СПОСОБ РАЗРАБОТКИ РУДНЫХ ТЕЛ КАМЕРНЫМИ СИСТЕМАМИ С ПОДАТЛИВЫМИ ЦЕЛИКАМИ Российский патент 1997 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом рудних тел этажно-камерными системами.

Известен способ разработки рудных тел камерными системами с податливыми целиками, где искусственную податливость целикам придают после выемки камерных запасов, оконтуривающих целики, путем образования в массиве целика или в зоне контакта его с вмещающими породами системами параллельных чередующихся зарядных шпуров и компенсационных скважин, заряжания и взрывания шпуров с интервалом замедления [1]
К недостаткам указанного способа следует отнести чрезвычайную сложность и трудоемкость выполнения компенсационных скважин и зарядных шпуров различным буровым оборудованием, особенно при ширине целиков более 3 м, т.к. сложно выдерживать их направление и нечем бурить шпуры глубиной, к примеру, до 10 м; при диаметре компенсационных скважин до 150 мм, которые обеспечивает существующая буровая техника, податливость не превысит 10 20 мм, а требуется 200 300 мм и более, напряжение удается снизить всего лишь на 5 10% Бурить же специальные скважины диаметром 500 60 мм практически не реально из-за их трудоемкости, особенно при разгрузке длинных ленточных целиков.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ создания поддерживающего целика, где после проходки отрезной щели и отбойки на ней секциями части камерных запасов проходки компенсационной выработки во вмещающих породах почвы целика, зону податливости под целиком формируют обуриванием, заряжением и взрыванием на компенсационную выработку слоя пород шириной, равной ширине основания целика и высотой, равной высоте компенсационной выработки, причем взрывание зарядов ВВ в указанном слое и периферийных секциях камерных запасов, оформляющих целик, производят одновременно [2]
Недостатками этого способа являются: необходимость проходки в основании целика компенсационной выработки, что повышает трудоемкость работ по обеспечению податливости целика; при применении комбинации податливых потолочинных целиков, где податливость осуществляется под висячим боком, и податливого междублокового целика (МБЦ), где податливость основания целика осуществляют у лежачего бока, появляется необходимость в искусственной отрезке потолочинного целика от МБЦ для облегчения их относительного смещения, что приведет к нарушению выработок, проходящих через плоскость отрезки из МБЦ в потолочину, и снижит безопасность горных работ; после погашения МБЦ отбитая руда скатится к выработкам выпуска вместе с отбитой породой из зоны податливости, т. е. они будут перемешаны, что приведет к повышению засорения и потерям руды из погашаемых целиков по отношению к традиционному выпуску под обрушенными породами.

Цель изобретения повышение безопасности горных работ, снижение затрат на обеспечение податливости МБЦ, снижение засорения и потерь руды.

Поставленная цель достигается тем, что при разработке рудных тел камерными системами с податливыми целиками, включающей деление месторождения на блоки, проведение выработки и отрезной щели, выемку руды камерами, бурение и взрывание вееров скважин, обрушение после выпуска руды из камеры и выпуск отбитых запасов целиков под обрушенными породами, податливость МБЦ осуществляют до начала выемки камерных запасов, но после проходки отрезной щели на границе с МБЦ, путем отбойки под висячим боком в МБЦ трехгранной призмы поочередным короткозамедленным взрыванием на выработанное пространство камеры предыдущего блока вееров скважин с уменьшением в каждом последующем веере его ширины и последнюю скважину в углу отбиваемой призмы располагают от границы МБЦ на расстоянии радиуса разрушения взрыва заряда этой скважины, после чего начинают отработку камерных запасов и обрушают потолочинный целик МБЦ предыдущего блока.

На фиг. 1, 2 приведен конкретный пример реализации предлагаемого способа по состоянию на до оформления податливости МБЦ, на фиг. 3 после оформления податливости МБЦ, на фиг. 4, 5 то же, при расположении отрезной щели не на границе МБЦ.

До окончания отработки камеры Y в блоке Y в подготавливаемом к выемке блоке X проходят буровые орты 1, штырек 2 и выработку 3, разбуривают веера скважин 4 для отбойки трехгранной призмы под висячим боком в МБЦ X-Y, веера скважин 5 для погашения податливой потолочины 6 в блоке Y и вееров скважины 7 для отбойки камеры X, после чего проходят отрезную щель 8. После отработки камеры Y производят короткозамедленное взрывание вееров скважины 4 и последней взрывают скважину 9, взрыв которой формирует нарушенную вершину МБЦ X-Y, частично выкалывая массив в сторону камер X и Y. После оформления МБЦ X-Y в блоке Y гасят целики и начинают отбойку руды в камере X.

