RU2571111C2 - Pilling of different-hardness rocks in high-capacity great-height dump with application of mobile discharge boom - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to mining and can be used for open-pit development of minerals deposits composed by the edge or oblique seams. Claimed process comprises the erection of a strong bed for working equipment to near-slope zone most subjected to compaction and shift, most frequently of 3-5 m. This is performed with the help of a mobile discharge boom of limited length, for example, 15-20 m and add-on stacking conveyor used for filling of the dump rock area, in sectors of radius equal to the length of said discharge boom, in layer-by-layer passes. After filling of the next layer, said stacking conveyor is built up or a standard-length conveyor is used with tier pitch and height complying with the filling parameters of pre-filled layer at its compaction and shift smaller than its limiting magnitude. Note here that in the case of standard conveyors, the site for its displacement along with the discharge boom is prepared and filled over the radius of filling while stacking is executed at sections after compaction of rocks or their freezing. During the other climatic season, weakened layers in the zone of zero isotherm are neutralized by creation of a buffer 10-15 m wide zone. Note here that at larger height and capacity of the dump, stacking is performed in two-three tiers to consolidated strong bed with attenuating compaction of rocks in underlying layer of the tier while rock filling is continued unless the dump reaches the required capacity and height.

EFFECT: higher efficiency of stacking equipment.

4 dwg

Description

Известен способ отвалообразования, заключающийся в том, что отсыпка породы в отвал осуществляется применением бульдозеров и автотранспорта, разгружающегося под откос [1].There is a method of dumping, which consists in the fact that the dumping of rock into the dump is carried out by the use of bulldozers and vehicles, unloaded at a slope [1].

Недостатком способа является то, что вблизи бровки откоса может создаваться ослабленная зона при отсыпке пород небольшой прочности, и она проседает под колесами крупногабаритных автосамосвалов.The disadvantage of this method is that near the edge of the slope, a weakened zone can be created when dumping rocks of low strength, and it sags under the wheels of large dump trucks.

Известен способ отвалообразования, заключающийся в том, что подъем породы на отвал осуществляется магистральным конвейером, а укладка породы в отвал выполняется применением, например, экскаватора, погрузчика или бульдозера с автотранспортом [2].There is a method of dumping, which consists in the fact that the lifting of the rock to the dump is carried out by the main conveyor, and the laying of the rock in the dump is carried out using, for example, an excavator, loader or bulldozer with vehicles [2].

Недостатком способа является то, что прочность процесса прерывается цикличным действием погрузочного и транспортного оборудования и снижением производительности при увеличении ширины отвала.The disadvantage of this method is that the strength of the process is interrupted by the cyclic action of loading and transport equipment and a decrease in productivity with increasing width of the blade.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ отвалообразования, заключающийся в том, что для укладки породы при поточном способе отвалообразования применяется отвалообразователь [3] (прототип).The closest in technical essence and the achieved result is a method of dumping, which consists in the fact that for laying the rock with a continuous method of dumping, a spreader [3] (prototype) is used.

