Способ подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых Советский патент 1991 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к технологии разработки месторождений гвордых полезных ископаемых и может быть использовано при подземной разработ,ке месторождении рудных полезных ископаемых с применением буровзрыв- ных работ.

Цель изобретения - стабилизация качества добываемого полезного ископаемого в результате смешивания последнего при отбойке и выпуске,

На фиг. 1 изображена схема отработки запасов выемочной единицы вертикальными слоями, перпендикулярными направлению простирания слоев различного качества, вид в планер на фиг-. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (при отбойке вертикальных слоев рядами взрывных скважин); на фиг. 3 - то же, при отбойке вертикальных слоев веерами взрывных скважин; на фиг. 4 - схема размещения вертикальных взрывных скважин относительно наклонных слоев различного качества; на фиг.5 - то же, при отбойке горизонтальными скважинами на фиг. 6 - схема размещения веера взрывных скважин при складкообразном залегании слоев раз- личйого качества.

Способ осуществляют следующим образом.

Отработку запасов выемочной- единицы 1 ведут вертикальными слоями 2- 5, перпендикулярными слоям 6-12 различного качества или параллельными направлению 13 максимальной изменчивости усредняемого показателя, если слои различного качества не выделяются. Ориентировка отбиваемых слоев, которые могут быть не только вертикальными, но и наклонными и горизонтальными, по направлению максимальной изменчивости показателя является первой и необходимой операцией предлагаемого способа. Эта операция позволяет достичь усреднения между объемами отбиваемых слоев и перейти к операциям усреднения в более мелких объемах путем взрывания и перемешивания в процессе выпуска. Отбойку полезного ископаемого ведут перекрестным взрыванием скважин 14-27 одновременно из противолежащих вертикальных слоев 3 и 4 с изменением мощности зарядов RB в скважинах 14-27 и выпуском полезного ископаемого после взрывания каждой пары вертикальных слоев Зи4, 2 и 5 и т.д.Выбор одновременно взрываемых пар скважин, например 14 и 27, 16 и 24 и очередности взрывания этих пар производят по критерию минимума отклонения

0

значения усредняемого показателя в отбиваемом объеме каждой парой скважин от среднего значения по запасам Выемочной единицы 1. Для упрощения реализации способа после увеличения очистного пространства до предела, исключающего взрывание скважин в зажа- (той среде, можно увеличить постепенно интервал между выпусками или про- изводить одновременно взрывание нескольких пар или нечетного сочета- ния скважин, устанавливая очередность их взрывания, и производить выпуск после отбойки каждой пары противолежащих слоев. При этом во всех случаях устанавливают очередность их взрывания по тому же критерию минимума отклонения от среднего по запа- сам выемочной единицы.

Условие минимума для перекрестного взрывания вертикальных слоев выражается соотношением

- а - мин;

30

i l,Z,...,n,

j 1,2,...,m,

5

0

5

0

5

V аЦ

где n, m - соответственно число

скважин в секциях первого и второго вертикальных слоев (3 и 4, 2 и 5 и т.д.)

содержание компонента (или другого усредняемого показателя) в объемах Vj,, YЈJ отбиваемых соответственно i-й и j-й секциями первого и второго вертикальных слоев; а - среднее значение содержания компонента в запасах выемочной единицы. Аналитическое выражение устанавливает связь между физическими величинами способа (объемами отбиваемого полезного ископаемого каждой взрываемой пары скважин или группой скважин, содержанием компонента в каждом из этих объемов и др.), порядком и очередностью взрывания скважин.

При вертикальном и крутом залегании слоев 6-12 различного качества мощность зарядов BR увеличивают в какдои паре последовательно взрываемых скважин (групп скважин), например 14 и 27, 16 и 24 и т.д. В случаях закономерного изменения усредняемого показателя от слоя 6 к слою 12 (уменшения или увеличения) одновременно взрывают скважины, расположенные в противолежащих вертикальных слоях 3 и 4 симметрично относительно вертикальной оси 1 компенсационной камеры.

