Способ разработки наклонных рудных месторождений Советский патент 1993 года по МПК E21C41/22 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может применяться при отработке наклонных рудных месторождений.

Известен способ разработки наклонных рудных тел, включающий сооружение транспортных съе: дов, выемку руды первичными и вторичными камерами по простиранию по всей высоте этажа с транспортировкой руды по транспортным сбойкам меж/.у вы лележащими и нижележащими камерами, закладку первичных камер твердеющей смесью, выемку вторичных камер по той f eтехнологической схеме и их гидрозакладку. Основным недостатком данного способа является сложность, трудоемкость и низкая производительность очистных работ. Это обусловлено цикличностью технологической схемы очистной выемки из-за применения мелкошпуровой отбойкой руды, характеризуемой тем, что до 40% трудозатрат приходится на маломеханизированные подготоиительно-заключител1 ные операции при буэении, заряжании и взрывании шпуров. Кроме того, сооружение транспортных уктонон осуществляется уг- лубкой камер по простиранию путем р.чзбу- .ривания и взрыв.чния почвы камеры. Такая технология требует тщатель-ной зачистки почвы камеры, чгсто (.ручную, перед бурением, постоянную откачку технологической воды на значительное расстояние, что еще

XI 00

о о

S

Ј

больше увеличиваеттрудоемкость очистных работ. Кроме того, отработка запасов наклонного рудного тела по схеме камера - целик системами с открытым очистным пространством требует для предотвращения преждевременных обрушений камер и разрушения целиков жесткости и прочности ис- кусственных целиков, соизмеримых с прочностью и жесткостью естественных рудных целиков. Такое требование практически невыполнимо по многим причинам. Снижение разницы между прочностными свойствами искусственных и рудных целиков может быть достигнуто только за счет повышения прочности закладочного массива первичных камер, т. е. повышенного расхода цемента, а это существенно увеличивает себестоимость добычи. Отработка вторичных камер между искусственными опорами системами с открытым очистным пространством,вследствие этого, отличается низкой безопасностью очистных работ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ разработки наклонных рудных тел, включающий проходку траншеи, подсекающей камеру, перемещение породы от ее проходки в нижележащую камеру, выпуск руды в траншею, расположенную под отрабатываемой камерой и ее транспортировку по транспортным выработкам, расположенным в породах лежачего бока. Недостатками этого способа являются низкая эффективность отработки запасов рудного тела из-за больших объемов подготовительно-нарезных горизонтальных и вертикальных выработок, проводимых в породах лежачего бока, возможности преждевременного обрушение руды из камеры, подсеченной по всей площади, сложность, трудоемкость и низкая эффективность очистной выемки запасов, оставляемых в междукамерных ленточных целиках.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение безопасности очистных работ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному способу, включающе- му отработку залежи камерами по простиранию, проведение буровых штреков, транспортных сбоек между вышележащими и нижележащими камерами и погрузочных ортов, формирование породного днища и рудоприемных пространств, бурение скважин, отбойку руды взрыванием, отгрузку отбитой руды и закладку камер, в предлагаемом способе отработку рудной залежи осуществляют первичными и вторичными камерами, в первичных камерах

происходят разрезные штреки в средней по мощности части, проведение буровых штреков во вторичных камерах осуществляют со смещением вверх по нормали от почвы рудного тела этих камер на отметку почвы рудного тела первичных камер, проведение погрузочных ортов из буровых штреков нижележащих вторичных камер производят на расстоянии от почвы рудного тела на границе смежных первичных и вышележащих вторичных камер не менее, чем на высоту сечения погрузочного орта, причем погрузочные орты проходят после закладки первичных камер через закладочный массив

этих камер, формирование рудоприемных пространств производят в форме конуса, одна из образующих которого ортогональна почве погрузочного орта и проходит через нижнюю точку границы между заложенной

первичной камерой и отрабатываемой вторичной камерой, а вторая оформлена под углом естественного откоса отбитой руды к горизонту, первичные камеры отрабатывают слоями в нисходящем порядке, при этом

верхний слой отрабатывают из разрезных штреков, а нижний слой из транспортной сбойки, причем выработанное пространство первичных камер закладывают твердеющими смесями, после чего отрабатывают

вторичные камеры с заполнением выработанного пространства гидросмесями. Величину смещения буровых штреков вторичных камер определяют по формуле h 0,5b tga ,

где b - ширина камеры;

а. -угол падения залежи. Такая технология позволяет снизить трудоемкость очистных работ и повысить безопасность очистной выемки вторичных

камер за счет отсутствия в камерах людей и оборудования.

