СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ МАЛОМОЩНЫХ ЖИЛ Российский патент 2011 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке месторождений, представленных пологими и наклонными маломощными жилами с углом падения от 0° до 45°.

Известен способ раздельной выемки тонких рудных жил, заключающийся в последовательной отбойке рудного тела и вмещающих пород в каждом выемочном слое [1]. Недостатком этого способа является высокий уровень потерь и разубоживания руды, необходимость постоянного присутствия человека непосредственно в очистном пространстве и низкая производительность труда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ раздельной выемки руд и пород при разработке пологих маломощных жил с использованием энергии взрыва для взрывосортировки отбитой рудной массы [2]. Недостатком данного способа помимо низкой производительности труда является высокий уровень потерь и разубоживания руды за счет частичного наложения друг на друга перемещаемых взрывом породного и рудного массивов.

Целью изобретения является создание условий для повышения количественных и качественных показателей отработки маломощных пологих и наклонных жил с обеспечением высокой безопасности добычных работ.

Указанная цель достигается тем, что при отбойке горной массы в отрабатываемых прирезках руду и породу разделяют при взрывной отбойке прирезки перемещением во взаимно перпендикулярных направлениях, для чего жилу оставляют в кровле или почве очистного забоя, при этом прирезаемые пустые породы, мощность которых определяют из выражения

где M_п - мощность прирезаемых пустых пород, м; M_ж - мощность отбиваемого рудного слоя, м; - коэффициент разрыхления руды при разрушении взрывом,

путем последовательного взрывания рядов скважин от обнаженной плоскости вглубь массива отбрасывают взрывом в направлении, обратном направлению подвигания очистного забоя, и оставляют их в выработанном пространстве очистного блока, а затем отбивают жилу путем одновременного взрывания всех скважин с отбросом отбитой жильной массы взрывом в направлении, перпендикулярном направлению отброса породы - вдоль линии нормальной выемочной мощности: от кровли к почве или от почвы к кровле - и выдают ее из очистного блока. При этом отбитая жильная масса остается на той же площади лежачего бока, которая была ранее занята отбиваемым участком жилы, поэтому при выдаче отбитой жильной массы разубоживание ее вмещающими породами практически не происходит.

Ширину отбиваемых прирезок определяют по условиям эффективного отброса взрывом пустой породы

где L - ширина прирезки по линии простирания жилы, м;

K_э= 0,7-0,9 - коэффициент, учитывающий расход энергии на отброс горной массы; K_в= 0,995 - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха; K₁ - коэффициент, учитывающий тип ВВ (для простейших ВВ K₁=4,1); C - скорость звука в разрушаемом породном массиве, м/с; σ_P - предел прочности породы, н/м²; ε - модуль упругости пород, н/м²; g - ускорение свободного падения, м²/с; α - угол падения жилы, град.; - коэффициент разрыхления породы при разрушении взрывом.

При отработке жил в верхней части принятого диапазона изменения углов падения отработку прирезок ведут горизонтальными слоями по восстанию с бурением отбойных скважин из восстающих буровых выработок. Все остальные элементы технологии оставляют без изменений.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана общая схема ведения добычных работ в блоке при выемке жил прирезками по простиранию на стадии обуривания забоя. На фиг.2 показано расположение зарядов в очистном забое при верхнем положении жилы. На фиг.3 показано расположение зарядов в очистном забое и направление отброса жильной массы и пустой породы при нижнем положении жилы. На фиг.4 показано поперечное сечение забоя после отбойки жилы и пустой породы при верхнем положении жилы. На фиг.5 показана общая схема ведения работ при отработке вынимаемых прирезок горизонтальными слоями по восстанию после отбойки жилы и пустой породы.

Способ подземной разработки маломощных жил содержит отрабатываемый блок 1, верхнюю 2 и нижнюю 3 горизонтальные подготовительные выработки, восстающие выработки 4, вынимаемую прирезку 5, рудную жилу 6, кровлю 7 и почву 8 выработанного пространства 9, прирезаемые пустые породы 10, необходимые для формирования нормальной выемочной мощности 11, отбойные скважины 12, очистной забой 13, направление подвигания очистного забоя 14, направление отброса отбитой пустой породы 15, направление отброса отбитой жильной массы 16, породный вал 17, рудный вал 18, органную крепь 19, горизонтальный слой 20.

Способ реализуется следующим образом.

Отрабатываемый блок 1 подготавливают к очистной выемке путем проведения верхней 2 и нижней 3 горизонтальных и восстающих 4 подготовительных выработок, а затем отрабатывают путем выемки прирезок 5 по простиранию рудной жилы 6 (фиг.1).

Ширину отбиваемых прирезок определяют по условиям эффективного отброса взрывом пустой породы:

где L - ширина прирезки по линии простирания жилы, м; K_э=0,7-0,9 - коэффициент, учитывающий расход энергии на отброс горной массы; K_в=0,995 - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха; K₁ - коэффициент, учитывающий тип ВВ (для простейших ВВ K₁=4,1); C - скорость звука в разрушаемом породном массиве, м/с²; σ_P - предел прочности породы, н/м²; ε - модуль упругости пород, н/м²; g - ускорение свободного падения, м²/с; α - угол падения жилы, град.; М_п - мощность прирезаемых пустых пород, м; - коэффициент разрыхления породы при разрушении взрывом.

