СПОСОБ ВЫПУСКА ОТБИТОЙ РУДЫ ИЗ ДУЧЕК Российский патент 1994 года по МПК E21F13/04 E21C41/22 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке с выпуском отбитой руды через дучки и скреперной доставкой.

Известен способ защиты выпускных и доставочных выработок, включающий крепление их различными материалами.

Недостатком данного способа является невысокая эффективность предлагаемых способов защиты выработок с помощью деревянной крепи, набрызгбетона и др. и связанная с этим низкая устойчивость выработок, высокие затраты на поддержание.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ самотечного выпуска руды из дучек, включающий проведение выпускных и скреперной выработок, доставку руды, а также углубку почвы скреперной выработки напротив выпускных дучек [2].

Данный способ позволяет несколько повысить устойчивость выработок днища в результате некоторого улучшения условий выпуска руды и связанного с этим снижения частоты зависаний. Однако эффективность способа защиты незначительна. Известно, что устойчивость выработок днища зависит от сохранности целика над скреперной выработкой в месте ее сопряжения с нишей дучки. Как правило, в этом районе устанавливается усиленное крепление. Разрушение целика начинается с козырька дучки и в результате воздействия взрывов при ликвидации зависаний, образующихся в большинстве своем именно в этом, наиболее узком месте между козырьком и рудной постелью, называемым "выпускным отверстием". В этой связи предлагается увеличение пропускной способности данного отверстия осуществлять путем подрывки почвы скреперной выработки и частично в нише под рудной постелью. Именно подрыв почвы в нише должен вызвать отклонение плоскости постели в глубину ниши и тем самым способствовать увеличению выпускного отверстия. Однако таким образом можно добиться лишь незначительного эффекта, поскольку в результате подрыва почвы в нише и соответствующего сужения подошвы постели будет происходить смещение основной части рудного откоса из дучки за пределы контура скреперной выработки в глубь выпускной ниши. Это приведет к снижению производительности скреперования из этой дучки. Следовательно, подрывать почву в выпускной нише возможно лишь в незначительных пределах, а отсюда незначительно увеличится и выпускное отверстие - область образования большинства зависаний.

Сама же ликвидация зависаний предполагает как и прежде использование взрывчатых веществ, что и является основной причиной разрушения выработок днища.

Целью изобретения является повышение сохранности выпускных и доставочных выработок.

Достигается это тем, что в известном способе, включающем проведение выработки скреперования, выпускной дучки и оформление козырька, их сохранность, а также выпуск отбитой руды, козырек устанавливают с возможностью поворота вокруг оси и размещают в сопряжении выпускной выработки скреперования.

Авторами проведен сравнительный анализ известных способов защиты и сохранности выработок днищ очистных блоков. В основном они сводятся к следующему.

С целью снижения частоты зависаний и соответственно применения взрывчатых веществ для их ликвидации рекомендуется увеличивать сечение выпускных выработок, что, однако, влечет за собой увеличение затрат на их проведение, и тем не менее, число зависаний снижается незначительно, а для их ликвидации также используется сила взрывов.

Другим способом борьбы с зависаниями является снижение кусковатости отбиваемой руды путем сгущения сетки скважин, увеличения удельного расхода ВВ на отбойку. Практика показывает нецелесообразность такого пути защиты выработок днища из-за резкого увеличения эксплуатационных затрат на единицу добытой руды при снижении выхода негабарита лишь на 15%.

Защиту выработок днища, в первую очередь доставочных производят с помощью различных видов крепи.

Наиболее часто используется металлическая крепь из спецпрофиля. Стоимость такой крепи высокая, что также приводит к удорожанию добытой руды, в то время как эффект далеко не всегда соответствует затратам, особенно в породах слабых и средней устойчивости.

Используется для указанных целей бетонная крепь, требующая больших материальных и трудовых затрат. В то же время она нарушается от взрывных работ по вторичному дроблению и при ликвидации зависаний. Аналогичный эффект и при применении набрызгобетонного крепления. В некоторых случаях использовались металлические и железобетонные штанги для крепления сопряжений, а также в целом доставочных выработок. При этом также не удается избежать разрушения массива между штангами при взрывных работах.

Всякий раз при нарушении креплений в месте сопряжений выпускных и доставочных выработок приходится останавливать отгрузку руды на длительное время с целью восстановления крепи и приведения выработок в рабочее состояние.

Из сказанного можно заключить, что известные способы защиты выработок днищ, в первую очередь сопряжений выпускных и доставочных при ликвидации зависаний не обладают достаточной эффективностью, связаны с большими трудовыми и материальными затратами.

В настоящее время не известны способы, обеспечивающие эффективную сохранность этих выработок.

В предлагаемом способе расположение в сопряжении скреперной и выпускной выработок подвижного козырька позволит:
изменить направление истечения рудного потока из дучки, выведя из зоны его истирающего воздействия целик над доставочной выработкой,
образовав выпускное отверстие в устье выпускной ниши, тем самым переместить район формирования неизбежных зависаний некондиционных кусков из труднодоступной области их разрушающего целик воздействия в контролируемую зону,
создав искусственный подпор образующимся зависаниям, управлять процессом их образования и ликвидировать эти зависания без использования взрывчатых веществ путем лишь изменения положения козырька.

