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

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных залежей малой и средней мощности.

Цель изобретения - снижение затрат на разработку залежей за счет уменьшения расхода воды и стоимости закладочных работ.

На фиг.1 показан отрабатываемый блок, поперечный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг 2 (разрез днища блока по восстающей транспортной выработке); на фиг.4 - разрез В-В

на фиг 2 (разрез по блоковому восстающему); на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг 3. на фиг.6 - продольный разрез по транспортной выработке, соединяющейся с выработанным пространством закладываемой камеры.

Способ осуществляется следующим образом.

Отрабатываемую крутопадающую рудную залежь с устойчивыми вмещающими породами разбивают на блоки Высоту блока (этажа) принимают равной 50-60 м, а длину блока - от 40-50 м до 80-100 м

о ел о о

Ч)

о

Подготовительные работы заключаются в проведении транспортного штрека 1 по породе в лежачем боку залежи. Причем транспортный штрек 1 проходят под углом а к горизонту, выбираемому с учетом физико-механических свойств транспортируемой шахтным селем руды (породы), исходя из соотношения

а Ј arctg

(А-РВ)

рг+рвСКр--)

(1)

где и /OB - плотность горной породы и воды соответственно;

Кр - коэффициент разрыхления;

i - коэффициент динамического тре- ния.

Параллельно транспортному штреку 1 проходят ходовой штрек 2 также под углом а к горизонту. Транспортный штрек 1 и ходовой штрек 2 сбивают со стволом 3. Для обезвоживания шахтного водокаменного потока (шахтного селя) в почве транспортного штрека 1 сооружают отстойник 4 и на уровне почвы этого штрека перекрывают отстойник 4 решетками 5 колосникового типа (фиг.2). Далее транспортный штрек 1 сбивают с приемным бункером 6, соединяющимся со стволом 3. Для приема воды сооружают водосборник 7, соединяющийся с отстойником 4 наклонной выработкой. Размеры участка транспортного штрека 1, перекрываемого решетками 5 колосникового типа, отстойника 4 и водосборника 7 рассчитывают, исходя из заданных объемов шахтного селя. Для обеспечения замкнутой схемы водообеспечения водосборник 7 сбивают с ходовым-штреком 2 восстающей выработкой 8.

На флангах блока проходят блоковые восстающие 9 и 10, сбиваемые с транспортным штреком 1 и транспортным штреком 11 вышележащего блока. Из блоковых восстающих 9 и 10 пробивают ходки в камеру через 4-6 м по вертикали. Ходки располагают горизонтально или с наклоном до 30-40° в сторону камеры. На фиг,4 показан случай подготовки с горизонтальными ходками. Горизонтальные ходки 12 проходят заблаговременно по всей высоте блоковых восстающих 9 и 10 до того, как они будут закреплены, чтобы в последующем не нарушать крепь.

Между блоковыми восстающими 9 и 10 выше транспортного штрека 1 по рудной залежи проходят подсечной штрек 13, служащий в начальной стадии отработки также и в качестве вентиляционного. Из подсечного штрека 13 и транспортного штрека 1

оформляют выпускающие выработки (дучки) 14, соединяющие выработанное пространство камеры с транспортным штреком 1. Выпускные окна дучек 14 располагают в

стенке транспортного штрека 1 по всей длине блока через 8-10 м. Блоковые восстающие 9 и 10 и транспортный штрек 1 соединяют с ходовым штреком 2 ходовыми сбойками 15 и 16 (фиг.З). На вышележащем

0 фланге блока сооружают стационарную аккумулирующую емкость 17 для воды путем проходки из ходового штрека 2 специальной выработки большого сечения под углом 40-50° относительно транспортного штре5 ка 1 и в месте соединения ее с этим транспортным штреком устанавливают капитальную бетонную перемычку с дверью-затвором 18 (фиг.З).

Для увеличения столба воды в аккумули0 рующей емкости 17 входное отверстие со стороны ходового штрека 2 частично перекрывают бетонной перемычкой 19 (фиг.5). Для подачи воды в аккумулирующую емкость 17 в ходовом штреке 2 и восстающей

5 выработке 8, соединяющейся с водосборником 7, укладывают трубопровод. Для доставки оборудования, материалов и ВВ в кровле ходового штрека 2 устанавливают монорельсовые или моноканатные транспорт0 ные средства.

После завершения указанных подготовительных работ приступают к очистным работам.

Отработку запасов блока производят

5 снизу-вверх, заполняя выработанное пространство отбитой рудой отбитой рудой (магазином) оставляют свободное пространство высотой 2 м.

