RU2132950C1 - Method for combination development of deposits - Google Patents

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: method can be used for working mineral deposits irrespective of their capacity and lying angle. According to method, deposit is opened by means of underground workings. Main reserves of deposit are extracted by opencast operations with formation of protective berms on quarry benches. In plan elevation, reserves of each level are worked by blasting explosive charges in dipping blast-holes in direction of quarry sides with formation of protective prisms at its design contour. Cutting of mineral reserves is performed at concluding stage of operations at given level with creation of vertical slope or approximate to vertical slope within boundaries of given level. Broken rock mass appeared from destruction of protective prisms is released to underground hauling drifts in underlying level. Then rock mass is extracted to surface. Rock mass near contour is consolidated by injection and/or by installing preliminarily directed anchors. Application of aforesaid method allows for reducing scale of opencast operations. EFFECT: higher efficiency. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для отработки месторождений полезных ископаемых независимо от их мощности и угла залегания. The invention relates to the mining industry and can be used for mining mineral deposits, regardless of their capacity and angle.

Известен способ комбинированной разработки месторождений, включающий ведение добычных работ открытым способом с использованием самоходной техники, перепуском горной массы в пройденные ранее подземные выработки и последующей выдачей ее по конвейерному уклону на поверхность (патент США N 4103972 кл. 299/18, 1978). There is a method of combined development of deposits, including conducting opencast mining using self-propelled machinery, bypassing the rock mass into previously excavated mine workings and subsequently issuing it along a conveyor slope to the surface (U.S. Patent No. 4,103,972 class. 299/18, 1978).

Недостатком известного решения является невозможность отработки значительных по площади залежей и значительные объемы вскрышных работ. A disadvantage of the known solution is the impossibility of mining significant deposits in terms of area and significant volumes of stripping operations.

Наиболее близким к изобретению является способ комбинированной разработки месторождений, включающий вскрытие залежи вертикальным стволом и квершлагами и отработку основных запасов открытыми горными работами. В пределах горизонта добычные работы начинают с обрушения и выпуска пород висячего бока, после чего ведут отработку запасов. Бурение взрывных скважин для отбойки руды осуществляют со дна карьера, горную массу транспортируют по выработкам отрабатываемого горизонта (а. с. СССР N 1461930 кл. E 21 C 41/06, 1989). Closest to the invention is a method of combined development of deposits, including opening a deposit with a vertical trunk and cross-shafts and working out the main reserves by open cast mining. Within the horizon, mining operations begin with the collapse and release of the rocks of the hanging side, after which they are developing reserves. Blasting holes are drilled for ore breaking from the bottom of the pit, the rock mass is transported along the mine workings of the worked out horizon (A.S. USSR N 1461930 class E 21 C 41/06, 1989).

Недостатком известного решения является значительный объем вскрышных работ, обусловленный невозможностью формирования карьера с крутым конечным углом борта. A disadvantage of the known solution is a significant amount of overburden due to the impossibility of forming a quarry with a steep end angle of the side.

Изобретение направлено на сокращение объема вскрышных работ за счет крутого угла заложения борта карьера. The invention is aimed at reducing the volume of stripping operations due to the steep angle of the pit.

