Способ определения потерь и разубоживания руды твердеющей закладкой и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для определения потерь и разубоживания в бортовых зонах контактной неопределенности при буровзрывном способе проходки горных выработок нисходящими слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства.

Известен способ определения потерь и разубоживания руды, заключающийся в проведении в отдельных блоках замеров объемов теряемой руды и объемов примешиваемых пород и в использовании полученных данных для оценки потерь и разубоживания на всем запроектированном к отработке участке месторождения.

Недостатком указанного способа является его высокая трудоемкость, связанная с замерами объемов теряемой руды и примешиваемых пород.

Наиболее близким к предлагаемому является способ определения потерь руды и разубоживания от примешивания твердеющей закладки при сложном бортовом контакте рудного и закладочного массивов, включающий выделение смежных замерных участков установленной длины з заход- ках первой, второй и третьей очередей, съемку контуров бортоз заходок с маркшейдерской привязкой смежных контуров в вертикальных плоскостях, определение средней высоты и ширины замерных участков, сопоставление изображений смежных контуров с определением с помощью палетки величин вклиниваний рудного и сколов закладочного массивов в бортовых зонах контактной неопределенности, а также расчет потерь и рэзубоживания руды.

Недостатком данного способа является то, он не обеспечивает высокой точности определения потерь и оазубоживания по аеличинам вклиниваний рудного и сколов закладочного массивов в бортовых зонах контактной неопределенности из-за погрешностей привязки смежных контуров в одной вертикальной плоскости и погрешностей, возникающих при графическом сопо- стэвлении уменьшенных изображений контуров.

Известно устройство (репер) для определения смещений и деформаций горных пород, включающее цилиндрический корпус, внутри которого размещен усеченный конус.

Недостатком этого устройства (репера) является невозможность его применения для определения потерь и разубоживания руды твердеющей закладкой в зоне контак- иой неопределенности.

Цель изобретения - повышение точности определения потерь и раэубоживания путем непосредственного определения величин вклиниваний рудного и сколов закладочного массивов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения потерь и разубсжиаания руды твердеющей закладкой при нисходящей слоевой выемке заход- ками, включающему выделение смежных камерных участков установленной длины в ззходках первой, второй и третьей очередей, определение средней высоты и шири- ны замерных участков, величин вклиниваний рудного и сколов за кладом но- ю массивов в бортовых зонах контактной неопределенности, расчет по полученным

данным потерь и разубоживания, перед закладкой заходок в рудных бортах перпендикулярно к ним бурят по установленной сетке короткие шпуры, вводят и закрепляют

в них цилиндрические корпуса устройств для определения потерь и разубоживания руды. После отработки заходок на контакте по одному или обоим бортам с закладочным массивом производят съемку, например фотографирование, бортов в местах расположения устройств с измерением диаметра сохранившейся конусной части каждого устройства. Потери П и разубоживание Р по каждому из бортов определяют по формулам:

ctgЈ/2|j a( -db)

- -100%;(1)

П

2ВНГ

Уз ctg а/2 2, a (DH - dHi)

Р 1 м

ZyBHL

100%, (2)

где ур и уз - объемная масса руды и тверде- ющей закладки;

DH - диаметр большего основания наружного конуса устройства;

db - диаметр малого основания внутреннего конуса устройства;

dbi и dHi - диаметр оставшейся части конуса 1-го устройства соответственно в руде и в закладке;

at - расстояние между смежными устройствами;

а и ft- углы вершин наружного и внутреннего конусов устройства;

п - количество установленных устройств;

Н и В - средняя высота и ширина замерного участка;

m - средняя длина замерного участка;

m - количество рядов устройств по длине замерного участка.

Для достижения поставленной цели в устройстве для определения потерь и разубоживания руды твердеющей закладкой, включающем цилиндрический корпус с размещенным внутри усеченным конусом,

внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде прямого конуса, повторяющего форму внутреннего усеченного конуса с высотой, равной высоте корпуса, со стороны малого основания внутреннего конуса корПуС соосно снабжен наружным усеченным конусом, большее основание которого примыкает к корпусу, внутренний конус изготовлен контрастным по цвету к наружному

конусу и корпусу, большее основание наружного конуса выполнено с диаметром, превышающим диаметр корпуса.

