СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 2003 года по МПК E21C41/22 

Описание патента на изобретение RU2197615C2

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано горно-рудными предприятиями при подземной разработке мощных рудных месторождений с массовым обрушением налегающих пород.

Известен способ разработки рудных тел, включающий образование компенсационных камер с массовым обрушением на них целиков зарядами скважин, при котором камерам придают прямоугольную форму на всю высоту этажа (см., например, а.с. 232176, СССР, кл. Е 21 С 41/06).

Недостатком данного способа является высокая плотность отбитой массовым взрывом рудной массы над выпускными воронками, что затрудняет выпуск руды в начальный период и препятствует активному образованию фигур выпуска с максимальными параметрами.

При этом фигуры выпуска приобретают трубообразную форму, при которой показатели извлечения резко снижаются, увеличивая потери и разубоживание руды.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки мощных и средней мощности рудных месторождений, включающий образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду концентрированными зарядами ВВ (см. а.с. 496365, СССР, кл. Е 21 С 41/06).

Недостатком данного способа является то, что работа зарядов ВВ в нижней части массива блока происходит в тяжелых условиях из-за отсутствия достаточного коэффициента компенсации, как следствие, переуплотнение отбитой руды, затрудняющей выпуск ее после массового обрушения.

Единый технический результат предлагаемого изобретения - улучшение показателей извлечения руды за счет исключения ее переуплотнения и обеспечения безопасности работ в процессе подготовки блока к массовому обрушению за счет сохранения устойчивости обрушаемого рудного массива в верхней части отрабатываемого блока.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду, компенсационные камеры выполняют ступенчатой формы путем взрывания концов нисходящих параллельных скважин снизу вверх, причем высота каждого уступа равна длине заряда в скважинах и определяется по формуле

где S - расстояние между выпускными отверстиями, м;
d - диаметр выпускного отверстия, м;
β - угол выпуска руды, град.,
а угол выпуска руды определяется по формуле:

где Кр - коэффициент разрыхления руды в нижней части блока, определяемый условиями выпуска, дол. ед.;
сж] - предел прочности на сжатие руды, МПа;
q - удельный расход ВВ на дробление руды при отбойке, кг/т,
при этом уступы в камере располагают симметрично относительно оси камеры с опережением их в нижней части блока.

Учитывая, что в нижней части блока имеет место переуплотнение отбитой руды с увеличенным выходом негабарита за счет отклонений скважин от заданного направления, а ее выпуск затруднен в начальной стадии после массового обрушения, объем компенсации в основании камеры, выполняемый по предлагаемому техническому решению, обеспечивает коэффициент разрыхления в 1,3-2,0 раза больший, чем в верхней части массива. При этих условиях облегчается работа зарядов ВВ в нижней части массива и обеспечивается равномерный выпуск руды из блока по всей его площади с максимальными параметрами фигур выпуска.

Предложенное техническое решение отличается от известного а.с. 496365 следующими отличительными признаками:
компенсационное пространство выполняют ступенчатой формы с увеличением объема в нижней части отбиваемого рудного массива;
объем нижнего уступа компенсационного пространства обеспечивает коэффициент разрыхления отбиваемой части рудного массива в этом районе в пределах 1,3-2,0 раза выше, чем в верхней его части;
высота уступа равна длине заряда в нисходящих скважинах и определяется по формуле:

где S - расстояние между выпускными отверстиями, м;
d - диаметр выпускного отверстия, м;
β - угол выпуска руды, град.;
определяется по формуле

где Кp - коэффициент разрыхления руды в нижней части блока, определяемый условиями выпуска, дол. ед.;
сж] - предел прочности руды на сжатие, МПа;
q - удельный расход ВВ на дробление при отбойке, кг/т.

Таким образом, каждый из отличительных признаков изобретения обеспечивает более полное и качественное извлечение запасов руды, отбитой массовым взрывом зарядами скважин на полную высоту этажа, особенно в начальный период, приближая эллипсоид выпуска над каждым рядом воронок к максимальным параметрам, что в конечном итоге снижает потери и разубоживание руды на весь срок отработки блока.

Сущность предлагаемого способа разработки мощных рудных месторождений поясняется чертежами фиг.1, фиг.2 и фиг.3.

На фиг. 1 показан продольный разрез добычного блока с трехступенчатой (камера 1) и двухступенчатой (камера 2) формой компенсационного пространства; фиг.2 - план расположения компенсационных камер и нисходящих параллельных скважин для размещения в них зарядов ВВ для образования ступенчатой формы компенсационного пространства и массового обрушения блока на зажимающую среду и компенсацию; фиг.3 - поперечный разрез добычного блока.