Рудную жилу 6 при проведении подготовительных работ оставляют в кровле 7 (фиг.2) или почве 8 (фиг.3) выработанного пространства 9. Прирезаемые пустые породы 10, необходимые для формирования нормальной выемочной мощности 11, обуривают из подготовительных выработок 2 и 3 отбойными скважинами 12, путем последовательного взрывания которых в направлении от груди очистного забоя 13 вглубь массива производят отбойку прирезаемой пустой породы 10 в направлении 15, обратном направлению подвигания 14 очистного забоя 13, с образованием в выработанном пространстве 9 породного вала 17, который не выдается из отрабатываемого блока 1 (фиг.2, 3).

Мощность прирезаемых пустых пород определяется из выражения:

где М_ж - мощность отбиваемого рудного слоя, м; - коэффициент разрыхления руды при разрушении взрывом.

Рудную жилу 6 отбивают путем одновременного взрывания всех отбойных скважин 12 с отбросом ее взрывом в направлении 16, перпендикулярном направлению отброса 25 прирезаемых пустых пород 10, по линии нормальной выемочной мощности 11 от кровли 7 к почве 8, либо наоборот, с образованием рудного вала 18 отдельно от породного вала 17 (фиг.4). Отбитую руду выдают на нижнюю подготовительную выработку 3 одним из известных способов, например скреперными лебедками. Для сохранения нарезных выработок на начальной стадии отбойки прирезок 5 устанавливают предохранительную крепь известной конструкции, например органную деревянную крепь 16. При выемке пологих и наклонных жил, морфология которых не позволяет использовать выемку прирезками 5 по простиранию жилы 6, отработку блока 1 ведут горизонтальными выемочными слоями 20 по восстанию жилы 6 с бурением отбойных скважин 12 из восстающих выработок 4 (фиг.5).

Источники информации

1. Ляхов А.И. Технология разработки жильных месторождений. М.: Недра, 1984. - 240 с. (С.32, 33).

2. Панфилов Е.И., Арзуманян С.С. Взрывосортировка при разработке пологих жил. М.: ИПКОН АН СССР, 1983. - 156 с. (С.26, 27, прототип).

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке месторождений, представленных маломощными жилами с углом падения от 0° до 45°. При отбойке горной массы руду и породу разделяют за счет отброса их взрывом во взаимно перпендикулярных направлениях, для чего отрабатываемую жилу оставляют в кровле или почве очистного забоя. Прирезаемую пустую породу путем последовательного взрывания рядов скважин от обнаженной плоскости вглубь массива отбрасывают взрывом в направлении, обратном направлению подвигания очистного забоя, и оставляют ее в выработанном пространстве. Затем отбивают жилу путем взрывания всех скважин с отбросом отбитой жильной массы взрывом в направлении, перпендикулярном направлению отброса породы - вдоль линии нормальной выемочной мощности от кровли к почве или от почвы к кровле, в зависимости от положения жилы в забое, и выдают ее из очистного блока. Мощность прирезаемых пустых пород определяют из выражения. Изобретение позволяет повысить количественные и качественные показатели отработки маломощных пологих и наклонных жил и обеспечить высокую безопасность добычных работ. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ подземной разработки маломощных жил, включающий в себя проведение подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку руды прирезками по простиранию с отбойкой скважинами, пробуренными из буровых выработок, разделение руды и породы в процессе отбойки и выдачу горной массы, отличающийся тем, что жилу оставляют в кровле или почве очистного забоя, а руду и породу разделяют при взрывной отбойке прирезки перемещением во взаимно перпендикулярных направлениях, прирезаемые пустые породы путем последовательного взрывания рядов скважин от обнаженной плоскости вглубь массива отбрасывают взрывом в направлении, обратном направлению подвигания очистного забоя, и оставляют ее в выработанном пространстве очистного блока, а затем отбивают жилу путем одновременного взрывания всех скважин с отбросом отбитой жильной массы взрывом в направлении, перпендикулярном направлению отброса породы - вдоль линии нормальной выемочной мощности: от кровли к почве или от почвы к кровле - и выдают ее из очистного блока, при этом мощность прирезаемых пустых пород определяют из выражения:

где M_п - мощность прирезаемых пустых пород, м;
M_ж - мощность отбиваемого рудного слоя, м;
- коэффициент разрыхления руды при разрушении взрывом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ширину отбиваемых прирезок определяют по условиям взрыводоставки по формуле:
,
где L - ширина прирезки по линии простирания жилы, м;
K_э=0,7-0,9 - коэффициент, учитывающий расход энергии на отброс горной массы;
K_в=0,995 - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха;
K₁ - коэффициент, учитывающий тип ВВ (для простейших ВВ K₁=4,1);
C - скорость звука в разрушаемом породном массиве, м/с²;
σ_P - предел прочности породы, н/м²;
ε - модуль упругости пород, н/м²;
g - ускорение свободного падения, м/с²;
α - угол падения жилы, град.;
- коэффициент разрыхления породы при разрушении взрывом.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отработку ведут по восстанию рудного тела горизонтальными слоями с отбойкой спаренных прирезок скважинами, пробуренными из восстающих буровых выработок.