Это достигается тем, что в способе комбинированной разработки месторождений, включающем вскрытие месторождения подземными выработками и отработку основных запасов открытыми горными работами с формированием предохранительных берм на уступах карьера, бурением нисходящих скважин с поверхности уступов и транспортом горной массы по подземным выработкам отрабатываемого горизонта на поверхность, в плане отработку запасов каждого горизонта ведут в направлении бортов карьера с формированием предохранительных призм у проектного его контура, отбойку которых осуществляют на заключительной стадии работ на горизонте с формированием вертикального или близкого к вертикальному откоса в пределах горизонта, а отбитую при этом горную массу перепускают на подземные транспортные выработки нижележащего горизонта, после чего извлекают на поверхность, при этом основные запасы горизонта отрабатывают от рудоспуска к борту карьера с привлечением самоходной техники, для отработки предохранительных призм используют оборудование с дистанционным управлением, запасы последних извлекают селективными методами, а предохранительную берму борта карьера формируют на несколько горизонтов, породы за контуром карьера, расположенные в пределах зоны сдвижения, укрепляют предварительно напряженными анкерами и/или инъектированием вяжущих растворов через скважины, пробуренные через тело предохранительных призм, а на различных глубинах в них дополнительно замоноличивают концы стальных канатов, размещаемых на земной поверхности и анкеруемых вне зоны сдвижения, причем разбуривание предохранительных призм осуществляют горизонтальными или восходящими скважинами. This is achieved by the fact that in the method of combined development of deposits, including the opening of deposits by underground mines and the development of main reserves by open pit mining with the formation of safety berms on the ledges of the quarry, drilling downholes from the surface of the ledges and transporting the rock mass through the underground workings of the worked-out horizon to the surface, the plan, the development of reserves of each horizon is carried out in the direction of the sides of the quarry with the formation of safety prisms at its design contour a, the breaking of which is carried out at the final stage of work on the horizon with the formation of a vertical or near-vertical slope within the horizon, and the rock mass that was broken off is transferred to underground transport workings of the underlying horizon, and then extracted to the surface, while the main reserves of the horizon are mined from ore pass to the quarry with the use of self-propelled equipment, remote-controlled equipment is used to work out safety prisms, the reserves of the latter are recovered by selective methods, and the open pit safety berm is formed into several horizons, the rocks beyond the open pit outline located within the displacement zone are reinforced with prestressed anchors and / or injection of cementitious mortars through wells drilled through the body of the safety prisms, and at various depths therein monopolize the ends of steel ropes placed on the earth's surface and anchored outside the zone of movement, moreover, the drilling of safety prisms carry out the horizon flax or ascending wells.

Предусмотренный порядок ведения работ позволяет сформировать в пределах горизонта вертикальный или близкий к вертикальному угол заложения борта. Это стало возможным за счет того, что формируемые на отрабатываемом горизонте вдоль всего борта предохранительные призмы препятствуют возникновению аварийных ситуаций вследствие возможных локальных обрушений пород в совокупности с предусмотренным порядком ведения работ по выемке запасов упомянутых предохранительных призм, а дополнительные мероприятия по повышению устойчивости зоны в приконтурном массиве пород обеспечивают устойчивость его на весь период работы горнодобывающего предприятия. The foregoing work procedure allows the formation of a vertical or close to vertical angle of the board on the horizon. This became possible due to the fact that the safety prisms formed on the worked horizon along the entire side of the board prevent emergencies due to possible local rock collapse in conjunction with the established procedure for excavating the reserves of these safety prisms, and additional measures to increase the stability of the zone in the marginal massif rocks provide stability for the entire period of operation of the mining enterprise.

На фиг.1 представлена схема реализации способа в условиях отработки мощной крутопадающей рудной залежи, вскрытой посредством спирального съезда, при формировании предохранительных берм на каждом горизонте; на фиг. 2 - то же при формировании предохранительной бермы на два горизонта и укреплении законтурного массива пород. Figure 1 presents a diagram of the implementation of the method in the conditions of mining a powerful steep-dipping ore deposits, opened by means of a spiral exit, with the formation of safety berms on each horizon; in FIG. 2 - the same when forming a safety berm into two horizons and strengthening the outflow rock mass.

Способ реализуют следующим образом. The method is implemented as follows.

Вскрытие месторождения осуществляют посредством выработки 1, например, спирального съезда для самоходного оборудования, располагаемой вне зоны сдвижения, и транспортных горизонтальных или наклонных выработок (заездов) 2. В качестве вскрывающей выработки 1 также могут быть использованы наклонный ствол, оборудованный конвейером, или вертикальный, со скиповым подъемом. Вскрытие значительных по площади месторождений возможно несколькими выработками 1. The opening of the field is carried out by means of working out 1, for example, a spiral exit for self-propelled equipment located outside the shift zone and horizontal or inclined workings (arrivals) 2. As an opening workout 1, an inclined shaft equipped with a conveyor, or a vertical one, can also be used skip lift. Opening of deposits of significant area is possible with several workings 1.