В момент оформления МБЦ X-Y на его участке произойдет конвергенция (смешение) висячего и лежачего боков, в результате чего сомнется его нарушенная вершина. Эта конвергенция и смятие вершины целика продолжится по мере отбойки камеры X. В результате этого ожидаемые высокие напряжения в МБЦ X-Y уменьшатся до величины, соответствующей несущей способности раздробленного материала в его вершине. В целом же нагрузка на целик будет незначительной, что позволит в 2-3 раза уменьшить его ширину. В то же время доступ обрушенной породы из блока Y в камеру X с помощью МКЦ X-Y будет перекрыт. Применять такие целики можно в сочетании с податливыми потолочинными целиками, которые разгружены полностью и выполняют те же функции. Это возможно при отработке участков месторождения, где самообрушение висящего бока не ожидается, т.е. не достигнута предельная площадь его подработки.

Применять предлагаемые МБЦ можно и в сочетании с податливыми поддерживающими целиками, которые обеспечивают поддержание налегающих пород.

Предлагаемый способ разработки позволяет безопасно и эффективно оформлять податливость МБЦ в условиях действия высокого горного давления, выполняя работы по двум вариантам:
1) образовывать отрезную щель на границе с МБЦ, когда ее образование не ведет к разрушению еще не разгруженного МБЦ;
2) образовывать отрезную щель на максимально возможном расстоянии от границы МБЦ, увеличивая ширину рудного массива между отработанной камерой и отрезной щелью.

Это позволит снизить величину напряжений в нем по сравнению с первым вариантом, что дает возможность вести работу в условиях действия более высокого горного давления, чем в первом варианте. Практически такой способ применим даже тогда, когда величины напряжений в рудном массиве, прилегающем к выработке 4, близки к предельно допустимым, т.к. образование узкой отрезной щели не приводит к повышению концентрации напряжений на указанном участке рудного массива.

На шахте Естюнинская Высокогорского ГОКа, отрабатывающей наклонно- и крутопадающие рудные тела мощностью 10 50 м с 1980 года применяются податливые потолочинные целики в сочетании с жесткими МБЦ. В настоящее время при отработке нового горизонта в результате действия чрезвычайно высоких напряжений в массиве горных пород сложилась ситуация, когда жесткие МБЦ шириной 25 40 мм должны разрушаться. Это подтверждается тем, что в предельном состоянии уже находится прилегающий к камере рудный массив. Висячий бок находится в устойчивом состоянии. Поэтому шахте предложено по завершении отбойки запасов в первой на горизонте выработки 4 длиной 120 м запроектировать податливый МБЦ шириной 10 м при мощности рудного тела 15 м и высоте этажа 60 м. Отрезную щель 8 следующего блока необходимо отнести от границы МБЦ на 7,5 м. Этот слой руды будет отбит на отрезную щель путем короткозамедленного взрывания трех вееров скважин одновременно с отбойкой трехугольной призмы в МБЦ.

В следующем блоке при мощности рудного тела 40 50 м был оставлен податливый МБЦ шириной 15 м. Блок имел длину 50 м и также успешно отработан.

Применение предлагаемого способа разработки позволяет в 2 3 раза уменьшить объем руды в МБЦ, сохраняя его устойчивость и предотвращая в нем горные удары. Отбитая из МБЦ руда выпускается обычно с потерями и засорением до 50% Следовательно, в результате снижения объема руды в МБЦ снизятся общешахтные потери и засорение руды.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом рудных тел этажно-камерными системами. Сущность способа заключается в том, что при разработке рудных тел камерными системами с податливыми целиками отрезную щель в следующей (смежной) камере делают до создания податливости междублокового целика (МБЦ), податливость МБЦ обеспечивают путем отбойки по висячим боком в МБЦ трехгранной призмы поочередным короткозамедленным взрыванием на выработанное пространство предыдущего блока вееров скважин с уменьшением в каждом последующем веере его ширины, а последнюю скважину в углу отбиваемой призмы располагают от границы МБЦ со стороны смежной камеры на расстоянии радиуса разрушения взрыва заряда этой скважины. При горном давлении близком к предельному для рудного массива отрезную щель в смежном блоке проходят от МБЦ на расстоянии, равном толщине слоя, отбиваемого за один массовый взрыв вместе с отбойкой трехгранной призмы в МБЦ. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ разработки рудных тел камерными системами с податливыми целиками, включающий проходку выработок, разбуривание и отбойку массива веерами скважин, формирование податливости междублокового целика путем взрывания скважинных зарядов, отличающийся тем, что проходят отрезную щель для отбойки смежной камеры до формирования податливости междублокового целика, податливость целика формируют путем отбойки в нем под висячим боком трехгранной призмы поочередным короткозамедленным взрыванием на выработанное пространство предыдущего блока вееров скважин с уменьшением в каждом последующем веере его ширины, а последнюю скважину в углу отбиваемой призмы бурят от границы междублокового целика со стороны смежной камеры на расстоянии радиуса разрушения взрыва заряда этой скважины, после чего отрабатывают камерные запасы и обрушают потолочинный целик предыдущего блока и междублоковый целик. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отрезную щель в смежном блоке проходят от междублокового целика на расстоянии, равном толщине слоя, отбиваемого за один массовый взрыв вместе с отбойкой трехгранной призмы в целике.