Способ комбинированной разработки мощных рудных тел Советский патент 1985 года по МПК E21C41/06 

Изоб)етение относится к горной прсжьшшеяности и может быть использовано при разработке мощных рудных месторождений.

Известен способ разработки мощных рудных тел, включающий использование разделяющих гибких перекрытий между отбиваемым рудным массивом и вмещающими породами 01.

Недостатком способа является узкая область его применения (только на подземных работах).

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ комбинированной разработки моцных рудных тел, включающ) выемку руды открытыми подземН1Жи работами в единичном очистном пространстве, проведение выработо и оУрезных целей, бурение и взрывани скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следсж за очистной выемкой рудного массива, магазинирование руды между отвалом вскрышных пород ,и рудньм массивом и выпуск руды на днище подземных выработок

Недостатками известного способа являются отйосительно большие потери руды и невысокий объем добычи открытыми работами, что ведет к увеличенгео затрат на добычу.

Цель изобретения - уменьшение потерь РУЛЫ и земельных площадей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комбинированной разработки мощных рудных тел, включашцем выемку руды открытыми и подземными работами в едином очистном пространстве, проведение выработок и отрезных щелей, бурение и взрывание скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазинирование руды между отвалом вскрышных пород и рудным массивом и вьтуск руды на днище подземных Bt adoTOKj отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяюадее перекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных выработок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рудой со стороны рудного массива и породами с противоположной стороны, затем вслед за подвиганием очистных работ гибкое перекрытие передвигают

1утем выпуска отбитой руды и перемещени вскрьшных пород за перекрытие.

На фиг. 1 показана схема: вскрытия рудного тела, вид в плане; на фиг. 2сечение А-А на фиг. 1 (период проходки); на фиг. 3 - расширение отрезной щели с опусканием в нее разделяющего перекрытия и оформлением рабочего борта; на фиг. 4 - оформление рабочих уступов; на фиг. 5 - этапы горных работ, позволяющих увеличить высоту уступов и глубину открытой разработки; на фиг. 6 - схема разработки, вид в плане; на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 - сечени Б-В на фиг. 7; на фиг. 9 - сечение Г-Г на фиг, 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В период подготовки к добычным работам производят вскрытие рудного тела 1 с контуром 2 в плане открытой выработкой 3 с удалением вскрышных пород 4 во внешний отвал 5 и одновременно подземными выработками, например, вертикальными 6 и (или) наклонными стволами шахт 7, транспортными 8 и нарезными выработками (не .показаны)

Г./

для подготовки доставочного горизонта. Доставочный горизонт создают в очистной выработке 9 минимальной высоты h 4-5 м, достаточной для механизированной погрузки руды, выпускаемой на подошву выработки. Образуют его очистной выемкой нижнего слоя рудного тела камерами с формированием временных столбчатых целиков 10. Производят сбойку открытой и подземной очистной выработок. Для чего проходят отрезную щель t1 из подземной очистной выработки 9 до дна открытой выработки 3. Отрезную щель 1t выполняют проведением ряда камер 12 по системе с магазинированием руды, например, путем последовательного взрывания серий вертикальных скважин 13 начиная от восстагаце о 14 и до сбойки камер между собой и с открытой выработкой 3.

Ведут подготовку фронта добычных работ и отвалообразования путем расширения отрезной щели взрьюанием скважин 13.

Для разделения отбитой руды 15 и складируемы вскрьшных пород 16 будущего внутреннего отвала с целью предотвращения их смешивания в щель опускают разделяющее перекрытие 17

с якорным устройством 18. Перекрытие 17 состоит из шарнирно соединенных звеньев, например, из плотного ряда параллельно уложенных рельсов (оси которых направлены по падению), скрепленных между собой в продольном и поперечном направлениях--шарнирными соединениями. Якорное устройство 18 может быть выполнено, например, в виде стальных канатов, один конец которых анкеруется в нерабочем борту 19 (в дальнейшем в теле отвала пород), а другой - на барабане лебедки через блок, закрепленный на перекрытии (не показано). Перекрытие 17 опускают и наращивают по мере расширения щели 11 и выпуска замагаIзинированной руды 15, а нижнюю часть ёё располагают свободно на почве выработки. При этом щель 11 заполняют одновременно отбитой рудой 15 со стороны будущего рабочего борта 20 и складируемьми вскрьшньми породами 16 с противоположной стороны.

Отстраивают крутонаклонный (под углом 40-60, обеспечивающий скатывание руды) рабочий борт 20 путем расширения щели 11 взрывными работами. Рабочий борт 20 оформляют в виде уступов 21 с минимально необходимой шириной площадок (25-35 м) с максимально допустимой по условию устойI

чивости откосов и технологии работ высотой h 30-60 м и с крутыми откосами (угол V 60-80°).

Для предотвращения ослабления приоткосного массива взрьгеом и сохранения заданной ширины рабочей площадки применяют буровзрывные работы (5ВР), включаняцие, например, взрывание массива, оконтуренного щелевым экранирующим врубом 22 в первом (от верхнего откоса) ряду скважин 13, Для этого в этом ряду бурят сближенные (на расстоянии 1,5-3 м) скважины относительно малого диаметра (90250 мм) и глубиной 5-10 м, Взрьшают их зарядами гирлянднрго типа с опережением относительно скважин 13 для дробления руды. Зкранирукпцая щель 22 может быть выполнена и термическим .способом разрушения пород. Для безопасности работ на площадках уступов опасные зоны а ограждают от рабоче полосы б заградительным.устройством, например валом пород 23.