Указанный способ осуществляется следующим образом.

Из буровых выработок 1 путем взрывания концов нисходящих параллельных скважин 2 образуют компенсационные камеры 1 и 2 соответственно трех- и двухступенчатой формы с высотой уступа, равной h1, h2 и h3.

При этом объемы первых ступеней в нижней части камер 1 и 2 должны удовлетворять условию:

где Крн - коэффициент разрыхления отбитой руды в нижней части камеры, дол. ед.;
V1 - объем компенсации в нижней части камер, м3;
определяется по формуле
V1=h1•Bкн•l1,(4)
где h1 и l1 - соответственно высота и длина уступа в нижней части камеры, м;
Вкн - ширина компенсационной камеры в нижней ее части, м; Vпз - объем подвижки на зажимающую среду со стороны компенсационных камер, м3;
определяется по формуле
Vпз=(1,5-2,0)•lбл•h1,(5)
где lбл - часть длины блока, приходящаяся на соответствующую компенсационную камеру, м;
Vм - объем отбиваемой части массива массовым взрывом, приходящийся на нижнюю часть камеры, м3,
определяется по формуле
Vм=h1(lбл•Bбл-l1•Bкн),(6)
где Bбл - ширина добычного блока, м.

Неиспользованные скважины 3 в процессе образования ступенчатых камер 1 и 2 взрываются в месте с массовым обрушением блока в первую очередь по отношению к зарядам 4, расположенные в выработке 5, которые взрываются также с массовым обрушением блока короткозамедленным способом на всю высоту этажа с отбойкой на зажимающую среду 6 и образованное компенсационное пространство ступенчатой формы 7.

Предлагаемый способ разработки мощных рудных месторождений по сравнению с прототипом (а.с. 496365) позволяет:
1. Обеспечить равномерный и интенсивный выпуск руды в начальной стадии после массового обрушения блока.

2. Снизить потери и разубоживание руды, отбитой массовым взрывом, на весь период отработки блока.

3. Устранить самообрушение компенсационных камер в районе бурового горизонта и потолочины в условиях высокого горного давления.

4. Сохранить устойчивость рудного массива до его обрушения зарядами скважин.

5. Улучшить дробление руды при образовании компенсационных камер за счет встречного соударения движущихся масс.

6. Обеспечить безопасность труда рабочих при подготовке блока к отработке и проведении массового взрыва по его обрушению.

Похожие патенты RU2197615C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В УСЛОВИЯХ ПОВЫШЕННОГО ГОРНОГО ДАВЛЕНИЯ 1999
  • Бурмин Г.М.
  • Покровский Б.В.
  • Никитин В.Н.
  • Эйсмонт С.Н.
  • Ермак Г.П.
  • Матвеев И.Ф.
  • Коняхин В.И.
  • Филиппов П.А.
RU2173386C2
СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2001
  • Филиппов П.А.
  • Цинкер Л.М.
  • Дорогунцов В.В.
  • Гайдин А.П.
  • Рубежов Б.З.
  • Приб В.В.
  • Меер В.Л.
RU2203419C2
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2000
  • Бурмин Г.М.
  • Покровский Б.В.
  • Филиппов П.А.
  • Дорогунцов В.В.
  • Гайдин А.П.
  • Меер В.Л.
  • Приб В.В.
RU2186979C2
Способ разработки рудных месторождений 1989
  • Васильченков Трофим Петрович
  • Бурмин Григорий Михайлович
  • Мозолев Александр Васильевич
  • Волченко Николай Григорьевич
  • Еременко Андрей Андреевич
  • Бояркин Виктор Иванович
  • Никуленко Юрий Николаевич
SU1642001A1
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В НЕУСТОЙЧИВОМ ГОРНОМ МАССИВЕ 2000
  • Еременко А.А.
  • Петин В.В.
  • Власов В.Н.
  • Дорогунцов В.В.
  • Гайдин А.П.
  • Филиппов П.А.
  • Рубежов Б.З.
RU2182663C2
СПОСОБ ОТБОЙКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В ПОДЗЕМНЫХ УСЛОВИЯХ 2002
  • Волченко Г.Н.
  • Волченко Н.Г.
  • Филиппов П.А.
  • Гайдин А.П.
  • Цинкер Л.М.
  • Меер В.Л.
  • Филиппов В.Н.
  • Приб В.В.
  • Белоусов Е.А.
  • Дорошин А.В.
  • Уваров В.Н.
  • Рубежов Б.З.
RU2232892C2
Способ подготовки днища блока к очистной выемке 1990
  • Конаныхин Александр Илларионович
  • Покровский Борис Васильевич
  • Конаныхин Василий Александрович
  • Макаренко Михаил Борисович
  • Филиппов Петр Алексеевич
SU1737117A1
Способ разработки наклонных рудных залежей 1990
  • Землянушкин Владимир Ильич
  • Семко Геннадий Иванович
  • Семешин Виктор Захарович
  • Мячин Станислав Дмитриевич
SU1700245A1
СПОСОБ ОТРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК В ЗОНЕ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ 1997
  • Изаксон В.Ю.
  • Клишин В.И.
  • Власов В.Н.
  • Крамсков Н.П.
RU2132462C1
СПОСОБ ОТРАБОТКИ СЛЕПЫХ РУДНЫХ ТЕЛ ПОД ОХРАНЯЕМЫМИ ОБЪЕКТАМИ 2007
  • Цинкер Леонид Маркович
  • Залесская Ольга Владимировна
RU2349754C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 197 615 C2

