Способ отработки рудных тел Советский патент 1981 года по МПК E21C41/06 

(54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ РУДНЫХ ТЕЛ

I

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ отработки камер или блоков при подземной разработке месторождений полезных ископаемых с самотечной доставкой руды в очистном пространстве, при котором выемку нижней части камер осуществляют траншеями 1.

Известен способ отработки рудных тел,, включающий проходку подготовительных буровых и выпускных выработок в блоке, отбойку руды и равномерно площадной выпуск обрушенной руды из изолированных зон выпуска 2.

Недостатками этих способов являются большие потери руды, остающейся в гребнях за сферой влияния выпускных отверстий,: в результате неравномерной скорости истечения руды по всей площади блока, а также большой расход нарезных выработок в днище блока.

Целью изобретения является снижение потерь и разубоживание руды рри выпуске.

Достигается это тем, что в изолированных зонах выпуска руду отбивают кусками

меньшей крупности по сравнению с кусками отбитой руды, расположенной между указанными зонами выпуска, при этом в изолированных зонах выпуска руду отбивают меньщей крупности, начиная с высоты, равной критической высоте фигуры выпуска.

На фиг. 1 изображена вертикальная проекция блока при отработке рудной залежи с крутым углом падения В начальный момент выпуска руды; на фиг. 2 показано разбуривание рудного массива в блоке.

Отработка рудной залежи предлагаемым способом осуществляется в следующей последовательности. Рудное месторождение разбивают по простиранию на отдельные выемочные единицы (блоки, панели). Ширина блока обычно принимается равной мощности рудной залежи. При мощности рудной залежи свыше 50 м .она разбивается на несколько блоков и вкрест простирания.

В каждом отрабатываемом блоке из основной откаточной выработки (на чертежах не показано) на расстоянии, обусловленном принятыми параметрами системы, проходят по двум периферийным сторонам блока спаренные выработки доставки 1. Извыработок доставки 1 проходят выпускные

выработки (дучки) 2 с выпускными отверстиями 3. Между спаренными выработками доставки 1 по всей длине блока образуют подсечную траншею 4. Выше горизонта выпуска проходят буровые выработки 5, из которых массив руды разбуривают, например, вертикальными параллельными скважинами 6. Отбойку рудного массива ведут на обрушенную породу взрыванием скважин; ных зарядов взрывчатых веществ. Формирование в блоке столбов руды 7 с кусками меньшей крупности, равное, как и изменение кусковатости руды в самих столбах, достигается за счет увеличения длины скважинных зарядов взрывчатого веш,ества в единице отбиваемого объема рудного массива. Для этого по двум периферийным сторонам блока на участках, попадаюших в контуры изолированных зон выпуска в рудном массиве разбуривают дополнительные скважины 8. Дополнительные скважины 8 разбуривают.по всей длине блока на всю высоту этажа, начиная, с высоты h,jp, равной критической высоте фигуры выпуска 9. По мере приближения к оси каждого выпускного отверстия расстояния между скважинами 6 и 8 уменьшают. В этом случае, при отбойке рудногомассива по двум периферийным сторонам блока, по всей его длине в изолированных зонах выпуска, на всю высоту этажа, начиная с высоты h,, равной критической высоте фигуры выпуска 9, образуются столбы руды 7 с кусками меньшей крупности и большим содержанием пылевитых частиц по сравнению с остальной отбитой в блоке рудой. В самих столбах обрушенной руды 7, содержаниемелких и пылеватых частиц увеличивается по мере приближения к оси каждого выпускного отверсПри выпуске руды из выпускного отверстия развитие той или иной формы фигуры выпуска происходит в зауженной части потока до определенной высоты h , названной критической. Выше этой высоты частицы сыпучего опускаются прямолийно.