В случае необходимости увеличения глубины открытой разработки путем

увеличения высоты уступов с целью интенсификации выемки руды (при ограниченной эффективной глубине бурения взрывных скважин) уступы В и Г делят на подуступы в, н и г, и взрывают скважины сначала на верхних подуступах в и г. После очистки площадок экскаватором (с опережением работ по сбрасыванию руды на верхней площадке) взрывают нижние подуступы и г ,

В случае необходимости повышения устойчивости уступов рабочего борта при увеличении их высоты и углов отксов борт 20 отстраивают арочной (в плане) формы. При этом ряды-временны целиков 10 в подземной очистной выработке 9 располагают по дуге эквидистантно рабочему борту.

В период эксплуатации производят опережающую подземную выемку камерам нижнего слоя рудного тела, создающую в очистной выработке широкий фронт работы на достаточном горизонте и открытую разработку вышележащего мощного слоя рудного тела.

Разработку руд ведут с помощью взрывных работ.

Для этого с подземной очистной выработки 9 и площадок-на борту 20 открытой выработки бурят скважины 13 станком 24, например, типа СБШ-200Н и М-5, Временные целики 10 погашают расстреливанием одновременно со взрыванием вышележащей части рудйого тела. При этом ширину Э рядов целиков, параллельных рабочему борту, устанавливают равной ширине шага обрушения массива. Отбитую руду 15, сброшенную.по крутым откосам на доставочный горизонт, магазинируют у борта 20. Очистку рабочей площадки от оставшейся взорванной руды производят экскаватором. 25, например, типа ЭКГ-8И или ЭБГ-4. Замагазинированную руду ,15 выпускают на достаBO4HbDt горизонт, которым является вьфаботка 9, производят погрузку руд погрузочными машинами, например колесными погрузчиками, и доставку к дробилкам и ленточным конвейерам 26.

Б процессе отбойки руды и боковых пород нижнюю часть нерабочих бортов 27 оформляют под углом, приближающимся к углу наклона поверхности контакта 28 рудного тела 1 с боковыми породами 29. Крутизна самой нижней 9 части борта может быть доведена до отвесного положения. Вскрьшные породы 4 перемещают в выработанное пространство за разделяющее перекрытие конвейерами 30 {или другим видом транспорта) и отвалообразователем 31 отсьшают в о вал 32. Породы укладывают таким образом, чтобы отвал подпирал наибольшую часть нерабочих крутых бортов выработки. Фронт отсыпки пород наиболее приближают, к рабочем борту и перемещают параллельно ему. Откос отвала в сторону борта формируют с соблюдением заданных парамет ров, при которых создается необходимое давление на разделяющее перекрытие 17 и замагазинированную руДУ 15. «. . Перемещение перекрытия 17 производят вслед за подвиганием очистных работ по мере снижения высоты h замагазинированной руды при ее выпуске путем ослабления канатов, уде живакяцих перекрытие, и увеличения высоты до Н призмы активного дав ления пород отвала на перекрытие. Диапазон необходимого давления на перекрытие меняют в зависимости от свойств пород путем изменения задан ных углов откоса f и )Ъ в нижней и верхней его частях. Для этого перекрытие (и его части) устанавливают 8 различнме положения: от наклонног (несколько превьшающего угол естест венного откоса пород отвала) до вер тикального. При необходимости повышения оползневого давления на отдельных участках отвала породы смач вают водой, подаваемой по трубопроводу и шлангам. Угол наклона перекрытия и ее максимальное удаление TL от борта устанавливают расчетом в зависимост &V характеристики пород исходя из величины оползневого давления Q отк са, отвала, необходимого для преодоления сопротивления сдвигу рудного столба, которое определяют по объем ной рудной массе и величине ее трения . 686 Необходимое давление на перекрытие определяют в зависимости от параметров откосов отвала (высотыН „ и углом ftj и /3), физико-механических характеристик пород и рудной массы. Давление О вычисляют как разность между сдвигающими и удерживающими сиртами о ,, по поверхности 33 скольжения, которые определяют из выражений Tp P6iftci T,,, где d- угол наклона поверхности скольжения, град; Р - масса расчетного блока, т; С - сцепление, 5 - поверхности скольжения, м; N - нормальная нагрузка, т; коэффициент трения. Условия передвижки уточняют опытом и в процессе работы регулируют изменением приведенных параметров откоса отвала. В целях увеличения экономически выгодной глубины разработки открытоподземнь способом отработку глубокоподаю1чего рудного тела можно вести в два-три яруса с перевалкой внутреннего отвала с верхнего яруса в вьфаботаиное пространство нижнего яруса. Использование изобретения позволяет сократить расходы на вскрышные работы в связи с сокращением их объема и расстояния транспортирования в отвал, снизить убытки от потерь плодородных земель, нарушаемых горньши выработками и вневними отвалами; увеличить объемы навлекаемых запасов руды с экономией средств на дополнительные вскрьшные работы по расширению карьера; сократить расходы на борьбу с нарушениями устойчивости откосов{ обеспечить сокращение пыпеобразующей поверхности отвалов и открытой горной выработки и т.д.

J /4 / 13

/ 16 17 15 2i21

(риг.З

П50368 1-Д

/2 (риг2

сриг.

1150368 бб

СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ, включающи выемку руды открытьми и подземными работами в едином очистном пространстве, проведение выработок и отрезны целей, бурение и взрывание скважин. отсьтку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазинирование руды между отвалом вскрышных пород и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения потерь руды и земельных площадок, отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющее п ерекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных вьфаботок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рубой со стороны рудного массива и породами с противоположной стороны, затем вслед за подвнганием очистных работ гибкое перекрытие передвигают путем выпуска отбитой руды и перемещения вскрьппных пород за перекрытие.

ff

0-В

г-г 3Z

/////////// /////

фиг.в