Способ возведения искусственного целика при разработке крутопадающих рудных тел и штанга для возведения искусственного целика Советский патент 1983 года по МПК E21C41/06 E21D21/00 

(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЦЕЛИКА

ПРИ РАЗРАБОТКЕ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ И ШТАНГА ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ЦЕЛИКА

1

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных залежей, например, в зоне распространения многолетнемерзлых горных пород. ,

Известен способ возведения искусственных целиков из льдопородной закладки посредством замораживания воды в дробленной породе с ее искусственным охлаждением с помощью специальных колонок с рассольным охлаждением и холодильной установки ФДС-20 М. При этом способе в первую очередь отрабатывают камеры короткими забоями с оставлением между ними рудных целиков. После закладки камер на второй стадии производят выемку междукамерных целиков 1.

Недостатком данного способа является сложность и трудоемкость работ по возведению искусственных льдопородных целиков, требующих монтажа и эксплуатации специальной замораживающей системы с холодильной установкой.

Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения искусственного целика при разработке крутопадающих рудных тел, включающий выемку полезного ископаемого, заполнение выработанного пространства закладочным материалом и уплотнение указанного материала взрыванием с недозарядом скважин, пробуренных в приконтактной с искусственным целиком зоне параллельно продольной оси целика 2.

Недостатком данного способа является невысокая Несущая способность при оставлении целика в потолочине.

Известна щтанга, включающая тело, опорный элемент и замок, предназначенная для крепления слоистых пород 3.

Цель изобретения - повыщение несу15 щей способности при возведении потолочных целиков.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу возведения целика при разработке крутопададощих рудных тел,

20 включающем выемку полезного ископаемого, заполнение выработанного пространства закладочным материалом и уплотнение указанного материала взрыванием с недозарядом скважин, пробуренных в приконтактной

с искусственным целиком зоне параллельно продольной оси целика, перед заполнением выработанного пространства закладочным материалом на почву последнего укладывают металлическую эластичную сетку и закрепляют на ней штанги, а скважины для последующего уплотнения бурят в рудном теле по ее простиранию.

А также тем, что штанга, включающая тело штанги, опорный элемент и замок, снабжена металлической эластичной сеткой, к которой прикреплен опорный элемент, а замок выполнен в виде конусов, жестко установленных на теле штанги с шагом, уменьшающимся к опорному элементу.

На фиг. 1 изображен участок рудного тела в пределах очистного блока на стадии выемки рудного тела на высоту потолочины ниже уровня откаточного горизонта, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - участок рудного тела в пределах очистного блока на стадии производства закладки выработанного пространству в объеме искусственной потолочины льдопородной смесью, бурения скважин по рудному телу, продольный разрез; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез участка рудного тела в пределах очистного блока на стадии завершения производства работ по возведению искусственной льдопородной потолочины, продольный разрез; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 6; на фиг. 8 - конструкция «самозапирающихся щтанг.

Подготовительные работы в пределах очистного блока включают проведение транспортного полевого штрека 1, ортов-заездов 2 на двух смежных горизонтах, возведение междублоковых целиков 3, например, из льдопородной смеси и фланговых восстающих 4 и 5, а также восстающих 6 и 7 по руде на нижележащем горизонте.

После того, как подготовительные работы в блоке закончены, приступают к разработке рудного тела в объеме искусственной потолочины. Для этого в нище флангового восстающего 6 устанавливают скреперную установку 8, с помощью которой по рудному телу проходят подрезной штрек 9. Из подрезного штрека 9 по восстанию производят выемку рудного тела в объеме искусственной потолочины на высоту до уровня откаточного горизонта. Руду от проходки и выемки целика пропускают через фланговый восстающий 6 на нижележащ.ий горизонт. При необходимости пространство 10, выработанное в объеме искусственной потолочины крепят расстрелами 11. В бортах выработанного пространства 10 устанавливают распорную стоечную крепь 12, которую с внутренней стороны отшивают досками 13. По подошве выработанного пространства 10 укладывают металлическую сетку 14, и которую перед закладкой выработанного

пространства закладочным материалом, например льдопородной смесью 15, монтируют закрепляющие устройства - металл ические «самозапирающиеся штанги 16. Этим завершают предварительное образование опалубки для закладки.

Закладочный материал, например, льдопородную смесь 15 подают по фланговому восстающему 6 и доставляют метательными машинами в выработанное пространство 10 в объеме искусственной потолочины под кровлю до уровня откаточного горизонта. «Мертвое пространство 17, неподдающееся закладке метательными машинами, закладывают через фланговый восстающий 6.

Затем из фланговых восстающих 6 и 7 по рудному телу, в приконтактной с искусственной потолочиной зоне, бурят, заряжают взрывчатыми веществами и взрывают скважины 18. Во избежание разрушения восстающих заряжение и взрывание производят с недозарядом скважин у восстающих.