В формуле (1)

- db

ctg 1ы ,

(3)

где 1ы - длина оставшейся в массиве части внутреннего конуса 1-го устройства, равная величине рудной корки, потерянной в закладочном массиве при отработке эаходки. В формуле (2)

DH - dni

- ctg a/2 н,

(4)

где 1н1 - длина срезанной взрывом части наружного конуса, равная величине скола закладочного массива при отработке заход- ки.

Бурение перед закладкой заходок в рудных бортах перпендикулярно к ним коротких шпуров по установленной сетке позволяет разделить борт замерного участка на п элементарных блоков для обеспечения статистической обработки замерной информации.

Введение и закрепление в коротких шпурах цилиндрических корпусов устройств для определения потерь и разубожи- вания руды создяет базу для непосредственного и более точного без съемки и совмещения уменьшенных изображений бортовых контуров смежных заходок определения величин вклиниваний рудного и сколов закладочного массивов.

Съемка после отработки заходок второй и третьей очередей на контакте соответственно по одному или обоим бортам с закладочным массивом бортов в местах расположения устройств с измерением диаметра сохранившейся конусной части каждого устройства позволяет получить по формулам (3) и (4) величины вклиниваний рудного и сколов закладочного массивов и на их основе по формулам (1) и (2) определить потери и разубоживание по каждому из бортов, которые используются для оценки потерь и разубоживания на запроектированном к отработке участке месторождения с аналогичными горно-техническими условиями и технологией.

На фиг. 1 показана схема размещения шпуров и устройств в рудных бортах заход- ки 1-й очереди; на фиг. 2 - схема расположения устройств в заходке 1-й очереди после закладки ее твердеющей смесью; на фиг. 3 и 4 - схемы расположения оставшихся в закладочном массиве частей устройств в заходке соответственно 2-й и 3-й очередей; на фиг, 5 и 6 - схема расположения устройств в зоне контактной неопределенности до и после отработки заходки 2-rt и е реди; на фиг. 7 - разрез А-А на фиг. 3 H:I фиг. 8 - устройство.

На фиг. 1-8 приняты обозначен.п. 1,2,1 3 - заходки первой, второй и третьей O ui v

дей с замерными участками; 4 короткие шпуры; 5 - устройство для определений потерь и рэзубоживания руды; б - корпус устройства; 7 и 8 - внутренний и иару жний конусы устройства; 9 - оставшиеся после

отработки заходки части устройства; 10 - закладочный борт заходки / -и очереди; 11 - участок скола заклпдки; 12-участок вклинивания руды в закладочный массив; 13 - за- ходка 2-й очереди; 14- рудный борт заходки

13 2-й очереди; 15 и 16 - закладочные 6opia заходки 3-й очереди.

В блоке, отрабатываемом системой нисходящих iоризонтальных слоеп с закладкой, выделяют смежные замерные учаг.тки

установленной длины в заходках 1-й, 2-й и 3-й очередей. В противолежащих рудных бортах заходки 1-й очереди перпендикул- р- но к ним по установленной сетке бурят вер тикально расположенные ряды коротких

шпуров 4.

Верхнюю и нижнюю границы сетки располагают от уровней кровли и почвы заходки на расстоянии радиуса действия устройства 5, равном половине принятого

размера сетки, т.е. ai/2 (фиг. 7). Глубина шпурол намного превышает длину ччлинд- рических корпусов 6 устройстг 5, имеющих внутренний 7 и наружный 8 конусы (фиг. Ь). Затем вводят и закрепляют в шпурах цилиидрические корпуса устройств 5 для определения потерь и разубоживания руды (фиг. 1). Длину каждого устройства принимают раиной удвоенной ширине (2t, фиг. 5) зоны контактной неопределенности, определяемой

экспериментальным путем («и - проектный контур борта заходки). После закладки 3d- ходки 1-й очереди и набора закладочным массивом допустимой прочности (фиг. 2) по контакту с ним отрабатывают заходку 2-й

очереди по принятому паспорту буровзрывных работ. При этом оставшиеся части 9 устройства 5, расположенные в плоскости, бортовой зоны контактной неопреле/.счно- сти(фиг. 3 и 6) непосредственно принязыи-v

ют каждый вертикальный бортовой контур заходки 2-й очереди к смежному бортовог.,у контуру заходки 1-й очереди. Произродят съемку борта 10 заходки 2-й очереди (фиг. 7) в местах расположения устройств с измерением диаметра dbi и dHi (фиг. 6) сохранившейся конусной части каждого устройства на участках скола 11 закладки и вклиниваний 12 руды в закладочный массив. Потери

и разубоживание по борту 10 определяют по формулам (1) и (2).

