СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ Российский патент 2015 года по МПК E21C41/22 E21F15/00 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел камерными системами.

Известен способ разработки мощных рудных тел слоевой камерно-целиковой системой с полной закладкой выработанного пространства, включающий проведение горно-подготовительных выработок - спирального съезда на всю высоту эксплуатационного блока (ЭБ) с заездами на кольцевые слоевые штреки (КШ), слоевые рудные и доставочные заезды, отработку разрезного слоя тупиковыми заходками комбайном с шириной целика, равной ширине заходки, крепление и последующее формирование в них закладочного массива, отработку комбайном очистных заходок с увеличенными параметрами сверху вниз вкрест простирания рудного тела (РТ) с оставлением целиков, проветривание выработок вентиляторами местного проветривания (ВМП), в которой первоначально отрабатывают переходный с уменьшенными параметрами слой после разрезного слоя под его защитным перекрытием, а дальнейшую отработку очистных заходок осуществляют в шахматном порядке со смещением по горизонтали на ширину одной заходки комбайном на 1/2 высоты, сбивают с доставочным заездом и кольцевым слоевым штреком, дорабатывают с использованием буровзрывных работ (БВР) и отгружают отбитую руду с противоположного фланга через слоевой доставочный заезд (1).

К недостаткам данного способа следует отнести низкую производительность очистной выемки из-за относительно малых параметров слоевых заходок и ограниченного (только нисходящего) фронта очистных работ.

Известен способ слоевой отработки кимберлитовой трубки, включающий проходку вентиляционного, откаточного и разрезного штреков, вентиляционного и закладочного восстающих, рудоспуска, восходящую слоевую выемку и закладочные работы. При этом каждый слой разбивают в горизонтальной плоскости на несколько участков с равным эквивалентным пролетом кровли. Последовательно отрабатывают и закладывают участки с использованием пневмобаллонной крепи, установленной в шахматном порядке. Перед подачей закладочного материала в отработанный участок слоя пневмобаллонную крепь сдвигают в ряд вдоль границы следующего отрабатываемого участка слоя. Изолируют крепь от отработанного участка слоя с установкой необходимых закладочных перемычек. Подают в отработанный участок закладочный материал до полного заполнения, после чего отрабатывают следующий участок с использованием пневмобаллонной крепи в указанной выше последовательности (2).

Недостатком данного способа являются: затраты на дополнительное оборудование, сложность в обеспечении полноты закладки выработанного пространства, что приводит к отслоению и обрушению пород кровли на слое, повышению опасности ведения горных работ.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ разработки мощных крутопадающих рудных тел, включающий проходку выработок для деления рудного тела на блоки, стадийную выемку руды камерами. После деления рудного тела на панели, блоки и камеры отработку последних осуществляют в «шахматном» порядке по схеме I-_III-II-_IV так, как показано на фиг.1-5, при этом днища смежных камер I (II) и III (IV) смещены на один подэтаж. Отбитую руду из камеры до откаточного штрека транспортируют по доставочному орту, пройденному в средней части смежной камеры, который при ее отработке используют в качестве бурового орта. Отбойку руды верхней части камер ведут между искусственными целиками из твердеющей закладки, а нижней - в рудном массиве (3).

К недостаткам указанного способа можно отнести повышенный объем подготовительно-нарезных работ и ограниченность фронта очистных забоев, обусловленная только нисходящим порядком отработки рудного тела.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение интенсивности отработки рудных тел, обеспечение полноты закладки отработанных восходящих камер и обеспечение безопасности горных работ.

Указанный результат достигается тем, что отработку рудного тела осуществляют со средней его части в двух направлениях по вертикали, при этом первоначально формируют разрезной этаж с расположением камер в «шахматном» порядке, каждую вторую камеру смещают на половину ее высоты относительно соседней, причем камерам придают форму шестигранника, затем верхнюю часть рудного тела от разрезного этажа отрабатывают камерами прямоугольной формы с «шахматным» расположением в восходящем порядке, а нижнюю часть - в нисходящем, при этом отработку камер в нисходящем порядке осуществляют после полной закладки соосных камер, отработанных в восходящем порядке над заложенными камерами разрезного этажа, после отработки восходящие камеры на 1/25-1/3 их высоты закладывают гидравлической закладкой, остальную часть - твердеющей, а нисходящие камеры закладывают твердеющей смесью на 3/4-2/3 их высоты, кроме того, закладку пустот в кровле заложенных восходящих камерах осуществляют из соседних вышележащих камер по мере их закладки твердеющими смесями.