В случае распространения полезного ископаемого на значительную глубину, отработку запасов месторождения ведут несколькими горизонтами 3. На уровне каждого горизонта 3 от транспортных выработок 2 к вышележащему горизонту проходят рудоспуски 4. In the case of mineral distribution to a considerable depth, the development of the field’s reserves is carried out by several horizons 3. At the level of each horizon 3, ore passes 4 pass from the mine workings 2 to the overlying horizon.

Отработку месторождения ведут карьерными уступами, при этом запасы каждого горизонта 3 разбуривают с поверхности этих уступов нисходящими скважинами 5, взрыванием которых осуществляют отбойку основных запасов горизонта 3. Отбитую горную массу транспортируют по заездам 2, например, при помощи самоходного оборудования, после чего по спиральному съезду 1 доставляют на поверхность. The development of the deposit is carried out by career ledges, while the reserves of each horizon 3 are drilled from the surface of these ledges by descending wells 5, by blasting of which the main reserves of horizon 3 are blasted. The broken rock mass is transported through races 2, for example, using self-propelled equipment, and then by a spiral exit 1 delivered to the surface.

В плане выемку основных запасов горизонта 3 ведут в направлении бортов 6 карьера, оставляя по их периметру временные предохранительные призмы 7 шириной, достаточной для обеспечения безопасных условий работы на весь период присутствия рабочих на данном горизонте. В качестве варианта возможно ведение выемки от рудоспуска 4, используемого на начальной стадии в качестве компенсационной щели. In plan, the extraction of the main reserves of horizon 3 is carried out in the direction of the sides 6 of the quarry, leaving along their perimeter temporary safety prisms 7 wide enough to ensure safe working conditions for the entire period of workers' presence on this horizon. Alternatively, it is possible to maintain a recess from the ore pass 4, which is used at the initial stage as a compensation gap.

Для удержания приконтурного массива 8 от обрушения в период ведения работ в карьере может быть сформирован упрочняющий пояс 9 путем инъекции скрепляющими растворами или смолами пород зоны предполагаемого сдвижения 10 на заключительной стадии работ по отработке месторождения, а также установкой предварительно напряженных анкеров 11, замки которых размещены за пределами зоны предполагаемого сдвижения 10. С этой же целью на различных глубинах в породах зоны предполагаемого сдвижения 10 могут замоноличиваться концы стальных канатов 12, размещаемых на земной поверхности и анкеруемых вне зоны сдвижения 10. Под уложенные на поверхности канаты 12 до их натяжения укладывают бывшие в употреблении рельсы, трубы и т.д. для предотвращения прорезания канатами 12 грунтов на поверхности в процессе приложения к ним нагрузки. In order to keep the near-mass array 8 from collapsing during the period of work in the quarry, a reinforcing belt 9 can be formed by injecting with cementing solutions or resins of rocks the zone of the proposed displacement 10 at the final stage of the development of the field, as well as by installing prestressed anchors 11, the locks of which are placed behind outside the zone of the proposed displacement 10. For the same purpose, at various depths in the rocks of the zone of the proposed displacement 10, the ends of the steel ropes 12 can be monolithic, used on the earth's surface and anchored outside the zone of displacement 10. Under the ropes 12 laid on the surface, until they are tensioned, lay the used rails, pipes, etc. to prevent penetration by ropes of 12 soils on the surface in the process of applying loads to them.