Реферат патента 2003 года СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных рудных месторождений с массовым обрушением налегающих пород. Задачей изобретения является улучшение показателей извлечения руды за счет исключения ее переуплотнения и обеспечение безопасности работ в процессе подготовки блока к массовому обрушению за счет сохранения устойчивости обрушаемого массива в верхней части отрабатываемого блока. Способ разработки мощных рудных месторождений включает образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду. Компенсационные камеры выполняют ступенчатой формы путем взрывания концов нисходящих параллельных скважин снизу вверх, причем высота каждого уступа равна длине заряда в скважинах и определяется по приведенному математическому выражению. Уступы в камере располагают симметрично относительно оси камеры с опережением их в нижней части блока. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 197 615 C2

Способ разработки мощных рудных месторождений, включающий образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду, отличающийся тем, что вертикальные компенсационные камеры выполняют ступенчатой формы путем взрывания концов нисходящих параллельных скважин снизу вверх, причем высота каждого уступа равна длине заряда в скважинах и определяется по формуле

где S - расстояние между выпускными отверстиями, м;
d - диаметр выпускного отверстия, м;
β - угол выпуска руды, град. ,
а угол выпуска руды определяется по формуле

где Крн - коэффициент разрыхления руды в нижней части блока, дол. ед. ;
сж] - предел прочности руды на сжатие, МПа;
q - удельный расход ВВ на дробление руды при отбойке, кг/т,
при этом уступы в камере располагают симметрично относительно оси камеры с опережением их в нижней части блока.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2197615C2

Способ разработки мощных месторождений полезных ископаемых при камерной системе разработки 1973
  • Вертлейб Лейзер Калманович
  • Вильный Юрий Павлович
  • Гамберг Радомир Моисеевич
  • Казикаев Джек Мубаракович
  • Масокин Владимир Иванович
  • Родзевилло Иван Тихонович
  • Суржин Геннадий Григорьевич
  • Уралов Владимир Сергеевич
  • Чухлов Геннадий Иванович
  • Щавинский Герман Валерьянович
SU496365A1
СПОСОБ ОТРАБОТКИ БЛОКА 1995
  • Конаныхин А.И.
  • Голдобин В.В.
  • Дорогунцов В.В.
  • Конаныхин В.А.
  • Макаренко М.Б.
  • Скляр Н.И.
  • Филиппов П.А.
  • Пашкевич А.А.
RU2103509C1
СПОСОБ ОТРАБОТКИ БЛОКОВ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ 1991
  • Козловский И.Ф.
  • Коняхин В.И.
  • Еременко А.А.
  • Азарьев Н.А.
  • Карбушев С.Ф.
RU2029868C1
Способ отработки рудных месторождений 1990
  • Конаныхин Александр Илларионович
  • Покровский Борис Васильевич
  • Фурсов Евгений Григорьевич
  • Конаныхин Василий Александрович
  • Никитин Виктор Никитич
  • Матвеев Игорь Федорович
  • Коняхин Валерий Иванович
SU1752961A1
Способ отбойки руды 1989
  • Коняев Юрий Петрович
  • Ерофеев Иван Евгеньевич
  • Пономарев Леонид Федорович
  • Выходцев Виктор Леонидович
  • Безруков Владимир Николаевич
SU1640515A1

RU 2 197 615 C2

Авторы

Бурмин Г.М.

Покровский Б.В.

Скляр Н.И.

Матвеев И.Ф.

Коняхин В.И.

Мюнх А.Ф.

Даты

2003-01-27Публикация

2001-01-12Подача