляют формированием у продольного погашенного борта 11 карьера пионерной насыпи 12, на верхней площадке 13 которой размещают транспортные коммуникации и ведут с нее отсыпку отвального яруса 14 (см. фиг.6). По мере понижения горных работ в рабочей зоне выемочного яруса 7 изменяют профиль верхней площадки 13 насыпи 12, обеспечивая необходимую грузотранспортную связь рабочих горизонтов выемочного яруса 7 с отвальным ярусом 14 (фиг.7). Максимальный уклон профиля верхней площадки 13 (или его части при ломаной форме) не должен превышать максимально допустимого по условиям работы транспорта. После отработки выемочного яруса 7 остается часть 15 пионерной насыпи 12, которую срабатывают до верхней отметки 16 следующего выемочного яруса (в нашем случае яруса 8). При срабатывании оставшейся в пределах высотных отметок выемочного яруса 7 части пионерной насыпи 12 вновь формируется верхняя площадка 17 пионерной насыпи 13, на которой размещают транспортные коммуникации и используют ее для отсыпки следующего отвального яруса (см. фиг.10). Отработку последующих выемочных ярусов осуществляют аналогичным способом.After creating the quarry of the first stage 1, mining operations begin to develop in the quarry of the second stage 2, which is mined by at least two excavation tiers. The drawings show an example of working out the second stage with four excavation tiers 6, 7, 8 and 9 (see figure 4). The upper excavation tier 6 is worked out with transverse movement of the front of work with the placement of the overburden of the upper excavation tier in the upper dump tier 10 of the worked-out space of the first stage, using surface transport communications (see Fig. 5). When working out the second excavation tier 7, the dumping of the dump tier of the internal dump is initially carried out by forming a pioneer embankment 12 at the longitudinal recessed side 11, on the upper platform 13 of which transport communications are placed and dumping of the dump tier 14 is conducted from it (see Fig. 6). As mining operations decrease in the working zone of the excavation tier 7, the profile of the upper platform 13 of the embankment 12 is changed, providing the necessary cargo transportation connection between the working horizons of the excavation tier 7 and the dump tier 14 (Fig. 7). The maximum slope of the profile of the upper platform 13 (or its part when broken) should not exceed the maximum allowable under the conditions of transport. After mining the excavation tier 7, part 15 of the pioneer embankment 12 remains, which is activated up to the upper mark 16 of the next excavation tier (in our case, tier 8). When the remaining part of the elevation tier 7 of the pioneer embankment 12 is triggered, the upper platform 17 of the pioneer embankment 13 is again formed, on which transport communications are placed and used to fill the next dump stage (see Fig. 10). The development of subsequent excavation tiers is carried out in a similar manner.

Заявленный способ обеспечивает по сравнению с прототипом значительное снижение объемов вскрыши в контурах карьера. Так, для карьера со средними условиями это снижение может составить 15-20 млн.м³ на каждые 1000 м его длины. Кроме того, заявляемый способ обеспечивает транспортирование вскрыши во внутренний отвал по наикратчайшему расстоянию за счет того, что пионерная насыпь в процессе ведения работ все время примыкает непосредственно к рабочим уступам выемочных ярусов.The claimed method provides, compared with the prototype, a significant reduction in overburden volumes in the contours of the quarry. So, for a quarry with average conditions, this decrease may amount to 15-20 million m ³ for every 1000 m of its length. In addition, the inventive method provides transportation of overburden to the internal dump at the shortest distance due to the fact that the pioneer embankment in the course of work all the time adjoins directly to the working ledges of the excavation tiers.

Источники информацииSources of information

1. Томаков П.И. Система разработки пластов угля с внутренним отвалообразованием. Новые направления в технике и технологии открытых горных работ: Сб.тр., М., МИРГЭМ, Недра, 1965, с.67-93.1. Tomakov P.I. Coal mining system with internal dumping. New directions in engineering and technology of open cast mining: Sat. Tr., M., MIRGEM, Nedra, 1965, p. 67-93.

2. Авторское свидетельство СССР №337516, МКИ Е 21 С 41/00, 1972 (прототип).2. USSR author's certificate No. 337516, MKI E 21 C 41/00, 1972 (prototype).

Claims

A method for open-cast mining of steeply dipping deposits with internal dumping, in which the quarry is divided into lines by length, of which the first is mined to the design depth with external dumping, and the development of subsequent stages is carried out using internal dumping, placing overburden in the worked out space of the adjacent queue with the general moving of the dump front with the development of mining, characterized in that the second and subsequent stages of the quarry are divided in height into excavation tiers, mining the upper tier is carried out with overburden placement in the upper dump stage of the worked-out space of the adjacent queue, using surface transportation communications, while working out the second excavation tier, dumping of the dump stage of the internal dump is initially carried out by forming a pioneer embankment at the longitudinal extruded side, on the upper platform of which transport communications are placed and lead dumping of the dumping tier from it, as the mining operations in the working area of the excavation tier decrease, the profile of the upper oschadki mound, providing the necessary connection gruzotransportnuyu working levels excavation tiers with tier dump after mining excavation tier remainder of pioneer mound triggered to mark the next upper tier excavation, excavation and subsequent testing of tiers is performed in a similar manner using the newly formed upper platform pioneer mound.