СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МАЛОМОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ Российский патент 2021 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выемке с относительно выдержанными элементами залегания маломощных крутопадающих рудных тел в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях (большая глубина разработки, высокое горное давление, среднеустойчивые или удароопасные вмещающие породы и руда).

Известен способ разработки крутопадающих рудных тел, включающий подсечку блока, отбойку с магазинированием руды, частичный и полный выпуск по всей площади блока с погрузкой непосредственно в откаточные средства (см. Назарчик А.Ф., Мухин М.Е. Системы разработки жильных месторождений. М.: Недра, 1958. - с. 55-57).

Указанный способ не применим для разработки месторождений с недостаточно устойчивыми вмещающими породами из-за больших потерь замагазинированной руды в виде зависаний и вторичного разубоживания, а также низкой производительности труда при выпуске руды.

Известен способ разработки маломощных жил с неустойчивыми вмещающими породами системами с магазинированием и креплением выработанного пространства вертикальными рядами распорной крепи по всей высоте блока (см. Рафиенко Д.И. Системы с магазинированием руды при разработке жильных месторождений. М.: Недра, 1967. - с. 19-20).

Данный способ характеризуется увеличением материальных и трудовых затрат на возведение крепи. Кроме того, наличие распорной крепи препятствует свободному перемещению руды по очистному пространству, и, как следствие, возрастают потери руды в виде зависаний.

Известен способ разработки крутопадающих маломощных жил с недостаточно устойчивыми боковыми породами системой с магазинированием руды с разделением блока на «короткие магазины» (см. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1983. - с. 158-160).

Недостатком известного способа является значительное увеличение количества восстающих выработок и затрат на их возведение.

Известен способ разработки маломощных крутопадающих рудных тел системой подэтажные штреки (см. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1983. - с. 134-142). Способ включает проведение подготовительно-нарезных выработок: откаточных и вентиляционных штреков, блоковых восстающих и ходков, подэтажных буровых штреков, отрезной щели, отбойку руды скважинами и выпуск ее через выработки в днище блока.

Недостатками известного способа являются невозможность применения его в неустойчивых и средней устойчивости рудах и вмещающих породах, а также повышенные потери руды в оставляемых по технологии целиках.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки крутопадающих рудных тел (см. патент РФ №2386031, Е21С 41/22, опуб. 10.04.2010), включающий подготовку и нарезку блока, шпуровую отбойку, частичный и полный выпуск замагазинированной руды. При шпуровой отбойке и частичном выпуске руды образуют внутри магазина искусственный массив отбитой руды в форме вертикального столба, а выпуск руды из искусственного массива производят после полного выпуска замагазинированной руды. Рудный столб выполняет функцию временной закладки для поддержания боков очистной камеры в устойчивом состоянии за счет уменьшения обнажения площади выработанного пространства, что предотвращает развитие деформационных процессов в массиве и снижает отслоение вмещающих пород. Отбойку руды осуществляют шпурами как в обычном исполнении, так и параллельно сближенными зарядами.

Недостатками указанного способа являются низкая производительность труда и повышенная опасность из-за сложности и многостадийности технологического процесса формирования искусственного массива из отбитой руды в форме вертикального столба, включающего шпуровую отбойку руды, ее частичный выпуск слева и справа от формируемого вертикального столба для образования дополнительных объемов, в которых будет размещаться часть руды вышележащего отбиваемого слоя, уборку части руды для создания компенсационного и рабочего пространства между рудным столбом и очередным слоем для производства буровых и взрывных работ. При этом излишки руды в вертикальном столбе удаляют при помощи скреперной установки в предварительно созданные частичным выпуском полости слева и справа от вертикального столба.

Техническим результатом настоящего изобретения являются повышение эффективности разработки за счет увеличения производительности труда, снижения затрат на добычу руды, улучшения безопасности работ и качества выдаваемой руды.

Результат достигается тем, что способ разработки крутопадающих рудных тел системой с магазинированием, включающий подготовку и нарезку блока, отбойку, формирование внутри магазина искусственного массива отбитой руды в форме вертикального столба, выпуск руды из искусственного массива после полного выпуска замагазинированной руды, отличается тем, что для маломощных рудных тел нарезка блока включает проходку рудного штрека на откаточном горизонте и рудных буровых штреков на подэтажах, отбойку рудного тела горизонтальными прирезками производят параллельно сближенными скважинами, пробуренными из подэтажных штреков, с магазинированием отбитой руды в выработанном пространстве, частичный выпуск и доставку руды по подэтажным штрекам для создания компенсационного пространства для взрывания последующих рядов скважин в подэтаже, после отбойки и магазинирования руды на верхнем подэтаже, отработку рудного тела осуществляют в нисходящем порядке, повторяя эти работы на последующих подэтажах до полной отбойки блока. Способ иллюстрируется чертежом.

На фиг. 1 изображены проекции на вертикальную плоскость по простиранию и вкрест залежи.

Способ осуществляют следующим образом.

Подготовка блока включает проведение полевых вентиляционного и откаточного штреков, блоковых восстающих, погрузочных заездов (фиг. 1).

В нарезные работы входит проходка на откаточном горизонте рудного и подэтажных буровых штреков, образование отрезного восстающего и отрезной щели. Подэтажные штреки при необходимости закрепляют анкерной крепью (штанговой или тросовой).

Очистные работы заключаются в отбойке руды горизонтальными прирезками с ее магазинированием в выработанном пространстве. Отбойка производится параллельно сближенными скважинами диаметром 50-80 мм, по 2-3 ряда с замедлением между ними. Скважины бурят из подэтажных штреков. Из последних, для создания компенсационного пространства, с целью взрывания последующих рядов скважин, осуществляется частичный выпуск руды в количестве 20-30%, которая доставляется самоходной погрузочно-доставочной машиной до блокового восстающего с рудоспускным отделением. После отбойки и магазинирования руды на верхнем подэтаже, производят в нисходящем порядке добычные работы на последующих подэтажах, т.е. осуществляется последовательная выемка.

