СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ РУДНЫХ ТЕЛ Российский патент 1996 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки наклонных рудных тел преимущественно средней мощности при рудах, обладающих магнитными свойствами.

Известен способ разработки наклонных рудных тел, включающий разделение выемочного участка на камеры, ориентированные по падению, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего, с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки (1, с. 159, с. 332-335).

Недостаток этого технического решения необходимость значительного повышения удельного расхода взрывчатых веществ (ВВ) и объема буровых скважин по длине камеры для обеспечения требуемой дальности отбрасывания руды. Это ведет к увеличению доли мелких фракций в отбитой руде, которые имеют худшие условия доставки из-за сопротивления воздуха, нежели крупнокусковые фракции. Вследствие этого на почве очистного пространства остается часть руды преимущественно мелких фракций. Для зачистки этой руды требуется введение дополнительных технологических операций (например, гидросмыв, механизированная или взрывная зачистка), что значительно повышает затраты на добычу и снижает интенсивность очистной выемки.

Известен также способ разработки наклонных рудных тел, включающий выемку ориентированных по падению камер путем послойной отбойки руды веерными комплектами скважин с одновременным воздействием в одном направлении (вниз по падению) метательной силы взрыва и транспортного действия водного потока, распределенного по всей ширине камеры (взрывогидродоставка) (см. а.с. СССР N 275939 от 17.02.1969, бюл. 1970, N 23).

Недостаток этого решения повышенная обводненность горных выработок, необходимость сооружения специальных емкостей для накопления воды в верхней части наклонной камеры. Способ также характеризуется значительным удельным расходом ВВ на отбойку, так как большая часть отбитой руды должна достигать рудоприемных выработок за счет силы взрыва.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение количества отбитой руды, остающейся на почве очистного пространства в процессе взрывной доставки. Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в увеличении дальности отбрасывания руды (преимущественно мелких фракций) и повышении полноты взрывной доставки.

Способ разработки наклонных рудных тел, включающий разделение выемочного участка на камеры, ориентированные по падению, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего, с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки, отличается тем, что в примыкающем к кровле объеме выработанного пространства камеры формируют магнитное поле, вектор магнитной индукции которого располагают горизонтально и в направлении доставки руды.

Кроме того, магнитное поле формируют на время производства взрывных работ в камере.

Кроме того, для формирования магнитного поля используют электромагниты, которые размещают на сопряжении горизонтальных сбоек и выработанного пространства камеры, при этом сбойки проходят из вспомогательных штреков, пройденных в межэтажных целиках, прилегающих к рудоприемным выработкам камеры.

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают увеличение дальности отбрасывания руды (преимущественно мелких фракций) за счет появления дополнительного силового вектора вектора магнитной индукции, воздействующего на куски руды в направлении их полета, что в итоге увеличивает и полноту взрывной доставки руды.

Анализ отличительных признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

На фиг. 1 показана камера в разрезе по падению на стадии послойной отбойки руды с указанием силовых векторов, воздействующих на летящий кусок руды; на фиг. 2 камера, вид сверху с указанием мест расположения электромагнитов.

На фиг. 1 и 2 показаны откаточный штрек 1, доставочный штрек 2, короткий рудоспуск 3, рудоприемные выработки (воронки) 4, контур подсечного штрека 5, наклонный буровой восстающий 6, горизонтальная сбойка 7 с вентиляционным штреком 8, верхний контур 9 запасов отрабатываемой камеры 16, скважины 10, предназначенные для послойной отбойки руды в наклонной камере, линии магнитной индукции 11, электромагниты 12, горизонтальные сбойки 13, предназначенные для установки электромагнитов, вспомогательный штрек 14, междуэтажный целик 15, междукамерный целик 17, решетка 18 для предохранения электромагнитов, F₁ вектор силы тяжести, F₂ вектор силы, воздействующей на кусок руды в результате взрывной нагрузки, F₃ вектор магнитной индукции; F_р результирующий вектор сил F₁ и F₂ (без учета силы магнитной индукции), F_рм результирующий вектор сил F₁, F₂ и F₃ (с учетом силы магнитной индукции).

Способ осуществляется в следующем порядке. Подготовка выемочного участка к отработке сводится к проведению на нижнем горизонте откаточного штрека 1, доставочного штрека 2, короткого рудоспуска 3, подсечного штрека 5, наклонного бурового восстающего 6, вентиляционного штрека 8 на верхнем горизонте, горизонтальной сбойки 7, вспомогательного штрека 14 в верхней части междуэтажного целика 15 и горизонтальных сбоек 13 с очистным пространством отрабатываемой камеры 16.

Очистные работы начинают с отработки запаса руды в зоне подсечного пространства путем взрывания вееров скважин (на чертеже не показаны), пробуриваемых из подсечного штрека 5. Одновременно известным образом оформляются рудоприемные выработки, например воронки 4 в нижней части камеры. Далее приступают к послойной отбойке руды в наклонной камере путем взрывания веерно расположенных скважин 10, пробуренных из наклонного бурового восстающего 6, с одновременной доставкой отбитой руды силой взрыва в рудоприемные воронки 4. При этом на первоначальному участке отработки запаса камеры удельный расход ВВ определяют из условия качественного дробления руды по известным формулам. Длина этого участка по падению, на котором отбойка производится при постоянном значении удельного расхода ВВ, принимается равной

где L_дmax максимальная длина взрывной доставки в данной камере, м.

Далее, с увеличением расстояния от забоя до края рудоприемных выработок увеличивают удельный расход ВВ на отбойку с тем, чтобы основная масса отбитой в слое руды доставлялась взрывом в рудоприемные воронки. При этом, как известно, повышается выход мелких фракций в отбитой руде, условия взрывной доставки которых в камере неблагоприятны вследствие сопротивления воздуха. Начиная с момента увеличения удельного расхода ВВ в горизонтальных сбойках 13 в верхней части междуэтажного целика 15 устанавливают электромагниты, которые при включении создают в камере магнитное поле. При этом сила магнитной индукции воздействует на летящие куски, в результате чего увеличивается дальность отбрасывания и полнота доставки отбитой руды. Электромагниты включаются на период взрыва в камере. Для предохранения электромагнитов от ударов отдельных летящих кусков устанавливают металлические решетки 18. По завершению выемки запасов камеры электромагниты перемещают в соседнюю камеру по вспомогательному штреку 14.

Сущность изобретения заключается в разделении выемочного участка на камеры, ориентированные по падению, оформлении в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок послойной отбойки руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки и формировании магнитного поля в примыкающем к кровле объеме выработанного пространства камеры, вектор магнитной индукции которого расположен горизонтально и в направлении доставки руды. Магнитное поле формируют на время производства взрывных работ в камере. Для формирования магнитного поля используют электромагниты, которые размещают на сопряжении горизонтальных сбоек и выработанного пространства камеры. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ разработки наклонных рудных тел, включающий разделение выемочного участка на камеры, ориентированные по падению, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважины, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего, с одновременной доставкой руды силой взрыва и рудоприемные выработки, отличающийся тем, что в примыкающем к кровле объеме выработанного пространства камеры формируют магнитное поле, вектор магнитной индукции которого расположен горизонтально и в направлении доставки руды. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что магнитное поле формируют на время производства взрывных работ в камере. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для формирования магнитного поля используют электромагниты, которые размещают на сопряжении горизонтальных сбоек и выработанного пространства камеры, при этом сбойки проходят из вспомогательных штреков, пройденных в межэтажных целиках, прилегающих к рудоприемным выработкам камеры.