В результате резко повышается сохранность сопряжений выпускных и доставочных выработок.

Способ поясняется чертежом.

На чертеже изображено взаимное расположение скреперной выработки 1, сопрягающейся с ней выпускной ниши 2, и пройденной из последней дучки 3; 4 - граница расположения козырька дучки, исключенного в предлагаемом способе; 5 - рудная постель; 6 - подвижный козырек, закрепленный на укосине 7 крепежной рамы 8 и вращающийся вокруг оси 9 с помощью пневмопривода 10. Пунктирными линиями 11 и 12 показаны границы образования откосов выпуска руды соответственно при нормальном сечении (h_o=h₂) выпускного отверстия и при увеличенном сечении (h₁) в случае ликвидации зависания. Пунктирной линией а-b показана граница "мертвой" зоны, образуемой потоком руды при нормальном рабочем положении подвижного козырька. 13 - целик над доставочной выработкой.

Защита выработок днища в предлагаемом способе осуществляется следующим способом. В процессе проведения выпускной ниши 2 и дучки 3 последняя проходится наклонно, без оформления традиционного козырька 4. В результате высота выпускного отверстия увеличится с h_o, обеспечивающей нормальный откос 11 руды на выработке скреперования 1 до h₁, с соответствующим откосом 12. Перед началом скреперования руды из данной дучки 3 подвижный козырек 6 фиксируют в положении, при котором нижний его край должен быть на высоте h_o от поверхности постели 5, соответствующей нормальному сечению выпускного отверстия.

Поток руды при выпуске из дучки 3 поступает в выработку скреперования 1 между нижним краем подвижного козырька 6 и рудной постелью 5. При этом в связи с тем, что подвижный козырек 6 создает потоку руды препятствие в верхней части сечения сопряжения, движение его происходит в границах, определяемых в нижней части линией постели аb, в верхней - линией dc между нижним срезом d воронки и нижним краем козырька 6. Выше границы dc образуется "мертвая" зона, движения рудного потока здесь не происходит, а поэтому целик 13 над выработкой скреперования 1 не подвергается разрушению.

Некондиционные куски руды, проходя в общем потоке широкую часть дучки 3, начинают образовывать зависание в месте наименьшего сечения выпуска - между нижней частью подвижного козырька 6 и постелью 5. При этом фронтальная поверхность козырька 6 наряду с постелью 5 служит плоскостью опоры для зависшей руды. Ликвидация зависания производится путем вращения козырька 6 вокруг его оси 9 под кровлю выработки с помощью пневмопривода 10. При этом из-под зависания убирается опорная поверхность козырька 6, уравновесившаяся ранее система кусков руды выходит из состояния покоя и под влиянием сил гравитации приходит в движение через выходное отверстие. Высота сечения выпускного отверстия увеличивается с h_o до h₁ и некондиционные куски руды свободно по постели 5 поступают в скреперную выработку 1. Подвижный козырек 6 с помощью пневмопривода 10 возвращается в нормальное рабочее положение. Причем для снижения сопротивления его движению в этот момент, оказываемого рудным потоком одновременно отскреперовывается руда из подошвы навала 12. В результате под нижним краем козырька 6 сопротивление руды отсутствует, т. к. поток и козырек движутся совместно, а со стороны его фронтальной поверхности рудный поток в это же время оказывает вспомогательное воздействие. Подвергающаяся истиранию рудным потоком футеровка фронтальной поверхности козырька 6 по мере износа заменяется.

Ликвидация описанным способом зависания руды в выпускной выработке 3 не требует применения традиционных средств - взрывчатых веществ. Таким образом, данный способ позволяет повысить сохранность доставочных и выпускных выработок от истирания рудным потоком и разрушения взрывами, оказываясь более эффективным по сравнению с прототипом. Он также позволяет значительно снизить эксплуатационные затраты на поддержание выработок днища.

Сущность изобретения: с помощью установленного в сопряжении выработки скреперования 1 и выпускной выработки 3 подвижного козырька 6 отклоняется направление потока руды в дучке. При этом целик 13 над выработкой скреперования оказывается вне зоны истирающего воздействия этого потока. Одновременно с помощью подвижного козырька искусственно создается область формирования неизбежных зависаний руды, которые ликвидируются без использования взрывчатых веществ, а с помощью данного подвижного козырька. 1 ил.

СПОСОБ ВЫПУСКА ОТБИТОЙ РУДЫ ИЗ ДУЧЕК, включающий проведение выработки скреперования, выпускной дучки и оформление козырька, а также выпуск отбитой руды, отличающийся тем, что, с целью повышения сохранности выпускной выработки и выработки скреперования путем изменения положения козырька, козырек размещают в сопряжении выпускной выработки и выработки скреперования и устанавливают его с возможностью поворота вокруг оси параллельной оси выработки скреперования.