Скрепляющие составы могут нагнетаться как до установки анкеров 11, так и после. В случае инъектирования растворов до установки анкеров 11, в их состав могут дополнительно включаться добавки, замедляющие процесс твердения. Количество и состав этих добавок подбираются из условия наступления полимеризации нагнетаемого состава после натяжения анкеров 11. В этом случае прочностные характеристики упрочненного массива будут более высокими за счет выдавливания из трещин лишнего раствора и более глубокой проработки этим раствором трещиноватого массива пород. The fastening compositions can be injected both before the installation of the anchors 11, and after. In the case of injection of solutions prior to the installation of anchors 11, additives may be included in their composition that slow down the hardening process. The amount and composition of these additives are selected from the condition of the onset of polymerization of the injected composition after tensioning the anchors 11. In this case, the strength characteristics of the hardened mass will be higher due to extrusion of excess mortar from the cracks and deeper processing of the fractured rock mass from this solution.

Инъекцию пород для упрочняющего пояса 9 ведут при помощи горизонтальных или наклонных скважин 13, пробуренных через тело предохранительных призм 7. Injection of rocks for the reinforcing belt 9 is carried out using horizontal or inclined wells 13 drilled through the body of the safety prisms 7.

Количество, величину натяжения и несущую способность предварительно напряженных анкеров 11 определяют исходя из условия обеспечения устойчивости борта 6 карьера в течение срока службы горнодобывающего предприятия. The amount, amount of tension and the bearing capacity of prestressed anchors 11 are determined based on the conditions for ensuring the stability of the side 6 of the quarry during the life of the mining enterprise.

Место заложения рудоспуска 4 горизонта 3 определяют из условия расположения его устья у границы предохранительной призмы 7 на дне выработанного пространства карьера. The location of the ore pass 4 of horizon 3 is determined from the condition of the location of its mouth at the boundary of the safety prism 7 at the bottom of the mined open pit space.

После выемки основных запасов горизонта 3 осуществляют отработку оставшихся запасов полезного ископаемого в предохранительных призмах 7 с формированием конечного проектного контура 6 карьера. Их массив предварительно разбуривают горизонтальными скважинами 14 посредством буровых кареток, устанавливаемых у груди забоя, или веерами восходящих скважин (не показаны), буримых от подошвы предохранительных призм 7. Обуривание предохранительных призм 7 веерами восходящих скважин возможно также из специально пройденных для этого заходок (не показаны) или транспортных выработок (заездов) 2. Буро-взрывные работы при отбойке предохранительных призм 7 ведут с формированием конечной поверхности формируемого борта 6 горизонта 3 вертикальной или же близкой к вертикальной в пределах этого горизонта. After the extraction of the main reserves of horizon 3, the remaining mineral reserves are mined in the safety prisms 7 with the formation of the final design contour 6 of the quarry. Their array is pre-drilled with horizontal wells 14 by means of drilling carriages installed at the bottom of the bottomhole, or by fans of ascending wells (not shown) drilled from the bottom of the safety prisms 7. Drilling of safety prisms with 7 fans of ascending wells is also possible from specially completed for this approach (not shown ) or transport workings (arrivals) 2. Drilling and blasting when breaking safety prisms 7 are carried out with the formation of the final surface of the formed side 6 of the horizon 3 vertical or close to vertical within this horizon.

На заключительной стадии отработки запасов горизонта 3 отбитую горную массу предохранительных призм 7 посредством оборудования с дистанционным управлением доставляют к рудоспуску 4 и перепускают на нижний горизонт 3, после чего транспортируют на поверхность по выработкам 2 и спиральному съезду 1. At the final stage of mining reserves of horizon 3, the beaten-off rock mass of safety prisms 7 is transported to the ore pass 4 by means of equipment with remote control and transferred to the lower horizon 3, after which it is transported to the surface by workings 2 and a spiral exit 1.

В случае расположения предохранительных призм 7 на границе "руда" - "порода" осуществляют селективную выемку. In the case of the location of the safety prisms 7 on the border "ore" - "rock" carry out selective excavation.

