Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства Российский патент 2023 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений, представленных мощными крутопадающими рудными телами, с последующей закладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

В предлагаемом способе разработки по геомеханическим соображениям длину камер можно увеличивать до инструментально определяемого безопасного параметра. К примеру, на Естюнинском месторождении с очень высоким уровнем природных напряжений после внедрения податливых потолочных и разделительных междукамерных целиков даже при отработке последующих горизонтов (2-3 горизонта ниже) удавалось длину камер с 50 м по ранним проектам увеличить до 100-220 м. Ограничивали только по геологически-технологическим показателям при этажно-камерной системе разработки на рудных телах мощностью до 50-60 м и угле падения рудных тел 45°-80° и длине по простиранию до 1300 м высоте этажа 60 м (Патенты №924379, №2099525).

Известен способ разработки полезных ископаемых камерами с обрушением вмещающих пород и возведением искусственных целиков в выработанном пространстве путем заполнения пустот в обрушенных породах вяжущим раствором на границе с очередной очистной камерой [1].

Однако этот способ характеризуется низкой производительностью добычи полезного ископаемого, что обусловлено сравнительно длительным набором прочности закладочных смесей с невозможностью ведения работ на нескольких горизонтах в смежных камерах одновременно.

Кроме того, известен способ разработки крутопадающих тел, включающий отработку первичных и вторичных камер со смещением камер нижележащего этажа на половину их ширины, кровле придают сводчатую форму, а днищу - подобную зеркальному отражению кровли, выпуск руды и возведением искусственных целиков в выработанном пространстве камер [2].

Недостатком такого способа является сравнительно низкая устойчивость очистных камер третьей очереди в условиях высокого напряженного состояния массива горных пород на больших глубинах и накопленных значительных объемах выемочных пустот. А также происходит снижение качества руды за счет обрущения очистных камер с заложенным выработанным пространством происходит разубоживание и засорение руды. Снижение темпов разработки месторождения за счет набора прочностных свойств закладочных смесей в отработанных камерах.

Цель изобретения - обеспечение безопасности и эффективности отработки руд.

Поставленная цель достигается тем, что разработка мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства осуществляется при одновременной выемке руды на нескольких горизонтах. Для повышения производительности рудника с применение самоходной погрузочно-доставочной техники, включающая отработку на горизонтах очистных камер первой и последующих очередей с оставлением междуэтажных ромбовидных целиков (МэЦ) ромбовидной формы в крепких рудах не склонных к самовозгоранию.

С целью повышения безопасности и эффективности данного способа отработку межэтажных временных целиков производят с применением дистанционно управляемых погрузочно-доставочных машин (ПДМ) после проведения через закладочный массив буро-доставочных выработок по спецпроекту.

На фиг. 1 изображена схема ведения очистных работ в пределах горизонта (этажа) с оставлением междуэтажных асимметричных ромбовидных целиков и камер I, II и III очереди; на фиг. 2 - схема ведения очистных работ в пределах нескольких горизонтов с оставлением междуэтажных асимметричных ромбовидных целиков с очередностью отработки.

Изобретение осуществляется следующим образом:

Для обеспечения безопасности и эффективности разработка мощных крутопадающих рудных тел (фиг. 1, 2) с закладкой выработанного пространства при одновременной выемке руды на нескольких горизонтах производится с оставлением МэЦ ромбовидной ассиметричной формы.

Предлагаемый способ разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства в условиях высокого напряженного состояния массива горных пород на больших глубинах включает: проходку выпускной выработки 1 фиг. 1, откаточного орта 2. Для повышения безопасности очистных работ исключается прямой контакт отбиваемых камер на нижнем этаже с заложенными камерами на верхнем этаже путем оставления на горизонте межэтажных целиков МэЦ ромбовидной ассиметричной формы оформленных по контуру так, чтобы сторона «а» не была параллельна стороне «с», а сторона «в» не была параллельна стороне «d» (фиг.1). Кроме того, сторона «а» по линейным размерам больше чем сторона «с», а сторона «в» по линейным размерам больше чем сторона «d» для обеспечения заклинивания ассиметричных ромбовидных целиков в случаи их подвижек в сторону нижних горизонтов.