На Фиг. 1: 1 - полевой откаточный штрек; 2 - полевой вентиляционный штрек; 3 - буровой штрек; 4 - подэтажный буровой штрек; 5 - блоковый восстающий; 6 - погрузочный заезд; 7 - обрушенная порода; 8 - замагазинированная руда; 9 - междублоковый целик.

Отработка подэтажей может осуществляться одновременно с опережением верхних над нижними. После отбойки всех запасов в блоке производят полный выпуск замагазинированной руды из левой 1 и правой 2 частей блока, приведенных на фиг. 1. Оставшийся столб руды 3 выпускается через погрузочные заезды на горизонте выпуска. В случае зависания руды в столбе 3, она обрушается в выработанное пространство путем взрывания зарядов ВВ, доставляемых к столбу (например, с помощью динамореактивных систем (ДРС)), высоконапорной струей воды из гидромонитора, насыщением руды водой или другими способами.

Насыщение водой замагазинированной руды, с целью увеличения ее текучести, производится через погрузочные заезды вентиляционного горизонта, а ликвидация зависаний - из блоковых восстающих.

Очистное пространство на период отработки блока поддерживается междублоковыми целиками и временно замагазинированной рудой. После полной отработки запасов блока, производится погашение выработанного пространства твердеющей или сухой породной закладкой через погрузочные заезды вентиляционного горизонта, самообрушением либо принудительным обрушением вмещающих пород взрывными скважинами, пробуренными из этих же заездов. Отработка целиков осуществляется известными методами после или до погашения выработанного пространства, в зависимости от горногеологических и горнотехнических условий.

Снижение разубоживания при проходке выработок и отбойке руды производится ее подземной рудосортировкой по классам крупности и содержанию металла на полевом откаточном штреке (горизонте выпуска) в рудоспуски, оборудованные грохотами.

Применение такой технологии позволит повысить производительность труда и безопасность работ, уменьшить себестоимость добычи, а также улучшить качество выдаваемой руды.

Предлагаемый способ разработки с отбойкой руды параллельно сближенными скважинами, частичным выпуском и доставкой руды из подэтажных штреков - апробированы с положительным результатом на одном из рудников Забайкальского края.

Повышение производительности труда и снижение себестоимости добычи руды достигается применением высокопроизводительной отбойки руды параллельно сближенными скважинами малого диаметра, вместо шпуровой, исключением скреперной доставки при формировании рабочего пространства для бурения шпуров в вышележащем отбиваемом слое, отсутствия работ по формированию дополнительных пустот с целью размещения в них руды, доставляемой скреперной установкой.

Повышение качества отбитой и выпущенной руды обеспечивается уменьшением деформационных процессов в боковых вмещающих породах, так как частичный выпуск производится только в призабойной зоне высотой, равной высоте подэтажа, что составляет около 10-15 м, вместо 50-60 м в прототипе. При этом разрыхленная руда, после частичного выпуска, подвергается некоторому уплотнению после взрывания на нее 2-3 рядов скважин, а это повышает ее несущую способность и снижает деформационные процессы во вмещающих породах. Результатом этого является уменьшение отслоения пород, т.е. улучшение качества руды - снижение разубоживания.

Улучшение безопасности работ достигается ведением горных работ в специализированных выработках - буровых или буродоставочных, а не в очистном пространстве.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выемке с относительно выдержанными элементами залегания маломощных крутопадающих рудных тел в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях - большая глубина разработки, высокое горное давление, среднеустойчивые или удароопасные вмещающие породы и руда. Способ разработки системой с магазинированием включает подготовку и нарезку блока, отбойку, формирование внутри магазина искусственного массива отбитой руды в форме вертикального столба, выпуск руды из искусственного массива после полного выпуска замагазинированной руды. Для маломощных рудных тел нарезка блока включает проходку рудного штрека на откаточном горизонте и рудных буровых штреков на подэтажах. Отбойку рудного тела горизонтальными прирезками производят параллельно сближенными скважинами, пробуренными из подэтажных штреков, с магазинированием отбитой руды в выработанном пространстве. Осуществляют частичный выпуск и доставку руды по подэтажным штрекам для создания компенсационного пространства для взрывания последующих рядов скважин в подэтаже. После отбойки и магазинирования руды на верхнем подэтаже отработку рудного тела осуществляют в нисходящем порядке, повторяя эти работы на последующих подэтажах до полной отбойки блока. Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности разработки за счет увеличения производительности труда, снижение затрат на добычу руды, улучшение безопасности работ и качества выдаваемой руды. 1 ил.

Способ разработки крутопадающих рудных тел системой с магазинированием, включающий подготовку и нарезку блока, отбойку, формирование внутри магазина искусственного массива отбитой руды в форме вертикального столба, выпуск руды из искусственного массива после полного выпуска замагазинированной руды, отличающийся тем, что для маломощных рудных тел нарезка блока включает проходку рудного штрека на откаточном горизонте и рудных буровых штреков на подэтажах, отбойку рудного тела горизонтальными прирезками производят параллельно сближенными скважинами, пробуренными из подэтажных штреков, с магазинированием отбитой руды в выработанном пространстве, частичный выпуск и доставку руды по подэтажным штрекам для создания компенсационного пространства для взрывания последующих рядов скважин в подэтаже, после отбойки и магазинирования руды на верхнем подэтаже отработку рудного тела осуществляют в нисходящем порядке, повторяя эти работы на последующих подэтажах до полной отбойки блока.