Недостатком способа является то, что при попадании слабых пород в отвал и переходе из одного сезона в другой за счет таяния снега или выпадении жидких осадков на поверхности отвала могут появляться ямы, провалы или его просадка при слабом основании, в результате большегрузный отвалообразователь не может работать ритмично и производительно при больших параметрах шага и ширине, длине отсыпаемой полосы.The disadvantage of this method is that when weak rocks get into the dump and go from one season to another due to snow melt or liquid precipitation falls on the surface of the dump, holes can appear, dips or its subsidence with a weak base, as a result, a heavy dump truck cannot work rhythmically and efficiently with large pitch parameters and the width, length of the strip to be filled.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе отвалообразования с ограничением поточности транспортирования и укладки породы на поверхность с изменяющейся прочностью пород на большой площади предлагается способ, отличающийся тем, что для повышения ритмичности и производительности оборудования при отвалообразовании создают прочное основание для работающего оборудования до приоткосной зоны, наиболее подверженной деформации уплотнения и смещения, часто 3-5 м, и использованием мобильной разгрузочной консоли ограниченной длины, например, 15-20 м и наращиваемого отвального конвейера производят заполнение породной площади отвала, в секторах по радиусу, равному длине разгрузочной консоли, заходками послойно, и при завершении отсыпки очередного слоя наращивают отвальный конвейер или применяют конвейер стандартной длины с шагом и высотой яруса, соответствующими параметрам засыпки (пригрузки) ранее отсыпанного слоя при его деформации уплотнения и смещения, не достигающей предельной величины, причем при применении отвальных конвейеров стандартной длины у границы площади отвала подготавливают и отсыпают площадку для его передвижения вместе с разгрузочной консолью по насыпной части по радиусу сектора отсыпки и отвалообразования ведут на участках последовательно при завершении процесса уплотнения породной массы или ее смерзания на каждой из них, а при переходе в другой климатический сезон нейтрализуют ослабленные слои в зоне нулевой изотермы созданием буферной зоны шириной, например, 10-15 м, причем при большой емкости отвала и его высоте отвалообразование производят в два-три яруса с учетом достижения консолидированного прочного основания с затухающими процессами уплотнения пород в подстилающих слоях ярусов и отсыпку породы в запланированном объеме производят до тех пор, пока не будет создан отвал необходимой емкости и высоты средствами поточного транспорта.This goal is achieved by the fact that in the known method of dumping with limiting the flow rate of transportation and laying the rock on a surface with varying rock strength over a large area, a method is proposed, characterized in that to increase the rhythm and productivity of the equipment during dumping, they create a solid base for working equipment to the mowing area most susceptible to deformation of the seal and displacement, often 3-5 m, and the use of a mobile unloading console limited lines, for example, 15-20 m and a stackable dump conveyor, fill the rock area of the dump, in sectors along the radius equal to the length of the unloading cantilever, in layers in layers, and at the end of filling of the next layer, build up the dump conveyor or use a standard length conveyor with step and tier height corresponding to the parameters of filling (loading) of the previously filled layer during its deformation of the seal and displacement, not reaching the limit value, and when using dump conveyors of standard length at the face The heaps of the dump area prepare and fill the platform for its movement together with the unloading console along the bulk along the radius of the dumping and dumping sectors in successive stages at the completion of the compaction of the rock mass or its freezing in each of them, and neutralize the weakened ones during the transition to another climate season layers in the zone of zero isotherm by creating a buffer zone with a width of, for example, 10-15 m, and with a large capacity of the blade and its height, dumping is carried out in two or three tiers, taking into account liquefaction of a consolidated solid foundation with damping processes of compaction of rocks in the underlying layers of the tiers and dumping of the rock in the planned volume is carried out until a dump of the required capacity and height is created by means of continuous transport.

Применение способа позволяет уменьшить количество применяемых на карьерах конвейеров на один с исключением торцевого и технологической схемы укладки породы в отвал. Кроме того, большегрузный и дорогостоящий отвалообразователь заменяется короткой мобильной разгрузочной консолью длиной, например, 15-20 м, что позволяет ее перемещать по дуге сектора отсыпки. Конструкция консоли разработана и защищена патентом РФ №2310077 [4]. Она может работать и при выпадении твердых и жидких осадков. Поскольку прочное уплотненное основание поверхности отвала достигается в короткий промежуток времени на малой площади. Поэтому не возникает проблемы для передвижения по радиусу отсыпки отвального конвейера. Для обеспечения потока дробленой руды (породы) с магистрального конвейера на отвальный конвейер и с него на наклонную разгрузочную консоль горная масса может передаваться с помощью бункеров небольшой емкости.The application of the method allows to reduce the number of conveyors used in quarries by one, with the exception of the end and technological scheme of laying the rock in the dump. In addition, a heavy and expensive dump truck is replaced by a short mobile unloading console, for example, 15-20 m long, which allows it to be moved along the arc of the dumping sector. The console design is developed and protected by RF patent No. 2310077 [4]. It can also work with solid and liquid precipitation. Since a solid, sealed base of the surface of the blade is achieved in a short period of time in a small area. Therefore, there is no problem for moving along the dumping radius of the dump conveyor. To ensure the flow of crushed ore (rock) from the main conveyor to the dump conveyor and from it to the inclined unloading console, the rock mass can be transferred using small-capacity bunkers.