Ромбовидный целик вынимают после выемки камерных запасов как на верхнем горизонте, так и на нижнем горизонте. Форма целика выбрана такой чтобы после его обнажения при выемки любой из оконтуривающих его камер он не имел возможности смещаться в сторону выработанного пространства. Целик будет находиться в расклиненном состоянии после того, как будут отработаны и заложены две камеры сверху целика стороны а и b, две камеры низу целика стороны d и c.

А для повышения безопасности и эффективности горных работ в условиях высокого напряженного состояния массива горных пород на больших глубинах, на каждом горизонте (фиг.1) оставляют в качестве камер первой очереди сдвоенные массивы камер мощностью 40 м предав их забою выпуклую форму, тем самым позволяя увеличить устойчивость камеры и эффективность разработки [Зубков А. В. (2001) Геомеханика и геотехнология. Екатеринбург: ИГД УрО РАН, 335с. Рисунок 3.12 и таблица 3.10].

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР № 398747, кл. Е 21 41/06, 04.10.71.

2. Авторское свидетельство СССР № 153893, кл. Е 21 41/06, 03.02.62 (прототип).

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений, представленных мощными крутопадающими рудными телами, с последующей закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства, включающий отработку очистных камер первой и последующих очередей, кровле которых придают полигональную форму, а днищу, подобную зеркальному отражению кровли, и выемку руды одновременно на нескольких этажах, отличающийся тем, что камеры нижележащего этажа выполняют под камерами верхнего без смещения и исключают прямой контакт отбиваемых камер нижнего этажа с заложенными камерами на верхнем этаже путем оставления на горизонте межэтажных целиков ромбовидной ассиметричной формы, оформленных по контуру так, чтобы сторона «а» не была параллельна стороне «с», а сторона «в» не была параллельна стороне «d», кроме того, сторона «а» по линейным размерам больше, чем сторона «с», а сторона «в» по линейным размерам больше чем сторона «d», при этом ромбовидный целик вынимают после выемки камерных запасов как на верхнем горизонте, так и на нижнем горизонте, осуществляют отработку рудных тел в этаже секциями, включающими камеры первых (I), вторых (II) и третьих очередей (III), где ширина камер первой очереди (I) в два раза больше ширины камер (II-III очередей) и составляет 40 м, а при оформлении забоя камер (I) очереди ему придают выпуклую форму. Техническим результатом является обеспечение безопасности и эффективности отработки руд. 2 ил.

Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел с закладкой выработанного пространства, включающий отработку очистных камер первой и последующих очередей, кровле которых придают полигональную форму, а днищу, подобную зеркальному отражению кровли, и выемку руды одновременно на нескольких этажах, отличающийся тем, что камеры нижележащего этажа выполняют под камерами верхнего без смещения и исключают прямой контакт отбиваемых камер нижнего этажа с заложенными камерами на верхнем этаже путем оставления на горизонте межэтажных целиков ромбовидной ассиметричной формы, оформленных по контуру так, чтобы сторона «а» не была параллельна стороне «с», а сторона «в» не была параллельна стороне «d», кроме того, сторона «а» по линейным размерам больше, чем сторона «с», а сторона «в» по линейным размерам больше, чем сторона «d», при этом ромбовидный целик вынимают после выемки камерных запасов как на верхнем горизонте, так и на нижнем горизонте, осуществляют отработку рудных тел в этаже секциями, включающими камеры первых (I), вторых (II) и третьих очередей (III), где ширина камер первой очереди (I) в два раза больше ширины камер (II-III очередей) и составляет 40 м, а при оформлении забоя камер (I) очереди ему придают выпуклую форму.