Руду отбивают с поверхности магазина

0 взрыванием шпуровых зарядов, что исключает необходимость в буровых выработках. Для бурения вертикальных шпуров используют телескопные перфораторы. Отбитую руду выпускают под действием силы тяже5 сти через выпускные выработки (дучки) 14 в основании блока. После отбойки заданного объема руды производят частичный выпуск магазина, чтобы образовать свободное пространство для работы бурильщиков, так как

0 взорванная руда увеличивается в объеме на 25-35%. Вытекшую самотеком из дучек руду транспортируют а пределы блока шахт- ными селевыми потоками. Для этого наполняют водой аккумулирующую емкость

5 17. Воду в аккумулирующую емкость 17 подают из водосборника 7 с помощью насоса по трубопроводу, проложенному в восстающей выработке 8 и ходовом штреке 2

Массу воды, подаваемой за один пуск из аккумулирующей емкости, нормируют в зависимости от массы руды, вытекшей самотеком через дучки в транспортную выработку, от угла наклона транспортной выработки и от расстояния транспортировки согласно соотношения

ftcosa-sina sin a + i/ , cos a

кЈт

тт K3, (2)

где me - масса воды, подаваемой за один пуск из аккумулирующей емкости, т;

тт - масса отбитой руды, вытекающей самотеком из дучек в транспортную выработку, т;

a - угол наклона транспортной выработки, град;

(I - коэффициент динамического трения;

Кр - коэффициент разрыхления;

К3 1,1-1,3 - коэффициент запаса расхода воды, зависящий от расстояния транспортировки.

Наполнив аккумулирующую емкость 17 водой, открывают дверь-затвор 18 и выпускают заданное количество воды непосредственно в транспортный штрек 1. Поток воды, выпущенный втранспортный штрек 1, захватывает порции руды, вытекшей самотеком из дучек 14, и, насытившись твердым материалом до определенной концентрации, перемещается вниз под действием гравитационных сил по наклонной почве транспортного штрека 1.

В транспортном штреке 1 шахтный се- левОй поток проходит через колосниковые решетки 5, освобождается от жидкой составляющей и рудной мелочи, и далее обез- воженная рудная масса самотеком поступает в приемный бункер 6. Рудная мелочь, поступившая вместе с водой в отстойник 4, через колосниковые решетки 5, после оттока воды в водосборник 7 перепускается по сбойке 20 в приемный бункер 6. Из приемного бункера 6 обезвоженная руда перегружается в скипы и по грузовому стволу 3 выдается на поверхность.

Через определенный промежуток времени вновь производится выпуск воды из аккумулирующей емкости.17 и по транспортному штреку 1 транспортируют вытекшую самотеком из дучек 14 руду шахтным селевым потоком до ствола 3. Пуск воды продолжают до тех пор, пока магазин не разгрузится на заданную величину. Затем опять производят отбойку руды с поверхности магазина, частичный выпуск руды из магазина путем смыва вытекшей самотеком из дучек 14 руды в транспортный штрек 1. Чередуя отбойку руды в камере, выпуск

руды самотеком из дучек 14 малыми порциями и выпуск воды из стационарной аккумулирующей емкости 17, производят отбойку всей руды в камере и разгрузку магазина.

По окончании отбойки руды в камере

производят общий выпуск руды из камеры и транспортировку ее шахтными селевыми потоками до ствола 3 (фиг.6). Чередуя выпуск руды самотеком из дучек 14 и выпуск

0 воды из стационарной аккумулирующей емкости 17 в заданном режиме, производят транспортирование шахтными селевыми потоками всей выпущенной в течении некоторого времени отбитой рудной массы из

5 магазина до грузового ствола 3.

После выемки камерных запасов производят закладку камеры твердеющей смесью.

Подготовительные работы заключаются

0 в проведении наклонной закладочной выработки для транспортировки закладочной смеси. При этом эту выработку проходят под углом о; к горизонту, выбираемому с учетом физико-механических свойств всех компо5 нентов твердой составляющей закладочной смеси, исходя из соотношения (1).

В верхней части выработки проходят две камеры (емкости). Первую камеру 20. расположенную выше, сбивают с дневной

0 поверхностью восстающей выработкой 21 (породоспуском) для наполнения ее крупным заполнителем закладочной смеси (пустой породой). Перед камерой 20 на некотором расстоянии, ниже по падению

5 закладочной выработки, проходят вторую камеру 22 для наполнения ее мелким заполнителем с аяжущим материалом (сухой пес- чанно-цементной смесью) и сбивают эту камеру с дневной поверхностью с помощью

0 специально пробуренной скважины 23 большого диаметра. Обе камеры 20 и 22 соединяют с закладочной выработкой выпускными выработками (дучками). Выше камеры 20 сооружают аккумулирующую емкость

5 17 для воды. Таким образом, все камеры проходят вдоль оси выработки 24 выше отметки кровли отработанной камеры.

После завершения указанных подготовительных работ приступают к закладочным

0 работам.