Разрезной этаж формируют камерами шестигранной формы с расположением в «шахматном» порядке. Такая конфигурация обеспечивает взаимный распор заложенных в этаже камер, придает устойчивость конструкции в целом и повышает безопасность комбинированной отработки.

Отработку рудных тел осуществляют от разрезного этажа в двух направлениях в восходящем и нисходящем порядке, что позволяет увеличить интенсивность горных работ и производительность очистной добычи руды.

Отработку камер в нисходящем порядке осуществляют после полной закладки соосных камер, отработанных в восходящем порядке над заложенными камерами разрезного этажа, тем самым исключают негативное взаимное влияние взрывных работ при отработке очистных камер на разных этажах, что положительно сказывается на безопасности ведения горных работ.

Камеры в обоих направлениях отработки располагают в «шахматном» порядке, когда каждую вторую камеру смещают на половину ее высоты относительно соседней. Нижнюю часть выработанного пространства восходящих камер закладывают гидравлической закладкой. Такое стало возможно при «шахматном» расположении камер, так как это исключает ее попадание в очистное пространство соседних камер. Кроме того, образовывающиеся при уплотнении закладочного массива в кровле восходящих камер пустоты закладывают из соседних вышележащих восходящих камер по мере их закладки твердеющими смесями. Это позволяет обеспечить полноту закладки отработанных камер и исключить отслоения рудного массива.

Новыми признаками в предлагаемом способе являются:

- отработку крутопадающего рудного тела ведут со средней его части в двух направлениях по вертикали;

- первоначально формируют разрезной этаж с расположением камер в «шахматном» порядке, каждую вторую камеру смещают на половину ее высоты относительно соседней;

- камерам придают форму шестигранника;

- верхнюю часть рудного тела от разрезного этажа отрабатывают камерами прямоугольной формы с «шахматным» расположением в восходящем порядке, а нижнюю часть - в нисходящем;

- отработку камер в нисходящем порядке осуществляют после полной закладки соосных камер, отработанных в восходящем порядке над заложенными камерами разрезного этажа;

- выработанное пространство закладывают твердеющей смесью, причем 1/25-1/3 нижней части камер, отработанных в восходящем порядке закладывают гидравлической закладкой, а 1/25-1/3 верхней части камер, отработанных в нисходящем порядке, оставляют незаложенной;

- закладку пустот в кровле заложенных восходящих камерах осуществляют из соседних вышележащих камер по мере их закладки твердеющими смесями.

Анализ известных решений показал, что сущность заявляемого решения в них характеризуется новой совокупностью признаков.

Заявляемый способ поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена общая схема отработки крутопадающего рудного тела в двух направлениях по вертикали;

на фиг.2-4 представлена схема формирования и отработки шестиугольных камер разрезного этажа и расположение их в «шахматном» порядке;

на фиг.5-6 представлена схема отработки прямоугольных камер в восходящем и нисходящем порядке от разрезного этажа;

на фиг.7 представлена схема безопасной совместной отработки прямоугольных камер с «шахматным» расположением в восходящем и нисходящем порядке;

на фиг.8 представлена схема закладки пустот в кровле заложенных восходящих камер.

На чертежах (фиг.1-8) изображены:

1 - камеры шестиугольной формы отрезного этажа;

2 - веера скважин;

3 - буро-доставочные выработки;

4 - твердеющая закладка в камерах разрезного этажа;

5 - закладочные выработки;

6 - восходящие камеры прямоугольной формы;

7 - гидравлическая закладка:

8 - твердеющая закладка в восходящих камерах;

9 - нисходящие камеры прямоугольной формы;

10 - твердеющая закладка в нисходящих камерах;