В горнодобывающей промышленности известны способы отработки рудных тел с выпуском отбитой руды через выпускные воронки. Однако, известные конструкции днища камер предусматривают формирование воронок овалоконической или пирамидальной формы с горизонтальным расположением плоскости основания воронок, т. е. при

ортогональном, по отношению к горизонтальной почве погрузочных ортов, расположения оси воронки. Кроме того, применение этих конструкций предусматривает обязательное оформление траншейной подсечки

по всей площади камеры, следовательно, расположение воронок и подсечных траншей непосредственно в рудном теле. В ука- занных способах форма воронок, их размеры и схема расположения регламентируется мощностью рудного тела и типом применяемого при выпуске оборудования.

В предлагаемом техническом решении рудоприемные пространства располагаются в один ряд. В этих условиях полнота выпуска и устойчивость днища камер обеспечиваются только формой воронок выпуска и их наклоном в сторону восстания рудного тела. Возможность реализации этих условий, в свою очередь, обеспечивается только величиной смещения буровых штреков вторичных камер вверх по нормали от почвы рудного тела, строго на определенную величину, зависящую от угла падения залежи. Эта величина для любых углов падения определяется по формуле h 0,5 b tg ct. , где b - ширина камеры; а - угол падения рудного тела. Кроме того, наклон рудоприемных пространств в сторону восстания рудного тела так, чтобы одна их образующая была ортогональна почве погрузочных ортов, а вторая - составляла с горизонтом угол, соответствующий углу естественного откоса отбитой руды, является не только условием выпуска, но и решающим условием сохранения устойчивости кровли погрузочных ортов, следовательно, всей конструкции днища камеры.

На фиг. 1 показан разрез по почве залежи; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Способ осуществляется в следующей последовательности операций. Рудную залежь 1 разрабатывают на первичные 2 и вторичные 3 камеры. Размеры камер и целиков рассчитывают по фактору устойчивости обнажений горных пород и целиков, а для первичных камер - и по фактору технических возможностей буровой техни ки. Из полевых транспортных съездов, расположенных на флангах выемочных панелей, проходят разрезные штреки 4 первичных камер 2. Из них отрабатывают верхний горизонтальный слой 5 по кровлеуступной схеме с мелкошпуровой отбойкой. Руду транспортируют по разрезным штрекам 4 на транспортный съезд и далее до рудоспуска. Одновременно с отработкой верхнего слоя проходят буровые штреки б вторичных камер 3. При этом буровые штреки 6 вторичных камер 3 см ицэют вверх по нормали от почвы рудного тела на высоту, определяемую по формуле h 0,5 - b - tg a , где b - ширина камеры; с. -угол падения рудного тела. Эта величина смещения позволяет пройти на фланге панели транспортную отбойку 7, почва которой располагается на той же высотной отметке, что и грузовая площадка нижнего горизонтального слоя 8 первичной камеры 2, из которой рассекается нижний слой и отрабатывается по почво- уступной схеме в обе стороны от транспортной сбойки 7 с отбойкой руды горизонтальными шпурами 9. Руду транспортируют по буровым штрекам б вторичных камер 3 до транспортного съезда и далее до рудоспуска. После полной отработ0 ки двух трех первичных камер 2 устанавливают изолирующие перемычки 10 и производят закладку выработанного пространства. После схватывания твердеющей смеси из буровых штреков 6 вторичных ка5 мер 3 через закладочный массив первичных камер 2 и в породах лежачего бока проходят погрузочные орты 11 до вышележащих вторичных камер 3. Одновременно с этим осуществляют обуривание запасов верхней

0 вторичной камеры 3 комплектами вееров скважин 12. Из погрузочных ортов 11 путем обуривания и взрывания комплектов штанговых шпуров или вееров скважин 13 формируют рудоприемные пространства 14,

5 обнажающие почву рудной залежи. При этом, рудоприемным пространствам 14 придают форму наклонного в сторону восстания рудного тела конуса за счет того, что одна его образующая проходит через чиж0 нюю точку границы между заложенной первичной и отрабатываемой вторичной камер и ортогональна почве погрузочного орта 11, а другая образующая оформляется под углом естественного откоса отбитой руды /3 .

5 Одновременно с этим проходят отрезную щель в камере 15 и производят взрывание вееров скважин 12. Отгрузку руды ведут в погрузочных ортах 11 и транспортируют по буровым штрекам 6 нижележащих вторич0 ных камер 3. После полной отработки запасов камеры на погрузочных ортах 11 оборудуют изолирующие валы или изолирующие перемычки 10 и производят гидрозакладку вторичных камер 3.

