RU2106494C1

RU2106494C1 - Method for handling overburden earth

Info

Publication number: RU2106494C1
Application number: RU95113991/03A
Authority: RU
Inventors: Н.Н. Кузнецов
Original assignee: Уральский государственный экономический университет
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 1998-03-10

Abstract

FIELD: mining industry. SUBSTANCE: this can be used at opencast development of mineral deposits with internal earth dumping. Method is aimed at reducing expenditure of handling earth by way of increasing degree of its natural drying in workings and reducing movements of equipment within them. According to method, made from single positioning site of equipment are radial workings extending through upper area of slope, across slope and its base, and their sections with rising bottom are worked together with ground of lower approach, and after disposition of equipment, aforesaid operations are repeated. EFFECT: higher efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке месторождений полезных ископаемых с внутренним отвалообразованием. The invention relates to the mining industry and can be used in the open development of mineral deposits with internal dumping.

Известен способ внутреннего отвалообразования при открытой разработке пологих пластов полезных ископаемых уступами с выемкой вскрышного и добычного уступов заходками, включающий проведение траншеи треугольной формы в основании отвала вслед за продвижением добычной заходки вдоль вновь образуемого добычного уступа, заполнение траншеи материалом и отсыпку вскрышных пород в выработанное пространство. There is a method of internal dump formation during open pit mining of shallow mineral strata with ledges with excavation of overburden and mining ledges by penetrations, which includes conducting a triangular trench at the base of the dump following the advancement of a mining sunset along a newly formed mining ledge, filling the trench with material and dumping overburden into the mined-out space.

Недостатком способа является отсутствие дренажных выработок во вскрышной толще, обезвоживающих часть объема пород, в силу чего имеет место значительная влажность пород, снижающая прочностные характеристики мягких пород и устойчивость их откосов. Это обуславливает небольшие (недостаточные) углы откосов и высоте отвалов, отсыпаемых данными породами при их отработке, что приводит к необходимости отработки небольших объемов пород при каждом проходе выемочного оборудования, например экскаватора, т.е. отработка ведется заходками малой ширины. Это не позволяет уменьшить число проходов экскаватора по слабонесущим породам и соответственно уменьшить объемы работ по отсыпке и последующей отработке прочных пород по трассе хода экскаватора, а также уменьшить объемы переэкскавации пород. Таким образом, указанный недостаток обуславливает повышенные затраты на отработку пород. The disadvantage of this method is the lack of drainage workings in the overburden, dehydrating part of the volume of rocks, due to which there is significant moisture in the rocks, which reduces the strength characteristics of soft rocks and the stability of their slopes. This leads to small (insufficient) slope angles and the height of the heaps dumped by these rocks during mining, which leads to the necessity of mining small volumes of rocks at each pass of excavation equipment, such as an excavator, i.e. mining is carried out by small widths. This does not allow to reduce the number of excavator passes through weak-bearing rocks and, accordingly, to reduce the volume of work on dumping and subsequent development of strong rocks along the excavator's travel path, as well as to reduce the volume of re-excavation of rocks. Thus, this drawback leads to increased costs for the development of rocks.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ разработки выемок в обводненных грунтовыми водами мягких грунтах, включающий создание системы пересекающихся дренажных траншей (выработок) в откосе и его основании с последующей засыпкой участков траншей (выработок) дренирующим материалом. The closest technical solution to the present invention is a method for developing excavations in soft soils flooded with groundwater, including the creation of a system of intersecting drainage trenches (workings) in the slope and its base, followed by backfilling sections of trenches (workings) with drainage material.