Предлагаемая технология отвалообразования может применяться и при отсыпке пород небольшой прочности и в зоне северных широт при заключении отвального конвейера в легкую трубообразную полость, защищающей от снежных заносов, позволяющей перемещать ее по площади отвала.The proposed technology of dumping can be applied when dumping rocks of low strength and in the zone of northern latitudes when enclosing the dump conveyor in a light tube-shaped cavity that protects from snow drifts, allowing you to move it over the area of the dump.

Экономическая эффективность от применения новой поточной технологии отсыпки пород в отвал может быть оценена следующим образом:The economic efficiency from the use of new in-line technology for dumping rocks into the dump can be estimated as follows:

1. Снижением стоимости отвальной консоли по сравнению с отвалообразователем на 2-3 млн. долл. США.1. Reducing the cost of the dumping console compared with the dumper by 2-3 million US dollars.

2. Исключением перегрузки горной массы на отвале (экскаватора или погрузчика с автотранспортом) - 300-400 тыс. долл. США.2. With the exception of overloading the rock mass at the dump (excavator or loader with vehicles) - 300-400 thousand US dollars.

3. Повышением производительности оборудования в 1,3-1,5 раза, поскольку на большей площади поверхности отвала, на которой перемещается отвалообразователь, может создаваться значительно большее количество ослаблений (ям, трещин) при переходе из одного сезона в другой (таяние снега, уплотнение породы, попадание жидких осадков и др.).3. An increase in the productivity of equipment by 1.3-1.5 times, since on a larger surface area of the blade on which the spreader moves, a significantly larger number of weakenings (pits, cracks) can be created during the transition from one season to another (snow melting, compaction rocks, liquid precipitation, etc.).

Предлагаемое техническое решение представлено на чертежах (фиг. 1-4). Фиг. 1. Общая схема комплекса предлагаемого технического решения (разрез):The proposed technical solution is presented in the drawings (Fig. 1-4). FIG. 1. The general scheme of the complex of the proposed technical solution (section):

1 - магистральный конвейер; 2 - мобильная разгрузочная консоль; 3 - передвижной отвальный конвейер; 4 - бункер у магистрального конвейера; 5 - бункер у передаточного отвального конвейера; 6 - переходная зона отсыпки пород между сезонами; α - угол откоса отвала; β - угол наклона склона.1 - main conveyor; 2 - mobile unloading console; 3 - mobile dump conveyor; 4 - hopper at the main conveyor; 5 - hopper at the transfer dump conveyor; 6 - transitional zone of dumping of rocks between seasons; α is the angle of repose of the blade; β is the slope angle.

Фиг. 2. Схема процесса отсыпки породы на площади отвода с работой отвального конвейера и его наращиванием в комплексе с консолью по мере увеличения насыпной части (план): 1 - магистральный конвейер; 2 - мобильная разгрузочная консоль; 3 - отвальный конвейер; 4 - бункер у магистрального конвейера; 5 - бункер у передаточного отвального конвейера.FIG. 2. Diagram of the process of dumping the rock on the allotment area with the operation of the dump conveyor and its building up in conjunction with the console as the bulk part increases (plan): 1 - main conveyor; 2 - mobile unloading console; 3 - dump conveyor; 4 - hopper at the main conveyor; 5 - hopper at the transfer dump conveyor.

Фиг. 3. Схема отвалообразования с использованием промежуточных и отвального конвейера длиной, близкой к стандартной, для создания первоначального фронта работ и перемещения его по радиусу сектора отсыпки:FIG. 3. The scheme of dumping using an intermediate and dump conveyor with a length close to the standard, to create the initial front of work and move it along the radius of the dumping sector:

1 - магистральный конвейер; 2 - мобильная разгрузочная консоль; 3 - отвальный конвейер; 4 - бункер перегрузки.1 - main conveyor; 2 - mobile unloading console; 3 - dump conveyor; 4 - overload hopper.