Одновременно с отработкой заходки 2- й очереди отрабатывают заходку 13 также 2-й очереди (фиг. 3), в которой по рудному борту 14 осуществляют маркшейдерскую привязку границ замерного участка. В борту 14 заходки 13 перпендикулярно к нему по установленной сетке бурят вертикально расположенные ряды коротких шпуров, вводят и закрепляют в них цилиндрические корпуса устройств 5.

После закладки заходок 2 и 13 второй очереди и набора закладочным массивом допустимой прочности отрабатывают заходку третьей очереди (фиг. 4), в которой определяют величины потерь и разубожива- ния по бортам 15 и 16 в границах замерного участка.

П р и м е р. На Орловском руднике выемку руды буровзрывным способом вели системой горизонтальных слоев с закладкой в заходках шириной м и высотой ,5 м. Объемная масса ур 3,8 т/м3, ,0 т/м3. Потери и разубоживание руды твердеющей закладкой в бортовых зонах контактной неопределенности (фиг. 5,6) при данной технологии имели место в заходках 2-й и 3-й очередей (в заходках первой очереди контакт с закладочным массивом в бортах отсутствует). В заходках 2-й очереди (контакт с закладочным массивом по одному борту) потери и разубоживание в бортовой зоне контактной неопределенности определяли соответственно по одному борту. В заходках 3-й очереди (контакт с закладочным массивом по двум бортам) потери и разубоживание определяли по каждому из этих бортов. В заходках 1-й. 2-й и 3-й очередей выделяли смежные замерные участки. Длина замерных участков равна удвоенной средней величине уходки забоя за цикл. т.е. ,0 м. Шпуры для установки устройств бурили в рудных бортах заходки перпендикулярно к ним по сетке 0,5x0.5 (,5 м). Диаметр шпуров 40 мм, глубина 0,25 м. Количество шпуров по одному борту замерного участка 70, их суммарная длина 0,25x70 17,5 м. Диаметр большего основания наружного конуса устройства мм диаметр малого основания внутреннего конуса устройства мм. Углы вершин наружного и внутреннего конусов а 22,4° и .29°. Устройства изготавливали из твердеющего цементно-песчаного раствора, прочность на сжатие затвердевшего материала равна или немного превышала прочность закладочного массива. Внутренний конус изготавливали на основе белого цемента, а наружный конус и корпус устройства - с добавлением в раствор черного красителя. Длина устройства равна удвоенной ширине зоны контактной неопределенности (2x0,2 м). Длина наружного конуса устройства ,2 м. Устройство ввели в шпур на всю длину корпуса (,2 м) до упора в борт большего основания наружного конуса и закрепили на цементном растворе. После

установки и закрепления всех устройств заходку первой очереди закладывали твердеющей смесью и после набора закладочным массивом прочности на сжатие 0,7-1,0 МПа отрабатывали заходку 2-й очереди, граничащую с указанным закладочным массивом на участке установки устройств.

В заходке 2-й очереди определяли средние фактические высоту и ширину замерного участка. Производили съемку борта

закладочного массива (фиг. 7) в заходке 2-й очереди с измерением диаметра сохранившейся конусной части каждого устройства. Исходные данные (,29°; ,005 м; .0 м) и найденные значения (,50 м;

,00 м; ,50 м; .023 м; .012 м; ,03U м; ,025 м; ,031 м; ,034 м) подставили в формулу (1) для определения потерь руды в закладочном массиве, П-0,31%.

Исходные данные а 11,4°; ,05 м; ,8 т/м3; ,0 т/м3; 1 6,00 м) и найденные значения (аН),50 м; ,00 м; ,50 м; dHH),016 м; ,027 м; ,044 м; ,018 м; .022 м; ,030 м;

,035 м; ,043 м; ,041 м; ,041 м; ,024 м; dt,,019 м) подставляют в формулу (2) для определения разубоживания руды твердеющей закладкой, .23%.

Затем аналогично определили величину потерь и разубоживания на замерном участке в заходке 3-й очереди по каждому из бортов.

Полученные данные потерь и рззубоживания в заходках 2-й и 3-й очередей используют для оценки потерь и разубоживааия на отрабатываемом по принятой технологии блоке или его участке с соответствующим типом руды, идентичным свойствам закладочного массива и параметрам буровзрывной отбойки. Кроме того, полученные сведения о величине потерь и разубоживания могут дать информацию о необходимости корректировки параметров

буровзрывной отбойки и качества закладочного массива.

