Способ разработки рудных месторождений Советский патент 1991 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при разработке рудных месторождений, преимущественно средней мощности, полого и наклонного залегания, с неустойчивыми породами кровли.

Цель изобретения - снижение затрат на поддержание буродоставочной выработки за счет адаптации формы ее кровли к напряженному состоянию горного массива.

На фиг. 1 представлены вертикальный разрез отрабатываемого рудного блока по

оси буродоставочной выработки после образования отрезной щели,на фиг 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг 3 разрез Б-Б фиг. 1 на стадии заряжания скважин зарядами ВВ; на фиг. 4 - вертикальный разрез отрабатываемого рудного блока по оси буродоставочной выработки на стадии выпуска отбитой руды; на фиг. 5 - вертикальный разрез отрабатываемого рудного блока по оси буродоставочной выработки ча стадии заряжания скважин зарядами ВВ; на фиг 6 - разрез В-В фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Г-Г фиг 5.

Способ осуществляется следующим образом.

Проходят транспортные и вентиляционные выработки. В почве отрабатываемого рудного блока 1 проходят буродоставочную выработку 2 и формируют отрезную щель 3, заполненную обрушенными породами 4 кровли 5 (фиг. 1).

Из буродоставочной выработки 2 отрабатываемый рудный блок 1 разбуривают веерами скважин 6 (фиг. 1 и 2), которые заряжают зарядами В В и взрывают слоями в зажатой среде на обрушенные породы.

В процессе отбойки руды сечения буродоставочной выработки в зоне выпуска руды увеличивают в вертикальном направлении и оформляют ее кровлю по эллипсу с ориентацией длинной полуоси эллипса вдоль действия максимальных сжимающих напряжений и соотношением полуосей эллипса, равным соотношению главных напряжений в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки, при этом меньшая полуось проходит через пяту свода кровли буродоставочной выработки.

Определяют вертикальную оъ и горизонтальную 7г составляющие горного давления и призабойной части отрабатываемого рудного блока 1. Для этого используют один из известных геофизических методов, например метод ультразвукового прозвучивания, который заключается в следующем.

Для определения вертикальной составляющей горного давления в средней части двух соседних скважин б, пробуренных в почве рудного блока 1, в одной вертикальной плоскости размещают источник и приемник 8 ультразвуковых колебаний, которые соединяют с известными геофизическими npv борами. Определяют время прохождения ультразвуковых колебаний между источником 7 и приемником 8. Затем с помощью кзвестных приемов определяют вертикальную составляющую ств горного давления. Для опреления горизонтальной составляющей ат горного давления в средней части двух соседних скважин 6, пробуренных в кровле рудного блока 1, в одной горизонтальной плоскости размещают источник 7 и приемник 8 ультразвуковых колебаний, которые соединяют с известными геофизическими приборами. Определяют время прохождения ультразвуковых колебаний между источником 7 и приемником 8. Затем с помощью известных приемов определяют горизонтальную составляющую ог горного давления.

Перед отбойкой очередного слоя 9 руды в следующем слое 10 руды определяют, например, с помощью рулетки и отвеса вертикальное расстояние h от пяты свода 11

кровли до почвы 12 буродоставочной выработки 2 и ширину а участка буродоставочной выработки 2. Для каждой скважины 6 с номером I в следующем слое 10 руды в кровле буродоставочной выработки 2 Определяют,

например, с помощью угломера угол наклона скважины к горизонту; определяют, например, с помощью рулетки и двух отвесов горизонтальное расстояние В от устья 13 скважины 6 до оси буродоставочной выработки 2, определяют, например, с по- мощью рулетки и отвеса вертикальное расстояние hi от устья 13 скважины 6 до почвы 12 буродоставочной выработки 2, определяют по формуле Ci hi - h вертикальное

расстояние Ci от устья скважины 6 до горизонтальной плоскости которая проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2 и которая пересекает плоскость Б-Б сечения по штрихпунктирной линии

(фиг. 3).

Для каждой скважины 6 с номером I в следующем слое 10 руды в кровле буродоставочной выработки 2 определяют длину It заряда ВВ 14, который е последующем должен быть размещен на участке скважины 6 от ее устья 13 до точки пересечения этой скважины 6 с находящимся в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки эллипсом, меньшая полуось которого

проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2. На фиг. 3 указанный эллипс изображен пунктирной линией. Длину li заряда В В определяют по формуле

40

11(Х1,-Х2,)2+(У1|-У2|)2

где хц Bi - горизонтальное расстояние от устья 13 скаажины 6 до оси буродоставочной выработки 2;

у1( Ci - вертикальное расстояние от устья 13 скважины 6 до горизонтальной плоскости, которая проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2;

50

X2i

+«2tg2y i -a yitgffi /I2 +c tg2 p

горизонтальное расстояние от точки пе- ресечения скважины 6 с находящимся в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки эллипсом, меньшая полуось которого проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2, до оси буродоставочной выработки 2;

У21 X2i tg p( + yi - вертикальное расстояние отточки пересечения скважины 6 с находящимся в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки эллипсом, меньшая полуость которого проходит через пяту свода буродоставочной выработки 2, до горизонтальной плоскости, которая проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2;

.--§-величина меньшей горизонтальной полуоси эллипса, которая проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2;

Р § 7т величина большей вертикальной полуоси эллипса, которая проходит через ось буродоставочной выработки 2;

yi Ci - BJ tg (pi - параметр, где а - ширина участка буродоставочной выработки 2 в следующем слое 10 руды;

fl -угол наклона скважины 6 к горизонту;

i 1,2..., N - номер скважины 6 в следующем слое 10 руды;

N - общее количество скважин 6 в следующем слое 10 руды.