При закономерном изменении усредняемого показателя от слоя ь к слою 12 (уменьшения или-увеличения) одновременно взрывают скважины, расположенные в противолежагчих вертикальных слоях 3 и 4 симметрично относительно вертикальной оси 1 компенсационной камеры 2 например 15 и 26, 16 и 25 и т.д. Взрывать можно одновременно и группами скважин, например 15 и 16 слоя 3, с одной сто- роны, и 25 и 26 слоя 4, с другой стороны и т.д. Перекрестным взрыванием достигают того, что отбитое полезное ископаемое по высоте заполняет пространство над выпускной выработг,

кой объемами V , + V: (или V + т J

+ ), которые между собой не пе- i J

ремешиваются или перемешиваются незначительно. Для более глубокого перемешивания этих объемов заряды RB каждой пары последовательно взрываемых скважин (групп скважин) изменяют, причем изменяют в зависимости от закономерностей размещения качества полезного ископаемого в пространстве в пределах запасов выемочной единицы. При вертикальном и крутом залегании слоев 6-12 различного качества увеличивают мощность зарядов RB каждой пары последовательно взрываемых скважин. При этом пространство над выпускной выра-- боткой заполняется отбитым полезным ископаемым с крупностью куска, уменьшающейся в направлении снизу ев ex.

После отбойки двух противолежащих 4вертикальных слоев и заполнения.выраб тайного пространства производят выпу отбитого полезного ископаемого. В процессе выпуска более мелкие кускк одного качества проникают (просачиваются) в зазоры между более круп

5

5

0

5

5

0

5

ными кусками другого качества и происходит перемешивание кусков различного качества. Вертикальные слои 6-12 могут также отбивать веерами скважин 28-34 с выпуском руды через выработку 35. При горизонтальном и наклонном залегании слоев 36-39 различного качества мощность зарядов BR в скважинах увеличивают в направлении снизу вверх.

Изменение мощности зарядов RB мсх- но осуществить различными способами в зависимости от расположения взрыз- ных скважин относительно слоев 36- 39. При отбойке вертикальными скважинами 40-46 можно увелнчивять мощность зарядов PR . пары последовательно взрываемых скважин. Кроме того, (можно увеличивать мощность зарядов RR в пределах ::аждой скважины также в направлен -:: вверх„ При таком взрывании кпупнчсть сырья будет изменяться только в пределах каждой пары одновременно взрычаетчъгх скважин (грулп), В процессе выт ска перемешивание будет происходить также в пределах объемов, отбиваемых каждой пг.рой скважин. При отбойке горизонтальными скважинами 47-5 Б изменении мощности зарядов в пределах каждой скважины нет необходимости. Заряды ВВ увеличивают от скважины 47 к сважпме 54 в направлении снизу рперх.

В условиях складкообразного залегания слоев 55-58 различного качества веера взрывных скважин располагают симметрично относительно огн 59 складки, а взрывные скважины 60-66 в веерах бурят в направлениях максимальной изменчивости усредняемого показателя. В данном случае одного признака - симметричного расположения веера относительно оси складки - недостаточно для того, чтобы получить однозначное решение. Из двух возможных положений веера, симметричных относительно, оси складки, следует выбрать такое, которое позволяет бурить скважины в направлениях максимальной иэме -гиности усредняемого показателя.

Таким образом, при различных закономерностях размещения качества полезного ископаемого в недрах с помощью технологических операций ориентирования в пространстве отбиваемых слоев, перекрестного взрывания скважин в определенной последовательности и изменения мощности зарядов В в

скважинах достигают усреднения сначала в объемах отбиваемых слоев, затем в объемах одновременно взрываемых скважин и наконец, в объемах отдельных кусков. В результате трехстадиаль- ного усреднения достигается глубокое перемешивание отбитого полезного ископаемого в процессе очистной выемки и стабилизируется качество грузопото- J ков, поступающих из забоев выемочных единиц.

