Способ разработки пологопадающих пластовых залежей полезных ископаемых Советский патент 1992 года по МПК E21C41/16 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом системами с закладкой выработанного пространства и применением самоходного оборудования.

Известен способ разработки пологопа- дающих пластовых залежей мощностью до 18 м с отработкой первичных камер с помощью самоходного оборудования с заходом его в выработанное пространство. Вторичные камеры отрабатывают с отбойкой веерами восходящих скважин, с выпуском отбитой руды на породные погрузочные орты, без захода оборудования в выработанное пространство.

Недостатком известного способа является то, что он имеет низкую интенсивность отработки, так как отработка вторичных камер ведется через породные погрузочные (или погрузочно-буровые) орты с весьма низкой интенсивностью по причине невозможности применения в погрузочных выработках ограниченного сечения (ортах) высокопроизводительного погрузочного

VI о

чэ сл

оборудования, из-за часто встречающейся негабаритности руды и ограниченной возможности транспортного оборудования по маневрированию и обмену. Отработка первичных камер ведется с нормальной интенсивностью, но объем их составляет всего 50%.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ разработки пластовых месторождений, включающий отработку запасов панели камерами по типу первичных с оставлением ленточных междукамерных целиков с выступами, смещенными один относительно другого по сторонам целика на расстояние, равное 2-3 ширины целика. Выемку ленточных междукамерных целиков производят как выемку вторичных камер, после закладки первичных камер, с применением самоходного оборудования и заходом его в выработанное пространство.

Недостатком известного способа является низкая интенсивность отработки панели в целом из-за малой ширины первичных (14-15 м) и вторичных (5-8 м) камер, что не позволяет полностью использовать возможности самоходного оборудования по производительности, и из-за опасности отработки вторичных камер с заходом людей и оборудования в выработанное пространство, так как предварительно установленные наклонные анкеры при отработке вторичных камер оказываются внутри свода естественного равновесия параллельно его боковым контурам и не могут быть несущими, а из-за отсутствия надежных способов дозакладки камер и контроля ее фактической величины не гарантируется надежность поддержания обнажаемой кровли закладочным массивом первичных камер.

Целью изобретения является повышение интенсивности отработки камер.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки пологопа- дающих пластовых залежей полезных ископаемых, включающем выемку запасов первичными и вторичными камерами, формирование выступов на стенках вторичных камер при отработке первичных камер и закладку выработанного пространства, выступы формируют в проектных контурах поперечных сечений столбчатых целиков, рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород, и оформляют на глубину не менее

/2 (klmax-b2),

где d - поперечный размер столбчатого целика по нормали к границе камер;

k - коэффициент предельной величины устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на закладочный массив;

Imax предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик;

D2 - ширина вторичной камеры, а при отработке вторичных камер выступы дооформляют до проектных размеров стол- бчатых целиков, под их защитой производят отработку запасов после чего из очистного пространства вторичных камер указанные целики отрабатывают.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что выступы формируют в проектных контурах поперечных сечений столбчатых целиков, рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород, и оформляют на глубину не менее

y d-1/2 (k max-b2).

а при отработке вторичных камер выступы дооформляют до проектных размеров столбчатых целиков, под их защитой производят отработку запасов после чего из очистного пространства вторичных камер указанные

целики отрабатывают.

Известно техническое решение, в котором по мере продвижения заходки первой очереди ее расширяют между целиками дс границы камеры, в результате чего образуются выступы, расположенные в проектных контурах поперечных сечений столбчатых целиков, рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород. Однакс при этом не достигается увеличение ширины первичных и вторичных камер, которое достигается в предлагаемом решении.

Благодаря тому, что выступы на стенка вторичных камер при отработке первичны камер формируют в проектных контурах поперечных сечений столбчатых целиков, рас- считанных на самостоятельное поддержание налегающих пород, оформля ют на глубинуу d -1 /2 (klmax-b2) и дооформ ляют до проектных размеров столбчэтьп

целиков при отработке вторичных камер достигается увеличение средней ширинь первичных камер в 1,5-2 раза (до 22-28 м за счет пространства между выступами ь увеличение ширины вторичных камер до ве

личины допустимого пролета обнажени; кровли при ее опоре на столбчатые рудные целики (в среднем в 2 раза до 12-15 м).

Увеличение ширины как первичных, та; и вторичных камер позволяет использовал наиболее производительное самоходное

оборудование. Кроме того, в первичных камерах увеличивается фронт работ за счет образования забоев между выступами. Благодаря тому, что отработку запасов вторичных камер и отработку столбчатых целиков в отступающем порядке из очистного пространства вторичных камер осуществляют под защитой столбчатых целиков, обеспечиваются безопасные условия труда.