Фиг. 4. Схема отсыпки второго яруса отвала с использованием комплекса наращиваемый отвальный конвейер и разгрузочная консоль:FIG. 4. The scheme of dumping the second tier of the blade using the complex stackable dump conveyor and unloading console:

1 - магистральный конвейер; 2 - мобильная разгрузочная консоль; 3 - передвижной отвальный конвейер; 4 - бункер у магистрального конвейера; 5 - бункер у передаточного отвального конвейера; 6 - переходная зона отсыпки пород между сезонами.1 - main conveyor; 2 - mobile unloading console; 3 - mobile dump conveyor; 4 - hopper at the main conveyor; 5 - hopper at the transfer dump conveyor; 6 - transitional zone of dumping of rocks between seasons.

Пример выполненияExecution example

Предлагаемое изобретение может быть использовано на действующих карьерах (Ковдорский карьер комплексных железных руд, Центральный ОАО «Апатит» при разработке бокового рудного тела, Коашвинский карьер Восточного рудника ОАО «Апатит») в регионе и на других карьерах.The present invention can be used on existing quarries (Kovdorsky open pit complex iron ores, Central JSC "Apatit" in the development of the side ore body, Koashvinsky open pit of the East mine OJSC "Apatit") in the region and on other quarries.

Для этого на участке выхода магистрального конвейера на отвал подготавливают площадки для работы наклонной передвижной консоли длиной, например, 15-20 м, работающей через бункер объемом одно-двухчасового запаса руды (породы) и начинают отсыпку первой заходки по радиусу, равному длине консоли. Далее используют отвальный конвейер, работающий через бункер и включаемый в работу по схеме магистральный конвейер, отвальный конвейер и разгрузочная консоль. После отсыпки второй заходки удлиняют отвальный конвейер и перемещают консоль до приоткосной зоны, наиболее деформируемой при отсыпке слабых пород или влажных, а также пород со снегом, и составляющей часто от 2-3 до 5-7 м, чем гарантируется безопасность работы консоли, и не может быть допущена просадка оборудования, как в традиционном способе при деформации породной среды под колесами крупногабаритных машин (100-200 т и более).To do this, on the exit section of the main conveyor to the dump, sites are prepared for the operation of an inclined mobile console, for example, 15-20 m long, working through a hopper with a volume of one or two hours of ore (rock) stock and begin to fill the first run along a radius equal to the length of the console. Next, use a dump conveyor working through the hopper and included in the scheme of the main conveyor, dump conveyor and unloading console. After backfilling of the second run, the dump conveyor is lengthened and the cantilever is moved to the mowing zone, which is most deformable when bedding weak or wet rocks, as well as rocks with snow, and often from 2-3 to 5-7 m, which guarantees the safe operation of the cantilever equipment drawdown can be allowed, as in the traditional way, when the rock environment is deformed under the wheels of large-sized machines (100-200 tons and more).

Далее процесс повторяется, удлинение отвального конвейера первоначально соразмерно с длиной консоли, т.е. 15-20 м. При этом могут быть использованы перегрузочные, выдачные конвейера длиной 20-50 м. Затем могут быть применены отвальные конвейеры длиной 150-200 м. Их размещают на площадке отвала, и от них начинают отсыпку пород с использованием разгрузочной консоли, постепенно создавая площадку для перемещения отвального конвейера по радиусу сектора отсыпки. А общая длина отвального конвейера с длиной консоли зависит от площади отсыпки пород в отвал и его емкости.Then the process is repeated, the extension of the dump conveyor is initially commensurate with the length of the console, i.e. 15-20 m. In this case, reloading, dispensing conveyors of 20-50 m long can be used. Then dump conveyors with a length of 150-200 m can be used. They are placed on the dump site, and they begin to dump rocks using the unloading console, gradually creating a platform for moving the dump conveyor along the radius of the dumping sector. And the total length of the dump conveyor with the length of the console depends on the area of dumping of rocks into the dump and its capacity.