Недостатком способа является необеспечение естественного просушивания пород в откосах траншей (выработок) в силу отсутствия их в верхней части и на верхней горизонтальной площадке откоса, а также вследствие немедленной засыпки канав дренирующим материалом на участках их проходки. Это ограничивает возможности уменьшения влажности пород в целике, впоследствии отрабатываемом и перемещаемом в отвал, и соответственно возможности увеличения устойчивости откосов внутреннего отвала и увеличения их углов и тем самым, как показано выше, ограничивает возможности увеличения ширины заходок и уменьшения числа проходов экскаватора по слабонесущему основанию и соответственно уменьшения объемов переэкскавации пород и объемов работ по укреплению пород по трассам хода экскаватора. Таким образом, указанный недостаток в целом ограничивает возможности уменьшения затрат на отработку пород. The disadvantage of this method is the lack of natural drying of rocks in the slopes of trenches (workings) due to their absence in the upper part and on the upper horizontal site of the slope, as well as due to the immediate filling of ditches with drainage material in the areas of their penetration. This limits the possibility of reducing the moisture content of the rocks in the whole, subsequently worked out and moved to the dump, and, accordingly, the possibility of increasing the stability of the slopes of the internal dump and increasing their angles, and thereby, as shown above, limits the possibility of increasing the width of the castings and reducing the number of passes of the excavator along the weak bearing base and accordingly, a decrease in the volume of re-excavation of rocks and the volume of work to strengthen the rocks along the tracks of the excavator Thus, this drawback as a whole limits the possibility of reducing the cost of mining rocks.

Другим недостатком способа является отсутствие проходки дренажных траншей (выработок) при разработке выемок в мягких грунтах (породах) с одной стоянки экскаватора, что увеличивает расстояния и время его перемещений или другого оборудования по слабонесущим породам и соответственно снижает его производительность и увеличивает объем работ по созданию и упрочнению площадок по трассам его хода, и тем самым в целом увеличивает затраты на отработку пород. Another disadvantage of this method is the lack of penetration of drainage trenches (excavations) when developing excavations in soft soils (rocks) from one excavator stand, which increases the distance and time of its movement or other equipment along weak-bearing rocks and accordingly reduces its productivity and increases the amount of work to create and hardening sites along the tracks of its course, and thereby generally increases the cost of working out the rocks.

Также недостатком, увеличивающим затраты на отработку пород, является большой объем работ по засыпке траншей (выработок) дренирующими и другими материалами. Also a drawback that increases the cost of mining rocks is the large amount of work on filling trenches (workings) with drainage and other materials.

В основу изобретения положена задача уменьшения затрат на отработку пород за счет повышения степени их естественного просушивания в выработках и уменьшения перемещений оборудования по ним. The basis of the invention is the task of reducing the cost of mining rocks by increasing the degree of their natural drying in the workings and reducing the movement of equipment along them.

Задача решена тем, что в способе отработки вскрышных пород, включающем создание системы пересекающихся дренажных выработок в откосе и его основании с последующей засыпкой участков выработок дренирующим материалом, с одной точки стояния оборудования проводят по крайней мере две радиальные выработки через верхнюю площадку откоса, по откосу и его основанию, и их участки с восстающим дном отрабатывают с породами нижнего подуступа, а после перемещения оборудования операции повторяют. The problem is solved in that in the method of overburden mining, including the creation of a system of intersecting drainage workings in the slope and its base, followed by backfilling of the workings with drainage material, at least two radial workings are carried out from one point of standing of the equipment through the upper slope, along the slope and its base, and their sections with a rising bottom are practiced with rocks of the lower access area, and after moving the equipment, the operations are repeated.

Предлагаемый способ отличается от известного вышеизложенной последовательностью операций и направлением горных работ. Изложенные в данной совокупности признаки отсутствуют в известных решениях и обеспечивают получение положительного эффекта - решение поставленной задачи. Предлагаемый способ обладает свойствами, не совпадающими со свойствами отличительных признаков известных решений. The proposed method differs from the known sequence of operations and the direction of mining. The features set forth in this aggregate are absent in the known solutions and provide a positive effect — the solution of the problem. The proposed method has properties that do not coincide with the properties of the distinguishing features of known solutions.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них не раскрыта, она не очевидна и характеризуется новой совокупностью признаков, что позволяет считать его соответствующим критериям "новизна" и "изобретательский уровень". An analysis of the known solutions showed that the essence of the proposed solution is not disclosed in them, it is not obvious and is characterized by a new set of features, which allows us to consider it relevant to the criteria of "novelty" and "inventive step".