В процессе отработки горизонта 3 борт 6 карьера формируют с предохранительную берму 15, ширину которой определяют из условия обеспечения достаточно надежной защиты находящихся на нижележащих отрабатываемых горизонтах 3 людей и оборудования от падения камней и аккумулирования материала осыпи на время ведения работ. Данные бермы не предполагают использования их для транспорта или иных, кроме указанных, целей, что обеспечивает их минимальную ширину и максимальную суммарную крутизну борта 6. In the process of mining horizon 3, the side 6 of the quarry is formed with a safety berm 15, the width of which is determined from the condition of providing sufficiently reliable protection for 3 people and equipment located on the underlying mining horizons from falling stones and accumulating talus material for the duration of the work. These berms do not imply their use for transport or other purposes other than those indicated, which ensures their minimum width and maximum total steepness 6.

В отдельных случаях при весьма устойчивых вмещающих породах целесообразно формировать одну предохранительную берму 15 на несколько горизонтов 3. In some cases, with very stable host rocks, it is advisable to form one safety berm 15 for several horizons 3.

Claims (5)

1. Способ комбинированной разработки месторождений, предусматривающий вскрытие его подземными выработками и отработку основных запасов открытыми горными работами с формированием предохранительных берм на уступах карьера, бурением нисходящих скважин с поверхности уступов и транспортом горной массы по подземным выработкам отрабатываемого горизонта на поверхность, отличающийся тем, что в плане отработку запасов каждого горизонта ведут в направлении бортов карьера с формированием предохранительных призм у проектного его контура, отбойку которых осуществляют на заключительной стадии работ на горизонте с формированием вертикального или близкого к вертикальному откоса в пределах горизонта, а отбитую при этом горную массу перепускают на подземные транспортные выработки нижележащего горизонта, после чего извлекают на поверхность. 1. The method of combined development of deposits, providing for the opening of its underground workings and development of the main reserves by open cast mining with the formation of safety berms on the ledges of the quarry, drilling downhill wells from the surface of the ledges and transporting the rock mass through the underground workings of the worked out horizon to the surface, characterized in that the plan, the development of reserves of each horizon is conducted in the direction of the sides of the quarry with the formation of safety prisms at its design contour, which is carried out at the final stage of work on the horizon with the formation of a vertical or near-vertical slope within the horizon, and the rock mass that was beaten off is transferred to underground transport workings of the underlying horizon, and then removed to the surface. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что основные запасы горизонта отрабатывают от рудоспуска к борту карьера с привлечением самоходной техники, для отработки предохранительных призм используют оборудование с дистанционным управлением, запасы последних извлекают селективными методами, а предохранительную берму борта карьера формируют на несколько горизонтов. 2. The method according to claim 1, characterized in that the main reserves of the horizon are mined from the ore pass to the pit side using self-propelled equipment, remote-controlled equipment is used to work out the safety prisms, the reserves of the latter are extracted by selective methods, and the safety bore of the pit side is formed into several horizons. 3. Способ по п.4, отличающийся тем, что породы за контуром карьера, расположенные в пределах зоны сдвижения, укрепляют предварительно напряженными анкерами и/или инъектированием вяжущих растворов через скважины, пробуренные через тело предохранительных призм. 3. The method according to claim 4, characterized in that the rocks beyond the contour of the quarry located within the displacement zone are reinforced with prestressed anchors and / or injection of cementitious mortars through wells drilled through the body of the safety prisms. 4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что в породы за контуром карьера на различных глубинах дополнительно замоноличивают концы стальных канатов, размещаемых на земной поверхности и анкеруемых вне зоны сдвижения. 4. The method according to claim 1 or 3, characterized in that the ends of the steel ropes placed on the earth's surface and anchored outside the shear zone are additionally monolithic in the rocks beyond the contour of the quarry at various depths. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что разбуривание предохранительных призм осуществляют горизонтальными или восходящими скважинами. 5. The method according to claim 1, characterized in that the drilling of the safety prisms is carried out by horizontal or ascending wells.

Images