При большой емкости отвала (100-150 млн. м³ пород) отсыпку вскрышных пород можно производить и слева, и справа от места первоначального выбора местоположения магистрального конвейера удлинением отвального конвейера. При необходимости может быть организован и второй, и третий ярусы отвала. Для этого осуществляют удлинение магистрального конвейера и отсыпают первоначально наклонный слой из пород под углом, например, 15-16° также с применением разгрузочной консоли. И при достижении необходимой высоты яруса отсыпают второй слой на прочное основание (первого слоя). При этом в период перехода из одного сезона в другой интенсивность работ должна быть такой, чтобы между различными температурными слоями был буфер шириной до 6-8 м для исключения таяния снега в пограничной зоне.With a large dump capacity (100-150 million m ^{3 of} rocks), overburden can be dumped both to the left and to the right of the place of initial choice of the location of the main conveyor by lengthening the dump conveyor. If necessary, the second and third tiers of the dump can be organized. To do this, the main conveyor is lengthened and an initially inclined layer is poured out of the rocks at an angle, for example, 15-16 ° also with the use of an unloading console. And when the necessary tier height is reached, pour the second layer onto a solid foundation (first layer). Moreover, during the transition from one season to another, the intensity of work should be such that between different temperature layers there was a buffer up to 6-8 m wide to prevent snow melting in the border zone.

Для обеспечения длительной эффективной работы отвального конвейера целесообразно использование дробильных комплексов, обеспечивающих получение куска размером до 300-350 мм (в основном при конусных дробилках) и достижением производительности комплексов 20-22 млн.т вскрышных пород в год.To ensure long-term effective operation of the dump conveyor, it is advisable to use crushing complexes that provide a piece up to 300-350 mm in size (mainly with cone crushers) and achieve a productivity of complexes of 20-22 million tons of overburden per year.

Применение способа и технологии отвалообразования возможно и целесообразно в северных условиях, поскольку разгрузочная консоль (пластинчатый питатель), как и отвальный конвейер, защищены от попадания снега, воды легкими покрытиями и мобильны.The use of the method and technology of dumping is possible and advisable in northern conditions, since the unloading console (plate feeder), as well as the dump conveyor, are protected from ingress of snow, water by light coatings and are mobile.

Применение способа и технологии отвалообразования позволяет создать устойчивым отвал большой емкости, исключить использование автотранспорта на отвале при применении ЦПТ в карьере, таким образом сократить расстояние транспортирования по сравнению с применением автотранспорта в среднем на 3-5 км, получив прибыль при меньших эксплуатационных затратах на отвалообразование до 1-2 млн. долл. США в год и по капитальным затратам около 2-3 млн. долл. США по сравнению с приобретением отвалообразователя типа ОШ.The use of the method and technology of dumping makes it possible to create a stable dump of large capacity, to exclude the use of vehicles on the dump when using central heating in a quarry, thereby reducing the transportation distance compared to the use of vehicles by an average of 3-5 km, making a profit with lower operating costs for dumping up to USD 1-2 million per year and at a capital cost of about USD 2-3 million compared to the purchase of an OSH dump blade.

Источники информацииInformation sources

1. Красносельский Э.Б., Чашников В.В., Архипов А.В., Ивановский Е.В., Архипова С.Е. Технология формирования породных отвалов в условиях горного рельефа / Сб. науч. тр. Апатиты. Изд. Кольского филиала АН СССР. - 1988. - С. 90-99.1. Krasnoselsky E.B., Chashnikov V.V., Arkhipov A.V., Ivanovsky E.V., Arkhipova S.E. The technology of formation of waste dumps in mountainous terrain / Sat. scientific tr Apatity. Ed. Kola branch of the USSR Academy of Sciences. - 1988 .-- S. 90-99.