Перед отбойкой очередного слоя 9 руды в каждой скважине 6 в следующем слое 10 руды в кровле буродоставочной выработки 2 располагают заряд ВВ 14 на участке скважины 6 от ее устья 13 до точки пересечения этойскважины б с находящимся в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки эллипсом, меньшая полуось которого проходит через пяту свода 11 кровли буродоставочной выработки 2, т.е. в каждой скважине 6 с номером I в следующем слое 10 руды в кровле буродоставочной выработки 2 от устья 13 скважины 6 располагают заряд ВВ 14 длиной li. Вычисленное по указанной выше формуле значение длины Ь обеспечивает размещение заряда ВВ 14 на участке скважины б от ее устья 13 до точки пересечения этой скважины 6 с эллипсом, меньшая полуось которого проходит-через пяту свода 1 i кровли буродоставочной выработки 2. В скважинах 6 в очередном слое

9руды размещают заряды В В 14 по всей длине скважин 6.

Одновременно с взрыванием зарядов ВВ 14 в очередном слое 9 руды взрывают заряды ВВ в скважинах б следующего слоя

10руды. Взрывание зарядов ВВ 14 в отбиваемом слое 9 руды обеспечивает отбойку руды в зажатой среде в слое 9 и приводит к

смещению зоны опорного давления в сторону неотбитого массива рудного блока 1. Одновременное взрывание зарядов ВВ в следующем слое 10 руды обеспечивает придание кровле наиболее устойчивой эллипсовидной формы на участке буродостарочной выработки 2 у вновь образованного очистного забоя 15 (фит. 4).

Осуществляют торцевой вы пуск слоя отбитой руды под обрушенными породами 4 кровли 5 на буродоставочную выработку 2 и далее на откаточный горизонт шахты (фиг. 4). Аналогичным образом производят отбойку руды в последующих слоях (фиг. 5,

6 и 7).

Формула изобретения Способ разработки рудных месторождений, включающий проведение вентиляционных, транспортных и буродоставочных выработок, бурение скважин в рудном массиве, отбойку руды в забое взрыванием зарядов ВВ в скважинах, увеличение сечения буродоставочной выработки в зоне выпуска,

отбойку руды слоями в зажатой среде на обрушенные породы и торцевой выпуск отбитой руды в буродоставочную выработку, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на поддержание буродоставочной выработки за счет адаптации формы ее кровли к напряженному состоянию горного массива, предварительно определяют вертикальную и горизонтальную составляющие горного давления в призабойной части отрабатываемого рудного массива, увеличение сечения буродоставочной выработки осуществляют в вертикальном направлении и оформляют ее кровлю по эллипсу с ориентацией длинной полуоси эллипса вдоль действия максимальных сжимающих напряжений и соотношением полуосей эллипса, равным соотношению главных напряжений в плоскости поперечного сечения буродоставочной выработки,

при этом меньшая полуось проходит через пяту свода кровли буродоставочной выработки, перед отбойкой очередного слоя руды в каждой скважине следующего слоя руды заряды ВВ размещают в кровле буродоставочной выработки на участках скважин от их устья до пересечения скважин указанным эллипсом, а отбойку этих участков скважин в пределах следующего слоя руды производят совместно с взрыванием

зарядов В В в скважинах очередного отбиваемого слоя руды.

4 J

r5blvVJ

5Л

mm o/-J l-J 2G

6-6 / K /

A

Y

7ITVX

ФигЗ

5 / // A-A ,

I

1S

UT v

в 12 к г и i s

VMfSlO & 5

Ki3 I

Изобретение относится к разработке месторождений полого и наклонного залеганий. Цель - снижение затрат на поддержание буродоставочных выработок за счет адаптации формы ее кровли к напряженному состоянию горного массива Проходят вентиляционные, транспортные и буродо- ставочные выработки (ВДВ). Сечение ВДВ в зоне выпуска увеличивают ь вертикальном направлении. Руду отбивают б рением и взрыванием скважин слоями в зажатой среде на обрушенные породы До начала очистных работ определяют вертикальную и горизонтальную составляющие горного давления в призабойной части отрабатываемого рудного массива. Кровлю ВДВ оформляют по эллипсу с ориентацией длинной полуоси элпипса ьдот действия максимальных сжимающих напряжений и соотношением полуосей эллипса, равным соотношению главны напряжений в плоскости поперечного сечешя ВДВ При этом меньшая полуось проходит через пяту свод., кровли ВДВ Перед отбойкой очередного слоя руды в каждой скважине следующего слоя руды заряды В В размещают в кровле ВДВ на участках скважин от их устья до пересечения скважин указанным эллипсом Отбойку этих участков скважин в пределах следующего слоя руды производят совместно с взрыванием зарядов ВВ в скважинах очередного отбиваемого слоя руды Отбитую руду выпускают в торец ВДВ 7 ил С

ii 15 ti t.l

iч

N Ј. /

5 7