Формула изобретения

1. Способ подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых, включающий проведение горных выработок в выемочной единице, отбойку запасов полезного ископаемого раз- личного качества бурением скважин и взрыванием в них зарядов ВВ, выпуск полезного ископаемого после отбойки и усреднение качества полезного ископаемого, отличающийся тем, что, с целью стабилизации качества добываемого полезного ископаемого в результате смешивания последнего при отбойке и выпуске, отбойку запасов полезного ископаемого каждой выемочной единицы ведут слоями перпендикулярными слоям различного качества , причем отбойку ведут перекрестным взрыванием скважин одновременно из противолежащих слоев с из- менением мощности зарядов ВВ в скважинах, а выбор одновременно взрываемых скважин и очередность их взрывания производят по критерию минимума отклонения значения усредняемого показателя в отбиваемом объеме от

среднего по запасам выемочной единицы.

2.Способ по п. 1, отличаю- -щ и и с я тем, что отбойку полезного ископаемого осуществляют парами скважин, расположенных в противолежащих слоях, причем при закономерном изменении усредняемого показателя от слоя к слою взрывают скважины, симметрично расположенные в противолежащих слоях, а выпуск полезного ископаемого осуществляют после взрывания каждой пары скважин.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбойку каждой пары последовательно взрываемых скважин осуществляют с увеличением мощности зарядов ВВ.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что отбойку скважин осуществляют с увеличением мощности зарядов РВ снизу вверх.

5.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при отсутствии выраженных слоев различного качества отбойку запасов полезного ископаемого ведут слоями параллельными направлению максимальной изменчивости усредняемого показателя,

6.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при складкообраз- ном залегании слоев различного качества отбойку полезного ископаемого осуществляют взрыванием зарядов в веерах скважин, которые бурят в отбиваемых слоях симметрично относительно оси складки с расположением скважин в направлении максимальной изменчивости усредняемого показателя.

А

Изобретение относится -к подземной добыче полезных,ископаемых (ПИ) с усреднением их качества. Цель - повышение стабилизации качества добываемого ПИ в результате смешива- ния последнего при отбойке и выпуске. В выемочной единице проходят горные выработки. Отбойку ПИ различного качества осуществляют бурением и взрыванием скважин (С). Усреднение качества ПИ осуществляют при его отбойке и выпуске. При этом отбойку ПИ в каждой выемочной единице ведут слоями, перпендикулярными слоям различного качества. Взрывают С перекрестно из противолежащих слоев с изменением мощности зарядов ВВ в С. Выбор одновременно взрываемых С и очередность их взрывания производят по критерию минимума отклонения значения усредненного показателя (УП) в отбиваемом объеме от среднего значения выемочной единицы. Кроме того, отбойку ПИ осуществляют папами С, расположенных в противолежащих слоях, причем при закономерном изменении УП от слоя к слою взрывают С, симметрично расположенные з противолежащих слоях. Выпуск ПИ осуществляют после взрывания каждой пары С. Отбойку каждой пары последовательно взрываемых С осуществляют с увеличением мощности зарядов ВВ. Увеличение мощности зарядов ВВ производят при отбойке С снизу вверх. При отсутствии выраженных слоев различного качества отбойку ПИ ведут слоями, параллельными направлению максимальной изменчивости УП. При складкообразном залегании слоев различного качества отбойку ПИ осуществляют взрыванием зарядов в веерах С, которые :-урят в отбиваемых слоях симметрично относительно оси складки с расположением С в направлении максимальной изменчивости УП. 5 з.п.ф-лы, 6 ил. с 9 (Л Од № О Cfe го ч

6 7- 8

9 W 11 12

Фаг. 1 А-А

21 22 23 24 25 Я 27

7 8

9 Ю

Ц 12

12

Фиг. 2

Фиг. J

40 41 & & № 45 46

II 1-LL-L

Фиг. 4

39

62

61

60

,

7 / / /Ж

V

Ј /-V

о

0

оТГ о // о

//

о/Г о Л о

±t P7ffi

°

+|° °

ЈЩ &&$

Ш

Редактор Т.Парфенова

Составитель В.Черкашенинов

Техред М.Дидык Корректор Л.Бескид

Фиг. 5

о

/ /Ж

7///

о

,.Ј/,Ј--# S

ЈЩ &&$%Я7

Tf Zfisx As

-V

о

0

бд

Фае, 6