Согласно предлагаемому способу отработки выпускные выработки (дучки) 2 с выпускными отверстиями 3 располагают не равномерно по,плош,ади блока, а сосредоточенно по двум периферийным сторонам его. Расстояние L между смежными парами выпускных выработок 2 по ширине блока значительно превышает предельную ширину фигуры разрыхления, образуюш,ейся при выпуске руды из обособленного выпускного отверстия, при которой обрушение руды происходит столбом. Поэтому при равномерно-площадном выпуске обрушенной руды в очистном пространстве образуются две изолированные зоны выпуска (вторичного разрыхления). В результате образования изолированных . зон выпуска (вторичного разрыхления) по двум периферийным сторонам блока происходит перераспределение горного давления в очистном пространстве с концентрацией его на участках, неохваченных сферой влияния выпускных отверстий. Участок обрушенной руды 10 между изолированными зонами вторичного разрыхления играет роль «опорного целика. Следствием концентрации горного давления является выдавливание руды из «опорного целика и перемещение ее определенными

° дозами (по мере выпуска руды) в изолированные зоны выпуска. Процесс происходит следующим образом. При выпуске частицы руды, расположенные в зонах вторичного, разрыхления, ниже критической высоты Ккр,

движутся к выпускным Отверстиям, .а руда в «опорном целике на какой-то период времени остается неподвижной. В результате вторичного разрыхления руды в зонах их несущая способность уменьшается с частичной передачей горного давления И на «опорный целик. Кроме того, на поверхности трения движущейся руды в зонах и разрыхления о неподвижную руду «опорного целика возникают касательные напряжения TCW Векторы этих напряжений по отношению к движущейся руде направлены вверх, а по отнощению к «опорному целику вниз, что еще в большей степени увеличивает его напряженное состояние . Таким образом, на поверхности контакта зон выпуска и вторичного разрыхления с «опорным целиком происходит рост главного действующего нормального напряжения ее . Одновременно с этим реакции боковых напряжений уменьщаются в результате разрыхления руды в изолированных зонах выпуска и вторичного разрыхления. В процессе выпуска наступает такой момент, когда напряжения на гра нице «опорного целика с изолированными зонами выпуска (вторичного разрыхления) достигают предельных величин. Равновесие нарушается и частицы руды из «опорного целика в направлении действия максимальных касательных напряжений выдавливаются в изолированные зоны выпуска. Процесс скольжения (выдавливанием руды) в дальнейшем распространяется на всю площадь (опорного целика) подобно

5 цепной реакции, так как сдвижение небольшой части руды непрерывно ослабляет остальную зону «опорного целика, в которой происходит последующая концентрация напряжений. Однако, -если разрущенная в блоке руда будет иметь одинаковый грансостав, то скорость истечения ее в изолированных зонах выпуска окажется выше, чем на участках, неохваченных сферой влияния выпускных отверстий. Поэтому при выпуске руды из блока горизонтальный контакт отбитой руды с пустой породой опускается быстрее в изолированных зонах выпуска и достигает выпускных отверстий, в то время как руда на участках, неохваченных сферой влияния выпускных отверстии остается невыпущенной.

В предлагаемом способе отработки скорости опускания горизонтального контакта руды с пустой породой.на участках, неохваченных сферой влияния выпускных отверстий, и в изолированных зонах выпуска выравнивается за счет создания в изолированных зонах выпуска по всей длине столбов разрушенной руды с кусками меньшей крупности и большим содержанием пылеватых частиц. Мелкокусковая руда имеет большую контурную поверхность, а следовательно и большую контактную прочность, чем крупнокусковая. При наличии пылеватых .частиц она обладает еше и связанностью. Такая руда имеет большее сопротивление сдвигу и скорость истечения ее уменьшается. В то же время, крупнокусковая руда на участках, не охваченных сферой влияния выпускных отверстий, создает меньшее сопротивление сдвигу и лучше истекает.

Предлагаемый способ отработки рудных месторождений системой этажного обрушения обеспечивает равномерную скорость истечения руды по всей площади блока, а это в свою очередь позволяет, не уменьшая расстояния между выпускными выработками, снизить потери и разубоживание руды при выпуске, или же, оставляя потери и разубоживание руды на одном уровне, уменьшить расход нарезных выработок в днише блока.

Формула изобретения

Способ отработки рудных тел, включающий проходку подготовительных бур.овых и выпускных выработок в блоке, отбойку руды и равномерно площадной выпуск обрушенной руды из изолированных зон выпуска, отличающийся тем, что, с целью снижения

0 потерь и разубоживания руды при выпуске, в изолированных зонах выпуска руду отбивают с кусками меньшей крупности по сравнению с кусками отбитой руды, расположенной между указанными зонами выпуска, при

5 этом в изолированных зонах выпуска руду отбивают меньшей крупности, начиная с высоты, равной критической высоте фигуры выпуска.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

: Недра, 1978, с. 428-429

рождений. М., (прототип).