2. Экологическая эффективность высоких отвалов вскрышных пород / Виноградов А.И., Кузнецов М.А., Ким Б.В. М.: Горный журнал. - 2007. - №4. - С. 69-71.2. Environmental effectiveness of high overburden dumps / Vinogradov AI, Kuznetsov MA, Kim B.V. M.: Mountain Journal. - 2007. - No. 4. - S. 69-71.

3. Усынин В.И., Решетняк С.П. Открытая разработка железорудных месторождений Севера. Апатиты. Изд. Кольского научного центра. - 1987. - 118 с. (прототип).3. Usynin V.I., Reshetnyak S.P. Opencast mining of iron ore deposits in the North. Apatity. Ed. Kola Science Center. - 1987. - 118 p. (prototype).

4. Патент РФ №2310077 Способ формирования высокого ярусного отвала. Опубл. 10.11.2007. Бюл. №31.4. RF patent №2310077 A method of forming a high long dump. Publ. 11/10/2007. Bull. No. 31.

Claims (1)

Способ отвалообразования на карьерах, включающий поточную отсыпку пород в отвал большой емкости и высоты, отличающийся тем, что для повышения ритмичности и производительности оборудования при отвалообразовании создают прочное основание для работающего оборудования и устанавливают его до приоткосной зоны, наиболее подверженной деформации уплотнения и смещения, часто 3-5 м, и использованием мобильной разгрузочной консоли ограниченной длины, например, 15-20 м и наращиваемого отвального конвейера производят заполнение породной площади отвала, в секторах по радиусу, равному длине разгрузочной консоли, заходками послойно, и при завершении отсыпки очередного слоя наращивают отвальный конвейер или применяют конвейер стандартной длины с шагом и высотой яруса, соответствующими параметрам засыпки (пригрузки) ранее отсыпанного слоя при его деформации уплотнения и смещения, не достигающей предельной величины, причем при применении отвальных конвейеров стандартной длины у границы площади отвала подготавливают и отсыпают площадку для его передвижения вместе с разгрузочной консолью по насыпной части по радиусу сектора отсыпки и отвалообразование ведут на участках последовательно при завершении процесса уплотнения породной массы или ее смерзания на каждой из них, а при переходе в другой климатический сезон нейтрализуют ослабленные слои в зоне нулевой изотермы созданием буферной зоны шириной, например, 10-15 м, причем при большой емкости отвала и его высоте отвалообразование производят в два-три яруса с учетом достижения консолидированного прочного основания с затухающими процессами уплотнения пород в подстилающих слоях ярусов и отсыпку породы в запланированном объеме производят до тех пор, пока не будет создан отвал необходимой емкости и высоты средствами поточного транспорта. A method of dumping in quarries, including stream dumping of rocks into a dump of high capacity and height, characterized in that to increase the rhythm and productivity of the equipment during dumping, they create a solid foundation for the working equipment and install it to the miter zone, which is most prone to deformation of the seal and displacement, often 3 -5 m, and using a mobile unloading console of limited length, for example, 15-20 m and a stackable dump conveyor, fill the rock area of the hole Ala, in sectors along the radius equal to the length of the unloading console, by layer-by-layer approaches, and upon completion of filling of the next layer, a dump conveyor is built up or a standard-length conveyor is used with a step and tier height corresponding to the filling (loading) parameters of the previously dumped layer when it is deformed by compaction and displacement that does not reach the limit value, and when using standard length dump conveyors at the border of the dump area, a platform is prepared and dumped for its movement together with the unloading cantilever Pouring along the bulk along the radius of the sector, dumping and dumping are carried out in areas sequentially at the completion of the process of compaction of the rock mass or its freezing on each of them, and during the transition to another climatic season they neutralize the weakened layers in the zone of zero isotherm by creating a buffer zone with a width of, for example, 10 -15 m, and with a large dump capacity and its height, dumping is carried out in two or three tiers, taking into account the achievement of a consolidated solid foundation with damping processes of compaction of rocks in the bedding the layers of the longlines and the bedding in the planned volume is carried out until a dump of the required capacity and height is created by means of continuous transport.

Images