На фиг. 1 изображена схема производства вскрышных работ с нанесением осей выработок; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - взаимно пересекающиеся дренажные выработки в откосе и на площадках уступа. In FIG. 1 shows a diagram of the production of stripping operations with the application of the axes of the workings; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one; in FIG. 3 - mutually overlapping drainage workings in the slope and on the platforms of the ledge.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Слой 1 вскрышных пород отрабатывают верхним 2 и нижним 3 подуступами с установкой выемочного оборудования, например драглайна 4, на промежуточной площадке 5 и формированием в выработанном пространстве 6 внутреннего отвала 7 (фиг. 1), (переэкскавация не показана). При этом вскрывают полезное ископаемое 8. В процессе отработки вскрышной заходки "abcde kma" через верхнюю площадку 9 откоса 10, по откосу 10 верхнего подуступа 2 и по его основанию - по промежуточной площадке 5 с одной точки стояния драглайна 4 проводят по крайней мере две радиальные дренажные выработки "OU" и "SV" соответственно впереди и сзади по ходу драглайна 4 (фиг. 1, 2 и 3). При этом формируемой сзади по ходу дренажной выработкой пересекают пройденные сзади по ходу с предыдущих точек стояния драглайна 4 выработки O₃U₃-O₈U₈ и создают систему пересекающихся дренажных выработок в верхней площадке 9 откоса 10, в откосе 10 и его основании по промежуточной площадке 5. С той же точки стояния драглайна отрабатывают породы нижнего 3 подуступа и с ними отрабатывают участки "KU" (фиг. 2) с восстающим дном 11 радиальных выработок (т.е. ту часть выработок, дно которых поднимается относительно горизонта), проведенных с предыдущих точек стояния драглайна 4 и тем самым обеспечивают наклон дна 11 оставшейся между линиями "О" и "К" части системы дренажных выработок к горизонтальной плоскости под углом, большим или равным нулю. Впереди по ходу драглайна 4, на безопасном расстоянии от него, между линиями "m" и "n" засыпают дренирующим материалом участки 12 выработок по ширине трассы хода драглайна. Описанные операции повторяют с каждой точки стояния драглайна 4 после соответствующего его перемещения. В основании 13 откоса 14 полезного ископаемого и отвала 7 предыдущей заходки проводят дренажную выработку 15 вдоль фронта работ с уклоном в сторону водоотливного зумпфа (на чертежах не показано) во вскрываемом полезном ископаемом выработки до соединения с выработкой 15, с уклоном ее в сторону.Overburden layer 1 is worked out by the upper 2 and lower 3 sub-steps with the installation of excavation equipment, for example dragline 4, on the intermediate platform 5 and the formation of an internal dump 7 in the worked-out space 6 (Fig. 1), (over-excavation is not shown). At the same time, mineral 8 is uncovered. In the process of testing the overburden "abcde kma" through the upper platform 9 of the slope 10, along the slope 10 of the upper approach 2 and at its base - at least two radial conduct from the intermediate platform 5 from one standing point of dragline 4 drainage workings "OU" and "SV", respectively, front and rear along the dragline 4 (Fig. 1, 2 and 3). In this case, formed along the back of the drainage excavation, cross the excavations of O ₃ U ₃ -O ₈ U _8, passed back from the previous points of standing of the dragline 4, and create a system of intersecting drainage excavations in the upper platform 9 of the slope 10, in the slope 10 and its base along the intermediate site 5. From the same point of standing of the dragline, the rocks of the lower 3 approach are worked out and sections “KU” (Fig. 2) with the rising bottom of 11 radial workings (that is, the part of workings whose bottom rises relative to the horizon) are worked out from previous check of the dragline 4 and thereby ensure the inclination of the bottom 11 of the remaining between the lines "O" and "K" part of the drainage system to the horizontal plane at an angle greater than or equal to zero. Ahead along the dragline 4, at a safe distance from it, between the lines "m" and "n", sections 12 of the workings are filled with drainage material along the width of the dragline's path. The described operations are repeated from each standing point of dragline 4 after its corresponding movement. At the base 13 of the slope 14 of the mineral resource and the blade 7 of the previous run, drainage excavation 15 is carried out along the front of the work with a bias towards the drainage sump (not shown in the drawings) in the opened mineral resource of the mine until it is connected to the mine 15, with its bias to the side.

