Способ комбинированной разработки мощных рудных тел

 

СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ, включающи выемку руды открытьми и подземными работами в едином очистном пространстве , проведение выработок и отрезны целей, бурение и взрывание скважин. отсьтку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазинирование руды между отвалом вскрышных пород и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью уменьшения потерь руды и земельных площадок , отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющее п ерекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных вьфаботок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рубой со стороны рудного массива и породами с противоположной стороны, затем вслед за подвнганием очистных работ гибкое перекрытие передвигают путем выпуска отбитой руды и перемещения вскрьппных пород за перекрытие.

СО!03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) (4!) 4(5t) Е 21 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3653330/ 22-03 (22) 19.10.83 (46) 15.04.85. Бюл. W 14 (72) П.И.Мануйлов и А.М.Демин .(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструкторский институт горного дела цветной металлургии (53) 622.274(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 631657, кл. Е 21 С 41/06, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 690181, кл. Е 2! С 41/02, 1973 (прототип). (54)(57) СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ ТЕЛ, включающий выемку руды открытыми и подземными

"работами в едином очистном пространстве, проведение выработок.и отрезных щелей, бурение и взрывание скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазннирование руды между отвалом вскрышных пород и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потерь руды и земельных площадок, отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющее перекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных выработок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рубой со стороны рудного массива и породами с противоположной стороны, затем вслед за нодвиганием очистных работ гибкое перекрытие передвигают путем выпуска отбитой руды и перемещения вскрьппных пород за перекрытие.

4 1 1503

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке мощных рудных месторождений.

Известен способ разработки мощных рудных тел, включающий использование разделяющих гибких перекрытий между отбнваемым рудным массивом и вмещающими породами j1 1.

Недостатком способа является 10 узкая область его применения (только на подземных работах).

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ комбинированной разработки мощных рудных тел, включакщий выемку руды открытыми подземными работами в единичном очистном пространстве, проведение выработок н отрезных щелей, бурение и взрывание 2О скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом эа очистной выемкой рудного массива, магазинирование руды между отвалом вскрышных пород ,и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок P2).

Недостатками известного способа являются относительно большие потери руды и невысокий объем добычи открытыми работами, что ведет к увеличению затрат на добычу.

Цель изобретения — уменьшение потерь руды н земельных площадей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комбинированной разработки мощных рудных тел, включающем выемку руды открытыми и подземными работами в едином

1 очистном пространстве, проведение выработок н отрезных щелей, бурение и взрывание скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазинщювание руды между отвалом вскрьппных пород и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющее перекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных выработок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рудой со стороны рудного массива н породами с противоположной стороны, затем вслед эа подвиганием очистных работ гибкое перекрытие передвигают

68 путем выпуска отбитой руды и перемещения вскрышных пород за перекрытие.

На фиг. l показана схема вскрытия рудного тела, вид в плане; на фиг. 2— сечение А-А на фиг. 1 (период проходки); на фиг. 3 — расширение отрезной щели с опусканием в нее разделяющего перекрытия и оформлением рабочего борта; на фиг. 4 — оформление рабочих уступов; на фиг. 5 — этапы горных работ, позволяющих увеличить высоту уступов и глубину открытой разработки; на фиг. 6 — схема разработки, вид в плане; на фиг. 7 — сечение Б-Б на фиг. 6; на фиг. 8 — сечение

В-В на фиг. 7; на фиг. 9 — сечение

Г-Г на фиг, 6.

Способ осуществляется следующим образом.

В период подготовки к добычным работам производят вскрытие рудного тела 1 с контуром 2 в плане открытой выработкой 3 с удалением вскрьппных пород 4 во внешний отвал 5 и одновременно подземными выработками, например, вертикальными 6 и (или) наклонными стволами шахт 7, транспортными 8 и нарезными выработками (не .показаны)

Г для подготовки доставочного горизонта. Лоставочный горизонт создают в очистной выработке 9 минимальной высоты h = 4-5 м, достаточной для механизированной погрузки руды, вьгпускаемой ыа подошву выработки.

Образуют его очистной выемкой нижнего слоя рудного тела камерами с формированием временных столбчатых целиков

10. Производят сбойку открытой и подземной очистной выработок. Для чего проходят отрезную щель 11 из подземкой очистной выработки 9 до дна открытой выработки 3. Отрезную щель 11 выполняют проведением ряда камер 12 по системе с магаэинированием руды, например, путем последовательного взрывания серий вертикальных скважин 13 начиная от восстающего 14 и до сбойки камер между собой н с открытой выработкой 3.

Ведут подготовку фронта добычных работ и отвалообразования путем расширения отрезной щели взрыванием скважин 13 °

Для разделения отбитой руды 15 и складируемых вскрьппных пород 16 будущего внутреннего отвала с целью предотвращения их смешивания в щель опускают разделяющее перекрытие 17

3 1150 с якорным устройством 18 ° Перекрытие

17 состоит из шарнирно соединенных звеньев, например, из плотного ряда параллельно уложенных рельсов (оси которых направлены по падению), скрепленных между собой в продольном и поперечном направлениях-.шарнирными соединениями. Якорное устройство 18 может быть выполнено, например, в виде стальных канатов, один конец 10 которых анкеруется в нерабочем борту 19 (в дальнейшем в теле отвала пород), а другой — на барабане лебедки через блок, закрепленный на нерекрытии (не показано). Перекрытие 17 опускают и наращивают по мере расширения щели 11 н выпуска замага, зинированной руды 15, а нижнюю часть ее располагают свободно на почве выработки. При этом щель 11 заполняют одновременно отбитой рудой 15 со стороны будущего рабочего борта 20 и складируемыми вскрышными породами

16 с противоположной стороны.