В результате взрыва скважин 18 уплотняется льдопородная закладка в объеме искусственной потолочины. При этом процесс уплотнения закладки взрывом подобен отбойке руды в зажатой среде, при которой часть энергии взрыва расходуется на разрушение взрываемой части массива, а дру, гая - на дополнительное дробление закладочного материала в приконтактной зоне и его уплотнение.

Непосредственно у контакта «Массив - зажимающий материал вследствие взрыва образуется зона неравномерного напряжения состояния с последующим перераспределением во времени и объеме всей разрыхленной части массива.

Под воздействием напряженного состояния и связанного с этим пластического течения закладочного материала, например, льда, образуется монолитная льдопородная закладка, в которой порода является каркасом: а заполняющий пустоты лед - связующим материалом.

При взрыве скважин 18 металлическая эластичная сетка 14 и закрепленные в нее штанги 16 переместятся в сторону уплотненной закладки в объеме искусственной потолочины, а конструкция «самозапирающихся штанг позволяет прочно закрепить сетку к искусственной потолочине. Этим приемом заверщается образование искусственной потолочины и опалубки из предохранительной сетки, закрепленной предварительными щтангами к искусственной потолочине.

После образования искусственной потолочины, для производства очистных работ, из откаточного штрека 1 проходят ортызаезды 19, находящиеся в створе с потолочиной, а также подрезной штрек 20, из которого начинают очистную выемку руды в пределах камерного запаса блока, например, маганизированием руды. Отбитая скважинами 18 руда 21 является предохранительной подушкой, предотвращающей разрушение искусственной потолочины при производстве взрывных работ в процессе отработки камерных запасов блока. Указанный способ возведения искусственного целика реализуется с помощью штанги, состоящей из опорного элемента 22, замков 23, выполненных .в виде конусов, посаженных на тело штанги 24, с шагом, уменьшающимся к опорному элементу, и эластичной сетки 14. Штанга работает следующим образом. При взрыве скважин 18 за счет давления фронта ударной волнь и механического воздействия перемещающейся при взрыве горной массы на опорный элемент 22 штанга 16 внедряется в льдопородную смесь 15 искусственной потолочины, замок 23 щтанги, выполненный в виде конусов, посаженных на тело штанги 24, способствует внедрению штанги 16 в массив искусственной потолочины, прочному ее закреплению при уплотнении искусственной потолочины взрывом скважин 18. Прочность закрепления штанг в массиве закладки возрастает при увеличении количества закрепленных на теле штанги конусов. Однако с их увеличением возрастает и сопротивление проникновению штанги в массив потолочины. В результате воздействия взрыва на льдопородную смесь и ее уплотнения в краевой части массива потолочины, прилегающей непосредственно к взрываемой части рудного тела, уплотнение будет максимальным. По мере удаления от приконтактовой части уплотнение будет несколько меньшим. Поэтому, для более прочного и надежного закрепления массива искусственной потолочины штангами 16 с применением металлической сетки 14 шаг распределения замков 23 на теле штанги 24 по ее длине уменьшается по направлению от верхнего конца штанги к опорному элементу 22. Данное изобретение обеспечивает повышения несущей способности и устойчивости искусственной потолочиньь Для блоков с типовыми параметрами систем разработки с маганизированием и подэтажными штреками применение предлагаемого способа разработки позволяет снизить потери руды на 7,3-7,6%. Формула изобретения . Способ возведения искусственного целика при разработке крутопадающих рудных тел, включающий выемку полезного ископаемого, заполнение выработанного пространства закладочным материалом и уплотнение указанного материала взрыванием с недозарядом скважин, пробуренных -в приконтактной с искусственным целиком зоне параллельно продольной оси целика, отли-. чающийся тем, что, с целью повышения несущей способности при возведении потолочных целиков, перед заполнением выработанного пространства закладочным материалом на почву последнего укладывают металлическую эластичную сетку и закрепляют на ней штанги, а скважины для последующего уплотнения бурят в рудном теле по его простиранию. 2. Штанга для возведения искусственного целика, включающая тело штанги, опорный элемент и замок, отличающаяся тем, что она снабжена металлической эластичной сеткой, к которой прикреплен опорный элемент, а замок выполнен в виде конусов, жестко установленных на теле штанги с шагом, уменьшающимся к опорному элементу. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Дядькин Ю. Д, и др. Отработка междукамерного целика с предварительным замораживанием закладки. Горный журнал № 8, 1977, с. 32. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2900962/03, кл. Е 21 С 41/06, 1980. (прототип). 3.Семевский В. Н. и др. Штанговая крепь, М., «Недра, 1965, с. 13-48.

W///////////////// / / /

иг.5

V ,п /г

20 П 15 16 Ю 21 1$ W 7 о t р-/- аг (f

Г -Г

//// //////Х77///)7//7//7/7////У/////////

19 19W 19 W 13 W

W Фиг.7