5Предлагаемый способ ведения горных работ может применяться при отработке наклонных рудных тел мощностью до 20 м на любых глубинах, с любыми физико-механическими свойствами руд и вмещающих по0 род и с углом падения на 25° до 50°.

Применение способа обеспечивает по сравнению с прототипом следующие преимущества:

снижение трудоемкости очистных работ

5 за счет применения отработки первичных камер горизонтальными кровле- и почво- уступными слоями без углубки камер по простиранию и применения скважинной отбойки с выпуском руды через рудоприемные воронки;

повышение безопасности очистных работ за счет исключения присутствия людей и оборудования в открытом очистном пространстве вторичных камер;

возможность полной механизации всех основных и вспомогательных технологических операций;

возможность организации поточной технологии отработки вторичных камер, значит увеличения коэффициента использования самоходного оборудования, следовательно, интенсивности отработки запасов камер;

снижение себестоимости добычи за счет снижения необходимой прочности закладочного массива первичных камер, а также за счет снижения объема проходческих работ по проведению транспортно-доста- вочных выработок вторичных камер. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Способ разработки наклонных рудных месторождений, включающий отработку залежи камерами по простиранию, проведения буровых штреков, транспортных сбоек между вышележащими и нижележащими камерами и погрузочных ортов из буровых штреков нижележащих камер, формирование породного днища и рудоприем- ных пространств из погрузочных ортов, бурение скважин, отбойку руды взрыванием скважин, отгрузку отбитой руды и закладку камер, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения безопасности очистных работ, отработку рудной залежи осуществляют первичными и вторичными камерами, в первичных камерах проходят разрезные штреки в средней по мощности части, проведение буровых

10

5

0

5

0

5

штреков во вторичных камерах осуществляют со смещением вверх по нормали от почвы рудного тела этих камер на отметку почвы рудного тела первичных камер, проведение погрузочных ортов из буровых штреков нижележащих вторичных камер производят на расстоянии от почвы рудного тела на границе смежных первичных и вышележащих вторичных камер не менее чем на высоту сечения погрузочного орта, причем погрузочные орты проходят после закладки первичных камер через закладочный массив этих камер, формирование рудопри- емных пространств производят в форме конуса, одна из образующих которого ортогональна почве погрузочного орта и проходит через нижнюю точку границы между заложенной первичной камерой и отрабатываемой вторичной камерой, а вторая оформлена под углом естественного откоса отбитой руды к горизонту, первичные камеры отрабатывают слоями в нисходящем порядке, при этом верхний слой отрабатывают из разрезных штреков, а нижний слой - из транспортной сбойки, причем выработанное пространство первичных камер закладывают твердеющими смесями, после чего отрабатывают вторичные камеры с заполнением выработанного пространства гидрозакладкой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину смещения L буровых штреков вторичных камер определяют по формуле:

h 0,5- b- tg a , где b - ширина камеры

о. - угол падения рудного тела.

Использование: применяется при отработке рудных тел с углом падения от 20 до 50° и мощностью от 5 до 20м для снижения трудоемкости и повышения безопасности очистных работ. Сущность изобретения: отрабатывают первичные камеры горизонтальными слоями Е нисходящем порядке, а вторичные камеры со скважинной отбойкой и выпуском руды на породное днище, отбойку и отгрузку руды верхнего слоя первичной камеры ведут из разрезного штрека, пройденного в средней по мощности части рудного тела кровлеуступным забоем, отработку нижнего слоя ведут почвоуступ- ным забоем из транспортной сбойки, проводимой из бурового штрека нижележащей вторичной камеры, буровые штреки вторичных камер смещают «верх по нормали от почвы рудного тела на величину, определя- емую по расчетной формуле. Погрузочные орты проходят из буровых штреков нижележащей вторичной камеры через закладочный массив первичной камеры, из них оформляют рудоприемные пространства в форме конуса, одна образующая которого ортогональна почве погрузочного орта, а другая составляет с горизонтом угол, соответствующий углу естественного откоса отбитой руды. 1 з. п, ф-лы, 4 ил. СО

/т /// // ////////////

Y//////7/////////////////////77// ПГ ---И

ФигЛ

тгтггтттгттггтгггтгтттгтттгт

ы

Редактор А.Бер

Составитель А.Пащенко Техред М.Моргентал

в-в

Е2(

Фиг. 4Корректор З.Салко