Оформление выступов при отработке первичных камер на глубину не менее у d-1/2 (klmax-ba) обеспечивает величину обнажаемого пролета кровли вторичных камер в процессе их отработки и выемки столбчатых целиков не более допустимого по условиям ее устойчивости.

При меньшей глубине оформления выступов обнажаемая кровля при отработке вторичных камер и столбчатых целиков становится неустойчивой и повышается опасность работ.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить интенсивность отработки камер.

На фиг. 1 показана отработка запасов первичных камер, вид в плане; на фиг. 2 - отработка запасов вторичных камер и столбчатых целиков, вид в плане (а - вариант с расположением целиков круглого сечения по ромбической (треугольной) сетке; б - вариант с расположением целиков прямоугольного сечения по квадратной сетке).

Способ осуществляется следующим образом.

Отработке подлежит пологопадающая пластовая залежь серых медистых песчаников мощностью 8 м.

Глубина залегания рудного пласта 300 м, содержание меди в руде 2,8%. Так как залежь имеет высокое содержание металла (более 2,5%), то согласно действующим инструкциям отработка ее допускается только системой с закладкой, обеспечивающей минимальные потери.

На стадии проектирования для отрабатываемого участка залежи (панели) 1 определяют параметры расположения и поперечные сечения столбчатых целиков, обеспечивающих самостоятельное поддержание ими налегающих пород. Контуры 2 проектных сечений этих целиков наносят на план участка залежи 1.

Параметры столбчатых целиков, обеспечивающих самостоятельное поддержание кровли выработанного пространства следующие: расстояние между осями целиков при прямоугольной сетке их расположения - 20 х20 м; поперечный размер целика по нормам к границе камер - м; предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик I max 18 м; расстояние между стенками противоположных целиков по нормали к границе камер - для первичных камер 20- 8 11м, для вторичных В2 12м 1с1тах 0,8х 18 14,4 м; коэффициент предельной величины устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на закладочный массив ,7-0,9.

0 Участок залежи 1 в плане разбивают на первичные 3 и вторичные 4 камеры. Исходя из полученных параметров камер, в процессе отработки используется самоходное обо- рудование, например, дизельные

5 бурильные установки на пневмошинном ходу типа УБШ-532, ковшовые погрузчики типа Kat-988, полки для осмотра и крепления кровли типа СП-8, зарядно-доставочные машины ПМЗШ-2.

0 По оси камер 3, 4 перед их отработкой проходят буровентиляционные штреки 5. Выемку запасов первичных камер 3 начинают от разделительных (панельных) целиков 6 путем расширения ранее пройденных бу5 ровентиляционных штреков 5. В начальной стадии формируют один забой шириной 12 м для выемки в продольном направлении камеры 3. Когда этот забой переместится вдоль камеры 3 до входа в пространство

0 между первыми проектными контурами 2 целиков, образуют боковые забои вправо и влево. При этом все три забоя имеют одинаковые параметры: 12x8 м и отрабатываются одновременно. Таким образом, на стенках 7

5 вторичных камер формируют выступы 8, расположенные в проектных контурах 2 поперечных сечений столбчатых целиков.

Боковую поверхность выступов 8 оформляют на глубину не менее у. Величина у

0 определяется на стадии проектирования по формуле y d-1/2 (klmax -b2 ) 8-1/2(0,8x18- 12)6,8м.

Когда боковые забои углубят на величину ,8 м, их останавливают, продолжая

5 выемку в забое продольного направления. С момента ввода забоя продольного направления в межконтурное пространство очередной пары проектных целиков цикл выемки с образованием боковых забоев по0 вторяется.

При одновременной работе трех забоев основные технологические операции (бурение, погрузка, крепление) в них, как правило, смещаются. В результате описанных

5 процессов в очистном пространстве первичных камер 3 на контакте с боковыми стенками 7 вторичных камер, в пределах проектных контуров 2 поперечных сечений опорных целиков формируют выступы 8 заданных параметров: расстояние между

стенками вдоль камеры- 12 м, размер вдоль камеры - 8 м и глубина у - 6,8 м.

Ширина очистного пространства вдоль первичных камер 3 при этом колеблется: между противоположными выступами - 12 м, в пространстве между соседними выступами - 12+2x6,,6 м.

После отработки первичных камер 3 и установки изолирующих перемычек 9 очистное пространство первичных камер заполняют закладочным материалом. Закладку производят из специальных закладочных выработок, проводимых на безопасном расстоянии (6-10 м) выше кровли камеры. При этом применяют как литые твердеющие смеси, так и комбинации их с сыпучим кусковым материалом. Полнота закладки контролируется через закладочные скважины и выработки.

