Способ разработки мощных пологих рудных залежей Советский патент 1986 года по МПК E21C41/06 E21F15/00 

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных пологих рудных залежей с закладкой выработанного пространства.

Цель изобретения - повышение безопасности разработки путем стабилизации напряжений в отрабатываемых массивах руды и снижение затрат на закладочные работы.

На фиг. 1 представлена общая схема развития работ (план); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - графики кривых концентрации напряжений впереди нетронутого массива под влиянием очистной выемки; на фиг. 6 - схема образования транспортно-доставочной выработки в закладочном массиве.

При этом обозначены краевая часть нетронутого массива руды впереди фронта 1 выемки в панели, панельные штреки 2, временные панельные целики 3, опережающая вертикальная полоса 4, смежная полоса 5, фланговые слоевые заходки 6 вдоль границ панели, сбойки 7 одноименных слоев смежной полосы, парные изолированные целики 8, транспортно-доставочные выработки 9, выработанное пространство 10 камер, бесцементная (гидравлическая) закладка 11, погашенный панельный целик 12, закладка 13 выработок верхней подсечки, система 14 внешнего гидростатического давления, кривая 15 концентрации напряжений при ширине пролета подработки fi, кривые 16 и 17 концентрации напряжений при пролете 2 в условиях ограничения деформаций сжатия закладки и без ограничения соответственно, рудная мелочь 18, подготовительная (буровая) выработка 19, выработки 20 слоевых заездов, ограждающая металлическая сетка 21, ранее заложенный твердеющий массив 22, коэффициент концентрации К напряжений; глубина Н залегания рудного тела, ширина L залежи по фронту выемки, объемный вес у (плотность) налегающих толщ, гидростатическое давление Рг в порах несцементированной закладки. Римскими цифрами I-V обозначены стадии образования транспортных выработок в закладочном массиве смежной полосы.

Способ осуществляют следующим образом.

При панельно-блоковой схеме подготовки месторождения отработку залежи ведут от ее центра к периферии двумя расходящимися фронтами 1 с предварительной надработ- кой по кровле рудного тела и возведением в выработках надработки искусственной кровли. По мере развития пролета подработки осуществляют контроль за состоянием налегающих толщ, рудным и закладочным массивами и после фиксации момента прогиба налегающих пород и связанным с этим

перераспределением сил горного давления на пролете 1, дальнейщую отработку массива осуществляют следующим образом.

Располагают очередную выемочную полосу 4 параллельно и впереди фронта выемки на расстоянии, превышающем зону 15 пика концентрации напряжений, образуя фронтальную плоскость отсечки массива руды в зоне, где концентрация напряженки еще

не достигла опасных значений. Затем с отставанием на 2-3 слоя отрабатывают смежную полосу 5, располагая ее одним флангом вприсечку к ранее заложенному массиву 22, а противоположным по диагонали флангом

вприсечку к опережающей полосе 4. Отработку смежной полосы 5 можно вести во встречных направлениях до половины ширины панели, со сбойками 7 одноименных по высоте слоем под тупым углом. Одновременно с отбойкой слоев смежной полосы 5

вдоль боковых границ панели, с противоположных по диагонали флангов отсекаемого массива проходят слоевые заходки 6 в направлении до закладочных массивов 22 и 4, образуя фланговые плоскости отсечки, сочленяемые под углом с фронтальной. Пространство слоевых сбоек 7 по высоте смежной полосы 5 заполняют перед закладкой рудной мелочью. В процессе отработки нижнего слоя смежной полосы со стороны ее примыкания к закладочным массивам 22 н 4

выделяют объемы пространства с размерами, равными размерам транспортно-доставочных выработок 9, в котором формируют навал рудной мелочи 18, покрывают его армирую- шей сеткой со стороны будущего обнажения, гидроизолируют и перекрывают сверху твердеющей смесью. После завершения работ по выемке и закладке смежной полосы 5 и слоевых заходок 6 получают парные целики 8, изолированные по всем плоскостям от рудного массива. Перед началом отбойки рудъ в целиках 8 с помощью погрузочнодоставочной техники извлекают оставленную рудную мелочь в первом слое смежной полосы 5 и в плоскости сбоек 7, образуя тем самым транспортно-доставочные выработки 9 и начальное компенсационное пространство

(отрезную щель) для отбойки скважинными зарядами по камерной схеме двумя расходящимися забоями. При этом работы по образованию выработок 9 и отрезной щели совмещают с образованием подготовительных (буровых) выработок 19 в массивах целиков 8. Выпуск руды по мере скважинной отбойки в целиках 8 производят на их противоположные фланги, что обеспечивает независимость грузопотоков, повышает занятость машинной техники и в целом увеличивает интенсивность отработки целиков.

После отгрузки и зачистки камер (например, с помощью дистанционно управляемой техники) их пространство 10 заполняют бесцементной (гидравлической) закладкой 11.

При дальнейшем развитии общего пролета выемки руды в панелях 1 до значения ширины 12, в два и более раз превышаюш,ей первоначально отмеченный шаг опускания или пригрузки налегаюш,их толш Ei, соответственно поэтапно создают давление избыточной воды в порах несцементированной закладки 11 путем подсоединения внутренних объемов пространств, оконтуренных

твердеющими массивами полос 22, 4 и 6, к внешнему гидростатическому давлению столба жидкости в системе скважин и трубопроводов 14 и поддерживают его до значений, не превышающих порог фильтрации воды в массивах твердеющей закладки, окаймляющих очистное пространство, что стабилизирует прогиб и концентрацию напряжений в налегающих породах.

6 22 7S //// /// /// I/// /)у ///

/// 19/9 3

Фиг. 2

3 6

73

Б-Б

7S

3

//Л /// У// /// /// /// /// /// /// /// ///I /// /// //А /// ///

Б-Б

7S

3

/ /// /// ///I /// /// //А //

9иг.З

9 3

3

W /А /// у// ///////////////////// /// ////// /// ///

В-В

73

Фиг Л

/// /У/ /// /// /// /// /////////////// /// //////

;

/r(v //y

S)

7S

.

AY///////////

L-H

Фиг.

Фиг. 6

1(8)