Крупный заполнитель закладочных смесей (породу) и мелкий заполнитель с вяжущим материалом (сухую песчанно-це- ментную смесь) подают непрерывно с днев5 ной поверхности по породоспуску 21 и скважине 23. По выпускной выработке (дуч- ке) из камеры 20 в выработку 24 выпускают самотеком заданную порцию крупного заполнителя, а из камеры 22, расположенной ниже, выпускают порцию мелкого заполнителя с вяжущим материалом. Воду в аккумулирующую емкость 17 подают по шахтному водопроводу. При этом массу воды, подаваемой за один пуск из аккумулирующей емкости 17, нормируют в зависимости от массы твердой составляющей закладочной смеси (крупного заполнителя и мелкого заполнителя с вяжущим материалом), вытекающей самотеком через дучки из обеих камер 20 и 22 в выработку 24, от угла наклона выработки 24 и от расстояния транспортировки согласно соотношения (2).

Наполнив аккумулирующую емкость 17 водой, открывают дверь-затвор и выпускают заданное количество воды, определяемое по формуле (2), где тт - масса крупного заполнителя и песчанно-цементной смеси, в выработку 24, Поток воды, выпущенный в выработку 24, захватывает порцию крупного заполнителя, вытекшую по выпускной выработке (дучке) из камеры 20, и под действием гравитационных сил перемещается вниз по наклонной почве выработки 24. Далее водопородный поток набегает на вытекшую из камеры 22 порцию мелкого заполнителя с вяжущим материалом и, насытившись до нужной концентрации, перемещается вниз по выработке 24, тщательно перемещаясь в процессе движения. Из выработки 24 готовая закладочная смесь поступает в выработанное пространство закладываемой камеры,

В это время на вытекающий по дучкам в выработку 24 из обеих камер крупный заполнитель и мелкий заполнитель с вяжущим материалом вновь подают поток воды, и цикл работ по приготовлению и транспортировке закладочной смеси продолжается.

Формула изобретения

Способ разработки крутопадающих рудных залежей, включающий проходку транспортных, вентиляционных и закладочных выработок, буровзрывную отбойку руды в камерах, выпуск- руды через выпускные выработки в транспортную выработку, подачу воды в отбитую руду, гидротранспорт ее по почве транспортной выработки, приготовление закладочного материала из крупного заполнителя и песчано-цементной смеси и закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на разработку залежей за

счет уменьшения расхода воды и стоимости закладочных работ, транспортные и закладочные выработки проходят под углом а соответственно в сторону приемного бункера и отработанной камеры

« arctg

ftCfr-A) А+/ъ(Кр-1)

где и ръ - плотность отбитой горной массы и воды соответственно;

Кр - коэффициент разрыхления; /л - коэффициент динамического трения;

подачу воды осуществляют непосредственно в транспортную выработку, при этом количество воды тв, подаваемой за один пуск, определяют из выражения

ГЛв

/ cos a - sin a

sin a + cos a

р - Л

ГПтГ Кэ,

где К3 - 1,1-1.3 - коэффициент запаса рас- хода воды, зависящий от расстояния транспортировки;

гпп- масса отбитой руды; а- угол наклона транспортной выработки;

а приготовление закладочного материала осуществляют в процессе его транспортирования водой по закладочной выработке последовательной подачей в нее сигнала воды, затем крупного заполнителя и песчаноцементной смеси из камер, которые

проходят из закладочной выработки вдоль ее оси выше отметки кровли отработанной камеры, при этом количество воды, подаваемой за один пуск, определяют из выраже- ния

ГЛв

/и cos «-sina

ГПТ2 К3,

45

sin а + у r cos a - т

где тт2 - масса крупного заполнителя и песчано-цементной смеси, причем проходку камер из закладочной выработки осуществляют в направлении от отработанной каме- ры в очередности, обратной указанной очередности подачи заполнителей и воды в закладочную выработку

Изобретение относится к подземной разработке залежей с гидродоставкой руды Цель изобретения - снижение затрат на разработку залежей за счет уменьшения расхода воды и стоимости закладочных работ Проходят транспортные, закладочные и вентиляционные выработки (В). Первые две проходят под углом соответственно в сторону приемного бункера и отработанной камеры (К). Угол наклона определяют по приведенной расчетной формуле, в К ведут буровзрывную отбойку руды. Руду выпуска2 ют через выпускные В и транспортируют ее подачей воды непосредственно в транспортную В в отбитую руду Гидротранспорт руды осуществляют по почве транспортной В Выработанное пространство закладывают материалом, приготовленным из крупного заполнителя и песчанно-цементной смеси Количество воды, подаваемой за один пуск определяют из приведенного выражения Приготовление доставочного материала осуществляют в процессе его транспортирования водой по закладочной В последовательной подачей в нее сначала воды, затем крупного заполнителя и, наконец, песчан- но-цементнсй смеси и К, которые проходят из закладочной В вдоль ее оси выше отметки кровли отработанной К. Количество воды, подаваемой за один пуск, определяют по приведенной в описании изобретения формуле. Проходку К для материалов и воды осуществляют из закладочной В в направлении от отработанной К в очередности, обратной указанной очередности подачи заполнителя и воды в закладочную В 6 ил (Л С

Фиг.1

3

фае. 2

.

V

Фиг. 3 2 is г 19 (в

г-г-Г

13

Фиг. 5

Фиг. 6