Преимущества и технический эффект от заявленного технического решения (по сравнению с прототипом и другими известными решениями) заключаются в следующем:
1) в повышении степени естественного просушивания пород, достигаемым тем, что:
а) наличие незасыпаемых откосов 16 (см. фиг. 3) выработок "OU" и "St" и густота их сети обеспечивают значительное приращение площади и сроков естественного просушивания испарения влаги пород, что существенно уменьшает влажность слоя пород и увеличивает устойчивость откосов отсыпаемых в последующем ими отвалов;
б) проведение дренажных выработок в верхней 9 площадке подуступа 2 увеличивает площадь естественного просушивания пород;
в) отработка подуступом 3 части выработок, имеющей восстающее дно 11 (его подъем относительно горизонтальной плоскости), обеспечивает по линиям "OK" и "St" постоянный естественный сток воды и сброс ее в точках "t" и "K" по откосу 17 подуступа 3, тем самым исключается подтопление откосов дренажных выработок, осушаются их дно и откосы и обеспечивается их естественное просушивание;
2) в уменьшении затрат на отработку пород за счет:
а) уменьшения влажности пород в отвалах в результате увеличения степени их просушивания в целике и соответствующего повышения высоты, угла естественного откоса и емкости отвала, позволяющих увеличить отрабатываемые в экскаваторной заходке объемы пород, т.е. увеличить ширину заходки и тем самым уменьшить число проходов драглайна по слабонесущим породам в пределах отрабатываемого поля и в отвалах, и соответственно позволяющих уменьшить объем работ и затрат по укреплению трассы хода драглайна, а также уменьшить объемы переэкскавации пород и отвалах;
б) естественного упрочнения трассы хода драглайна уменьшением влажности пород основания откоса, обеспечиваемым сгущением сети дренажных выработок в нем, что позволяет уменьшить ширину засыпаемого провозными прочными породами участка рабочей площадки и производить их отсыпку лишь в дренажные радиальные выработки в пределах ширины хода драглайна;
в) уменьшение числа и расстояния перемещений драглайна и соответственно уменьшения объема работ по укреплению трассы хода и увеличения производительности драглайна в результате проведения дренажных выработок с одной и той же стоянки драглайна, с которой отрабатываются вскрышные породы.The advantages and technical effect of the claimed technical solution (compared with the prototype and other known solutions) are as follows:
1) in increasing the degree of natural drying of the rocks, achieved by the fact that:
a) the presence of unsleeping slopes 16 (see Fig. 3) of the “OU” and “St” workings and the density of their network provide a significant increase in the area and terms of natural drying of the moisture of the rocks, which significantly reduces the moisture of the rock layer and increases the stability of slopes that are subsequently dumped them dumps;
b) conducting drainage workings in the upper 9 area of the access point 2 increases the area of natural drying of the rocks;
c) the development of the sub-step 3 of the workings with a rising bottom 11 (its rise relative to the horizontal plane), provides along the lines "OK" and "St" a constant natural flow of water and its discharge at points "t" and "K" along the slope 17 of the access point 3, thereby eliminating the flooding of the slopes of the drainage workings, their bottom and slopes are drained and their natural drying is ensured;
2) in reducing the cost of developing rocks due to:
a) a decrease in the moisture content of the rocks in the dumps as a result of an increase in the degree of their drying in the whole and a corresponding increase in the height, angle of repose and the capacity of the dump, which allows increasing the volumes of rocks worked out in the excavator setting, i.e. increase the width of the entry and thereby reduce the number of passes of dragline on weak-bearing rocks within the limits of the cultivated field and in dumps, and, accordingly, to reduce the amount of work and costs to strengthen the dragline, and also reduce the volume of re-excavation of rocks and dumps;
b) natural hardening of the dragline’s course along with a decrease in the moisture content of the rocks of the slope base, provided by the thickening of the drainage network in it, which allows us to reduce the width of the site area filled with transportable strong rocks and fill them only into radial drainage excavations within the dragline stroke width;
c) a decrease in the number and distance of dragline movements and, accordingly, a decrease in the amount of work to strengthen the course and increase dragline productivity as a result of drainage workings from the same dragline site with which overburden is mined.

Claims

A method of overburden mining, including the creation of a system of intersecting drainage workings in the slope and its foundation, followed by backfilling of the workings with drainage material, characterized in that at least two radial workings are carried out from one point of standing of the equipment through the upper slope, along the slope and its base , and their sections with a rising bottom work out with the rocks of the lower approach, and after moving the equipment, the operations are repeated.