СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО Российский патент 1994 года по МПК E21C41/18 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке пластовых пологопадающих месторождений полезных ископаемых (ПИ) низкой и средней ценности.

Известен способ разработки пологого пласта ПИ, включающий выемку ПИ участками с формированием между участками разделительных целиков, отработку участков камерами первой и второй очереди и закладку выработанного пространства твердеющими смесями [1].

Недостатками данного способа являются оставление целиков из полезного ископаемого при повышенных объемах и стоимости закладочных работ твердеющими смесями, снижающих эффективность разработки месторождения.

Известен также способ комбинированной разработки пологого пласта ПИ, включающий панельную подготовку выемочного участка с разделением его на блоки, двухстадийную отработку пласта, частичную закладку выработанного пространства первичных камер и извлечение запасов ПИ между искусственными опорами с обрушением пород кровли [2].

Однако данный способ предполагает использование твердеющей закладки, связанной с относительно высокими капитальными затратами на строительство закладочных комплексов, вспомогательных складов и горных выработок для прокладки закладочных трубопроводов в шахту. При разработке пологого пласта ПИ средней или низкой ценности целесообразно использование дешевой породной закладки из собственных отходов горного производства и оставление целиков с минимально допустимыми размерами, приводящих лишь к незначительному повышению потерь.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности работ.

Указанная цель достигается тем, что в способе разработки пологого пласта ПИ, включающем панельную подготовку выемочного участка, отработку блоков на первой стадии камерами, образование транспортных штреков для второй стадии отработки, закладку выработанного пространства камер и выемку пласта на второй стадии короткими лавами с обрушением пород кровли, согласно изобретению отработку блоков камерами ведут с формированием между ними разделительных целиков, транспортные штреки образуют их одновременной с отработкой камер проходкой с формированием между камерами и ними оградительных целиков, а полной закладкой выработанного пространства камер создают искусственные опоры для второй отработки блоков.

На фиг.1 изображена схема отработки очистного блока; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. На фигурах приняты обозначения: кл. 1...кл.3 - короткая лава NN 1. ..3; b_к - ширина камеры; b_ц - ширина целика; В_пб - ширина полублока; L₁ - длина блока.

Способ осуществляют следующим образом. Выемочный участок подготавливают к очистным работам системой горных выработок с ограничением его по простиранию панельными штреками 1, с боков - бортовыми (вентиляционными) штреками 2, а по центральной оси проходят сборный штрек 3, разделяющий его по ширине на два равных полублока. Выемочный участок по простиранию делят на 4-6-ть блоков разрезными штреками 4 с таким расчетом, чтобы длина блока (L₁...L_п) составляла (1,0. . . 1,5)В_пб. Очистные работы в блоке ведутся от границ к центру при общем их направлении к откаточному панельному штреку.

Выемка запасов ПИ в очистных блоках ведется в две стадии и включает первую стадию отработки пласта камерами 5 (на фиг.1,2 показаны спаренные камеры) с одновременной проходкой транспортных штреков 6, а во вторую стадию отрабатывают запасы ПИ в целиках, оставляемых между транспортными штреками, короткими лавами 7 (кл.1...кл.3) с обрушением непосредственной кровли при общей ширине выработанного пространства 8 (зона обрушения), не превышающей величины предельного пролета основной кровли.

В процессе выемки ПИ камерами и одновременной проходки транспортных штреков с помощью буровзрывных работ или проходческих комбайнов формируют ряды ленточных целиков: между очистными камерами - разделительный ряд целиков 9, а между камерами и транспортными штреками - оградительные ряды целиков 10. После отработки камер на длину блока предусмотрена полная их закладка отходами 11 горного производства в обратном порядке с помощью закладочных машин 12. Одновременная проходка камер и транспортных штреков позволяет повысить объем добычи ПИ на первой стадии и концентрацию горных работ в блоке со снижением удельных затрат.

Оставление разделительного ряда и оградительных рядов целиков из ПИ обеспечивает возможность производства закладки отработанных камер, например породой без установки изолирующих (ограждающих) перемычек, что позволяет достичь повышения производительности труда на 15-25% и тем самым снизить себестоимость закладочных работ. При этом основным несущим элементом поддержания кровли в конструкции системы разработки являются целики из ПИ, которые после полной закладки отработанных камер увеличивают свою жесткость и несущую способность в 1,5-2,0 раза за счет бокового распора закладки.

В процессе завершения первой стадии выемки ПИ и закладки камер наибольшую несущую способность приобретают целики разделительного ряда, а после выемки запасов ПИ на второй стадии и обрушения непосредственной кровли целики оградительных рядов приобретают повышенную способность за счет бокового распора обрушенными породами с другой стороны целиков. Это обстоятельство дает возможность оставлять целики из ПИ минимально допустимых размеров. В предлагаемом способе объемы потерь ПИ в целиках можно регулировать в зависимости от горно-геологических условий разработки месторождения и ценности ПИ. Например, при сложных условиях ведения закладочных работ в предлагаемом способе объемы закладки можно снизить до уровня 26-28%.

После окончания работ в блоке и деформации оставленных в выработанном пространстве целиков в заданных пределах несущим элементом является искусственная опора, состоящая из целиков ПИ и закладки.

Способ разработки месторождений ПИ обеспечивает практически 100%-ное погашение пустот, образуемых в процессе ведения горных работ, при надежном сохранении поверхности и минимальных затратах на закладку выработанного пространства. Потери ПИ в целиках можно регулировать в зависимости от его ценности в пределах 10...15%.

Повышение эффективности разработки месторождений ПИ достигается главным образом за счет использования дешевой закладки из отходов горного производства при минимально возможных ее объемах и вспомогательных работ, а также в целом снижения себестоимости добычи ПИ в результате обеспечения широкого фронта горных работ, высокой интенсивности очистной выемки полезного ископаемого на обеих стадиях отработки блока. Способ гарантирует повышенную безопасность ведения горных работ и выполнение природоохранных требований.

Использование: применяется при разработке пласта полезного ископаемого низкой и средней ценности для повышения эффективности и безопасности работ. Сущность изобретения: способ включает панельную подготовку выемочного участка, отработку очистных блоков на первой стадии камерами /К/ с формированием между К разделительных целиков, одновременную с отработкой К проходку транспортных штреков /ТШ/ с формированием между К и ТШ оградительных целиков, закладку выработанного пространства К отходами горного производства и выемку пласта на второй стадии короткими лавами. 2 ил.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО, включающий панельную подготовку выемочного участка, отработку блоков на первой стадии камерами, проходку транспортных штреков второй стадии отработки, закладку выработанного пространства камер и выемку пласта на второй стадии короткими лавами с обрушением пород кровли, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности работ, отработку блоков камерами ведут с формированием между ними разделительных целиков, транспортные штреки оформляют одновременно с отработкой камер формированием между камерами и ними оградительных целиков, а полной закладкой выработанного пространства камер возводят искусственные опоры для второй стадии отработки блоков.