Использование предложенного способа и устройства для его осуществления по сравнению с прототипом позволяет повысить точность определения потерь и разубо- живания путем непосредственного без съемки и совмещения бортовых контуров смежных заходок определения величин вклиниваний рудного и сколов закладочно- го массивов.

Формула изобретения 1. Способ определения потерь и разубо- живания руды твердеющей закладкой при слоевой выемке рудных тел заходками. включающий выделение замерных участков по длине отработанных заходок каждой очереди, определение их линейных размеров, установление величин вклинивания рудного и сколов закладочного массивов в бортах смежных заходок и расчет показателей потерь и разубоживания, отличающийся тем, что, с целю повышения точности определения искомых величин, перед закладкой заходок в рудных бортах перпендикулярно к ним бурят сетку коротких шпуров, в каждый шпур вводят и закрепляют в нем цилиндрический корпус устройства для определения потерь и раэубоживания руды, а после отработки смежных эаходок впри- сечку с заложенной производят съемку, например фотографирование, бортов в местах расположения устройств с последующим измерением диаметра сохранившейся после взрывной отбойки руды конусной части каждого устройства, причем величину потерь П и разубоживания Р руды по каждому из бортов определяют из выражений:

ctg/3/2 Jj a(dbi-db) ГТ Um100%.

2BHL

уз ctg a/2 2) a (DH - dHi) Рп .Г... Ю0%,

2ypBHL

5

10 15 0 5 0

5

0

где a,fi- углы вершин наружного и внутреннего конусов устройства;

Э| - расстояние между соседними устройствами (шпурами);

de - диаметр малого основания внутреннего конуса устройства:

DH - диаметр большего основания наружного конуса устройства;

del, dHi - диаметр оставшейся части конуса 1-го устройства соответственно Р рудэ и закладке;

ri - количество установленных устройств,

Н, В-средняя высота и ширина заходки в пределах замерного участка;

Хр и у3 объемная масса руды и твердеющей закладки;

L - средняя длина замерного участка; тп;

m - количество рядов устройств по длине замерного участка.

2.Устройство для определения потерь и разубоживания руды твердеющей закладкой, включающее цилиндрический корпус с размещенным внутри усеченным конусом, отличающееся тем. что внутренняя поверхность корпуса выполнена в виде конуса, повторяющего форму внутреннего усеченного конуса, длиной, равной длине корпуса, а со стороны малого основания внутреннего конуса корпус снабжен наружным усеченным конусом, большее основание которого присоединено к корпусу соосно с ним.

3.Устройство по п. 2, отличающее- с я тем, что внутренний конус выполнен контрастным по цвету к наружному конусу и корпусу.

4.Устройство по п. 2. отличающее- с я тем, что большее основание наружного конуса выполнено с диаметром, превышающим диаметр корпуса.

SL4/5

..-.. .r. .- 7Х;оУ,Ь ,ву

Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти и м.б. использовано для определения потерь и разубоживания руды твердеющей закладкой при слоевой выемке рудных тел заходками. Цель - повышение точности определения потерь и разубоживания. По длине отработанных заходок каждои очереди выделяют замерные участки и определяют их линейные размеры - длину и средние по длине участка высоту и ширину заходок. В рудных бортах заходок перпендикулярно к ним по установленной сетке бурят короткие шпуры. В каждый шпур вводят и закрепляют в нем цилиндрический корпус (ЦК) устр-ва для определения потерь и разубоживания руды. Устр-во представляет собой ЦК с размещенным внутри по длине всеченным конусом (К). При этом ЦК со стороны малого основания внутреннего К снабжен наружным усеченным К, большее основание которого присоединено к ЦК со- осно ему. После закладки указанных заходок, набора закладочным массивом нормативной прочности и проведения смежных заходок вприсечку с заложенной производят съемку, например фотографирование, бортов в местах расположения устр- ва с последующим измерением диаметров сохранившихся после взрывной отбойки руды частей внутренних или наружных К каждого устр-ва. По измеренным диаметрам исходя из геометрических параметров устр- ва определяют показатели потерь и разубоживания руды с использованием предложенных математических зависимостей. 2 с.и. 2 з.п. ф-лы, 8 ил. / Ј -vl О Ю 00

S /3

Фиг, 3

Фиг.5

I/

Фиг.6

А-А