Способ образования ледопородного ограждения вокруг сооружаемой выработки Советский патент 1992 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горному делу, в частности к отработке крутопадающих месторождений в условиях неустойчивых и сред неустойчивых вмещающих породах, а также при отработке ценных руд.

Целью изобретения является уменьшения затрат на образование льдопородного ограждения и снижение потерь и разубожи- вания при очистной выемке полезного ископаемого.

На чертеже, поясняющем предлагаемый способ, приняты следующие обозначе- ния: 1 - подэтажный штрек; 2 - взрывная камера; 3 - вмещающие породы; 4 - рудное тело; 5 - оборудование для эскачки хладагента.

Способ осуществляется следующим образом.

В месте заложения блока проходят штрек скрепирования, штрек подсечки, оформляют дйище, проходят восстающие. Определяют угол падения рудного тела, угол сдвижения вмещающих пород и глубину замораживания Проходят подэтажные выработки. Затем бурят взрывные скважины с перебуром, соответствующим глубине замораживания. Глубина замораживания определяется по формуле

2

х| Оч

Ю СЛ

Ьв

(1)

где Ьв- глубина промораживания пород висячего бока, м;

N - больший размер блока (наклонная высота или ширина), м;

у - удельный вес вмещающих пород, н/м5;

h - глубина от поверхности, на которой ведутся работы, м;

О- угол сдвижения, град;

Е - угол падения рудного тела, град; С7Р - предел прочности вмещающих пород на растяжение, Па,

Глубина промораживания пород лежачего бока - Ьл определяется по формуле

Г су)1

Ьл Ьв Sin (Ј-#) , (2)

Величину перебура определяют по формуле

f -

sin (e +0)

(3)

где а- угол наклона скважины, изменяется от 0° (при горизонтальной скважине и направлении в висячий бок) до 360°.

На пробуренных скважинах монтируется замораживающая сеть. Замораживание ведут вслед за бурением в том порядке, в котором будет осуществляться отбойка, таким образом процесс замораживания потребует очень небольшого дополнительного времени.

Величина b оказывает непосредственное влияние на величину коэффициентов разубоживания и потерь. Известно, что значительная часть разубоживания обусловлена примешиванием пустых пород висячего и лежачего боков к отбитому полезному ископаемому вследствие недостаточной устойчивости вмещающих пород, Замораживание позволяет влиять на устойчивость вмещающих пород, повышая степень их монолитности, залечивая как небольшие, так и весьма значительные нарушения замораживанием имеющейся в этих нарушениях влаги. Существенным является так же то, что лед, образуемый при замораживании вмещающих пород, являясь весьма пластичным веществом, гасит сейсмическое воздействие взрывных работ на вмещающие породы и тем самым предотвращает их интенсивное разрушение.

Значительная часть эксплуатационных потерь так же обусловлена недостаточной устойчивостью вмещающих пород, в результате чего теряется часть отбитого полезного ископаемого и полезного ископаемого в погашаемых после отработки основных запасов целиках.

Величина Ь, рассчитанная по формулам (1), (2), обеспечивает наибольший эффект от

замораживания. Принятие величины b больше расчетного нецелесообразно, так как это потребует увеличения затрат на замораживание при очень незначительном росте устойчивости.

Влияние замораживания на устойчивость горных пород оказывается неодинаково для различных типов пород. Наиболее существенно меняется в процессе замораживания устойчивость интенсивно трещиноватых, сыпучих и глинистых пород. -На устойчивости монолитных пород процесс замораживания практически не сказывается. Для мощности промораживаемого слоя, при котором устойчивость достигает своего

максимума, практически для всех типов пород, определяющими факторами являются размера образуемой в породном массиве полости, удельный вес вмещающих пород, глубина ведения работ, угол сдвижения вмещающих пород и угол падения рудного тела. Эти параметры необходимо определить до начала бурения с тем, чтобы рассчитать для каждой скважины необходимую величину перебура,

Предлагаемый способ может представлять особый интерес при разработке ценных руд с незначительным содержанием (весовом или объемном) полезных компонентов. В этом случае даже незначительное

- доли или единицы процентов - снижение разубоживания обеспечивает существенный экономический эффект в сотни тысяч и миллионы рублей, в зависимости от производительности предприятия.

Пример расчета глубины промораживания b для условий одного из рудников Заполярья.

Рудное тело имеет угол падения е 80°, угол сдвижения в - 70°, предел прочности

породы на растяжение оь 2,8-10 Па; объемный весу - 25000 Н/м ; наибольший размер отрабатываемого блока N 30 м.

50 ьв У

0,0046 900 25000 300

cos 10 sin 70

Ьв 3,3 м

2,8 10е

55

bn 3.3 -Sin Г-22-(80-70°)1 L/uJ

Ьл 2,33м

Пусть в висячий бок бурят скважины с углами наклона; -45, 0, +45°, а в лежачий: 135, 180,225.

Тогда величина перебура составит соответственно для висячего бока:

fl 5,75 м h 3,45 м fa 4,03 м для лежачего бока:

f4 4,05м fs 2,37м f6 2,84м Формула изобретения Способ образования ледопородного ограждения вокруг сооружаемой выработки, включающий бурение скважин в окружающий массив и его последующее замораживание через скважины, отличающийся тем, с целью уменьшения затрат на образование ледопородного ограждения и снижения потерь и разубоживания при очистной выемке полезных ископаемых, скважины бурят из подготовительной выработки с перебуром во вмещающие породы висячего и лежачего боков на расстояние, определяемое глубиной промораживания пород, исходя из выражений:

0.00.6..

sin

Op

90,. 90-0 (Е

- ).

где Ьв глубина промораживания пород висячего бока, м;

Ьл - глубина промораживания пород лежачего бока, м;

0,0046 - эмпирический коэффициент; N - максимальный линейный размер очистного блока (наклонная высота или ширина), м;

у-удельный вес вмещающих пород, н/м3; h - глубина разработки, м; в- угол сдвижения пород, град;

е- угол падения рудного тела, град; ар - предел прочности вмещающих пород на растяжение, Па.

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений со слабоустойчивыми вмещающими породами Цель - уменьшение затрат на образование ледопородного ограждения и снижение потерь и разубоживания при очистной выемке полезных ископаемых. Подготовка блока к отработке заключается в проходке подготовительных этажных и под этажных выработок и формировании днища Из под- этажной выработки бурят взрывные скважины с перебуром во вмещающие породы висячего и лежачего боков на расстояь е, определяемое глубиной промораживания исходя из приведенных выражений. В про бурённых скважинах монтируют заморлма вающую сеть и производят замораживзние вмещающих пород известными -приемами, после чего приступают к очистной выемке полезного ископаемого. 1 ил. сл с

/

J