11 - пустоты в кровле восходящих камер.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Крутопадающее рудное тело отрабатывают с его средней части в двух направлениях по вертикали (фиг.1). Вначале формируют разрезной этаж путем отработки камер шестиугольной формы 1 торцовым забоем с отбойкой веерами скважин 2 из буро-доставочных выработок 3 и закладки их твердеющей смесью 4 с закладочных выработок 5. Отработку разрезного этажа ведут по простиранию рудного тела с расположением камер в «шахматном» порядке, как показано на фиг.2-4. По мере формирования отрезного этажа начинают отработку верхней части рудного тела восходящими прямоугольными камерами 6. Очистные работы ведут торцовым забоем с отбойкой веерами скважин 2 из буро-доставочных выработок 3. Нижнюю часть выработанного пространства восходящих камер 6 на 1/25-1/3 закладывают гидравлической закладкой 7, остальную часть - твердеющей закладкой 8. Затем приступают к разработке рудных запасов ниже разрезного этажа нисходящими камерами 9, соосно с заложенными восходящими камерами 6. Выработанное пространство нисходящих камер 9 закладывают твердеющей смесью 10 на 3/4-2/3 их высоты (фиг.5-6). Для безопасной отработки над отрабатываемой нисходящей камерой должно быть не менее двух заложенных камер (фиг.7). Закладочный массив восходящих камер 6 в силу своих компрессионных свойств со временем дает усадку, в кровле заложенных камер образуются пустоты 11. Пустоты закладывают из соседних вышележащих восходящих камер по мере их закладки твердеющими смесями, как показано на фиг.8.

Заявляемый способ разработан ОАО «Уралмеханобр» при выполнении технологического регламента для проектирования отработки Ново-Учалинского месторождения.

Источники информации

1. Слоевая камерно-целиковая система разработки с полной закладкой выработанного пространства. Патент РФ №2486340, МПК E21C 41/16, 27.06.2013 (аналог).

2. Способ слоевой отработки кимберлитовой трубки в восходящем порядке с закладкой. Патент РФ №2309253, МПК E21C 41/22, 27.10.2007 (аналог).

3. Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел. Патент РФ №2475647, МПК E21C 41/16, 20.02.2013 (прототип).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел камерными системами. Способ включает проходку выработок для деления рудного тела на панели, камерно-целиковый порядок выемки руды в панели и закладку выработанного пространства твердеющей смесью. Отработку рудного тела осуществляют со средней его части в двух направлениях по вертикали. Вначале формируют разрезной этаж с расположением камер в «шахматном» порядке, каждую вторую камеру смещают на половину ее высоты относительно соседней, причем камерам придают форму шестигранника, затем верхнюю часть рудного тела от разрезного этажа отрабатывают камерами прямоугольной формы с «шахматным» расположением в восходящем порядке, а нижнюю часть - в нисходящем. Отработку камер в нисходящем порядке осуществляют после полной закладки соосных камер, отработанных в восходящем порядке над заложенными камерами разрезного этажа. После отработки восходящие камеры на 1/25-1/3 их высоты закладывают гидравлической закладкой, остальную часть - твердеющей, а нисходящие камеры закладывают твердеющей смесью на 3/4-2/3 их высоты. Закладку пустот в кровле заложенных восходящих камерах осуществляют из соседних вышележащих восходящих камер по мере их закладки твердеющими смесями. Изобретение позволяет повысить интенсивность отработки и обеспечить безопасность горных работ. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ разработки крутопадающих рудных тел, включающий разделение залежи на панели, камерно-целиковый порядок отработки очистных камер в панели и закладку выработанного пространства твердеющей смесью, отличающийся тем, что отработку крутопадающего рудного тела ведут со средней его части в двух направлениях по вертикали, при этом первоначально формируют разрезной этаж с расположением камер в «шахматном» порядке, каждую вторую камеру смещают на половину ее высоты относительно соседней, причем камерам придают форму шестигранника, затем верхнюю часть рудного тела от разрезного этажа отрабатывают камерами прямоугольной формы с «шахматным» расположением в восходящем порядке, а нижнюю часть - в нисходящем, при этом отработку камер в нисходящем порядке осуществляют после полной закладки соосных камер, отработанных в восходящем порядке над заложенными камерами разрезного этажа, после отработки восходящие камеры на 1/25-1/3 их высоты закладывают гидравлической закладкой, остальную часть - твердеющей, а нисходящие камеры закладывают твердеющей смесью на 3/4-2/3 их высоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что закладку пустот в кровле заложенных восходящих камерах осуществляют из соседних вышележащих камер по мере их закладки твердеющими смесями.