Вторичные камеры 4 отрабатывают после затвердения закладочного массива в первичных камерах (через 4-6 месяцев). Выемку вторичных камер 4 ведут одним забо- ем-лавой в пространстве между закладочными массивами первичных камер и проектными контурами 2 столбчатых целиков. Выступы 8, сформированные при отработке первичных камер 3, дооформляют до размеров столбчатых целиков 10, рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород.

Технологические процессы выемки запасов в забоях первичных и вторичных камер и размеры забоев одинаковы.

Отбойка ведется врубовыми и безврубовыми комплектами горизонтальных и наклонных шпуров глубиной 3-4 м.

Заряжание и взрывание производится россыпными ВВ. При отбойке руды в пространстве между закладочными массивами заряды у боковых контуров забоев уменьшают для снижения воздействия взрывов на закладку.

В начальной стадии выемки вторичной камеры 4 из нее производят визуальный осмотр прилегающих к кровле участков закладки для оценки качества и полноты заполнения выработанного пространства первичных камер. При необходимости производят дозакладку. В процессе оконтури- вания опорных целиков 10 из пространства вторичных камер 4 одновременно может производиться их обуривание горизонтальными шпурами для последующего заряжания и взрывания.

После выемки запасов вторичных камер 4 производят выемку запасов опорных целиков 10 от центра камеры к ее обеим концам или от одного конца к другому в отступающем порядке под защитой неотработанных целиков 10, крепления кровли и закладочного массива в сторону разделительных (панельных) целиков 6.

Бурение шпуров в целиках 10 произво- дят предварительно: на стадии выемки запасов вторичных камер 4 или после ее окончания с опережением обуривания на несколько целиков.

Предварительно пробуренные шпуры заряжают и взрывают короткозамедленным электрическим способом.

Взрывают одновременно весь целик 10 или в несколько приемов.

Закладка вторичных камер 4 может быть полной или частичной, в зависимости от характеристик закладочного массива первичных камер 3 и требований к поддержанию вышележащей толщи. Она может быть выполнена из сыпучих материалов ИЛУ комбинированной.

Использование предлагаемого способа разработки обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:

повышение интенсивности отработку

камер за счет повышения производительности самоходного оборудования на 15-20%; повышение безопасности разработку за счет того, что отработка вторичных камер осуществляется под защитой столбчаты целиков;

снижение затрат на добычу руды за счет исключения проходки породных погрузоч ных выработок.

Формула изобретения

Способ разработки пологопадающи; пластовых залежей полезных ископаемых

включающий выемку запасов первичными L вторичными камерами, формирование вы ступов на стенках первичных камер при от работке первичных камер и и; дооформление при отработке вторичных ка

мер7закладку выработанного пространства отличающийся тем, что, с цельк повышения интенсивности отработки ка мер, выступы формируют в проектных кон турах поперечных сечений столбчаты:

целиков, рассчитанных на самостоятельно поддержание налегающих пород, и оформ ляют на глубину не менее

y d-1/2(klmax-b2),

где d - поперечный размер столбчатого це лика по нормали к границе камер;

k - коэффициент предельной величинь устойчивого пролета обнаженной кровл1 при опоре ее на закладочный массив;

Imax - предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик;

причем выступы дооформляют до проектных размеров столбчатых целиков, затем под их защитой производят отработку запасов, после чего из очиD2 - ширина вторичной каме- 5 стного пространства вторичных камер р ыуказанные целики отрабатывают

причем выступы дооформляют до проектных размеров столбчатых целиков, затем под их защитой производят отработку запасов, после чего из очи

Использование: изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом системами с закладкой выработанного пространства. Сущность изобретения: способ включает выемку запасов первичными и вторичными камерами, формирование выступов на стенках вторичных камер при от работке первичных камер и закладку выра ботанного пространства. С цельк повышения интенсивности отработки камер выступы формируют в проектных контура поперечных сечений столбчатых целиков рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород и оформляют на глубину не менее у d-1 II (klmax-bz), где d - поперечный размер столбчатого целика по нормали к границе камер; к - коэффициент предельной величины устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на закладочный массив; lmax - предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик; D2 - ширина вторичной камеры. При отработке вторичных камер выступы дооформляют до проектных размеров столбчатых целиков, под их защитой производят отработку запасов, после чего из очистного пространства вторичных камер указанные целики отрабатывают 2 ил. сл

,/V / ,5

WZ& SS77 7 frfosfo77 /f77

2 3S jl

л J /С /

77- /7Г77У/777хУ7/77

Фиг. i

5 ,s

7//77777/77 777t 7777-/ 77/7- -:-,

Фиг. 2.