Отстраивают крутонаклонный (под углом 40-60, обеспечивающий скатывание руды} рабочий борт 20 путем расширения щели 11 взрывными работами. Рабочий борт 20 оформляют в виде уступов 21 с минимально необходимой шириной площадок (25-35 м) с максимально допустимой по условию устой-! чивости откосов и технологии работ высотой h = 30-60 м и с крутыми откосами (угол М= 60-80 ).

Для предотвращения ослабления приоткосного массива взрывом и сохранения заданной ширины рабочей площадки применяют буровзрывные работы (5BP), включающие, например, взрыва- ур ние массива, оконтуренного щелевым экранирующим врубом 22 в первом (от верхнего откоса} ряду скважин 13.

Для этого в этом ряду бурят сближенные (на расстоянии 1, 5-3 и) скважины относительно малого диаметра (90250 мм) и глубиной 3- 10 м. Взрывают их зарядами гирляндиого типа с опережением относительно скважин 13 для дробления руды. Зкранирующая щель 22 gp может быть выполнена и термическим ,способом разрушения пород. Для безопасности работ на площадках уступов опасные зоны "а" ограждают от рабочей !! !! полосы б заградительным ус тройством, н апрнмер валом пород 2 3 .

В случае необходимости увеличения глубины открытой р аз работки путем

368 4 увеличения высоты уступов с целью интенсификации выемки руды (при ограниченной эффективной глубине бурения взрывных скважин) уступы "B! и Г! делят на подуступы в, в и г !! !! г и взрывают скважины сначала н а верхних подус тупях " a " и " г . После очистки площадок экскаватором (с oneр еж е нием работ по сбрасыванию р уды н а верхней площадке) в з рывяют нижние подус т упы " в и

В случае необходимости повышения устойчивости уступов рабочего борта при увеличении их высоты и углов отк ос о в борт 2 О отстраивают ароч ной (в плане) формы . П ри этом ряды - временных ц елик о в 1 О в подз емной очистной выраб о тк е 9 располагают по дуге э к види стан т но рабочему борту .

В период эксплуатации производят опережающую подземную выемку камерами нижн е го слоя рудного тела, создающую в о ч и стной выр або!г к е широк ий фронт работы н а достаточном горизонте и о ткрыт ую разработку вышележащего мощного слоя рудного тела .

Разработку руд ведут с помощью взрывных работ .

Пля этого с подземной очистной выработки 9 и площадок . на борту 2 О открытой выработки бурят скважины 1 3 станком 2 4, например, типа С БШ- 2 00 Н и И- 5 . Временные целик и 1 0 погашают расстреливанием одновременно со взрыванием вышележащей части рудного тела. При этом ширину д рядов целиков, параллельных рабочему борту, устанавливают равной ширине шага обрушения массива. Отбитую руду 15, сброшенную.по крутым откосам на доставочный горизонт, магазинируют у борта 20. Очистку рабочей площадки от оставшейся взорванной руды производят экскаватором. 25, например, типа ЭКГ-8И или ЭВГ-4. Замагазинированную руду .15 выпускают на доставочньп горизонт, которым является выработка 9, производят погрузку руды погрузочными машинами, например колесными погрузчиками, и доставку к дробилкам и ленточным конвейерам 26.

В процессе отбойки руды и боковых пород нижнюю часть нерабочих бортов

27 оформляют под углом, приближающеюся к углу наклона поверхности контакта 28 рудного тела 1 с боковыми породами 29. Крутизна самой нижней

1150368 части борта может быть доведена до отвесного положения.

Вскрышные породы 4 перемещают в выработанное пространство за разделяющее перекрытие конвейерами 30 (или другим видом транспорта) и отвалообраэователем 31 отсыпают в отвал 32. Породы укладывают таким образом, чтобы отвал подпирал наибольшую часть нерабочих крутых бортов выработки. Фронт отсыпки пород наиболее приближают, к рабочему борту и перемещают параллельно ему.

Откос отвала в сторону борта формируют с соблюдением заданных парамет- 1$ ров, при которых создаешься необходимое давление на разделяющее перекрытие 17 и эамагаэинированную руду 15.

Перемещение перекрытия 17 произ- 26 водят вслед за подвиганием очистных работ по мере снижения высоты h< замагаэинированной руды при ее выпуске путем ослабления канатов, удерживающих перекрытие, и увеличения 2$ высоты до Н призмы активного дав%d ленин пород отвала на перекрытие.

Диапазон необходимого давления на перекрытие меняют в зависимости от свойств пород путем изменения задан- З6 ных углов откоса р и в нижней и

1 верхней его частях. Для этого перекрытие (и его части) устанавливают в различнше положения: от наклонного (несколько превышающего угол естественного откоса пород отвала) до вертикального. При необходимости повышения оползневого давления на отдельных участках отвала породы смачивают водой, подаваемой по трубопроводу и шлангам.

Угол наклона перекрытия и ее максимальное удаление 7 от борта устанавливают расчетом в зависимости ом характеристики пород исходя из величины оползневого давления откоса. отвала, необходимого для преодоления сопротивления сдвигу рудного столба, которое определяют по объемной рудной массе и величине ее треИИЯ ф

Необходимое давление на перекрытие определяют в зависимости от параметров откосов отвала (высоты Н и мах углом, и p ), физико-механических характеристик пород и рудной массы.

Давление О вычисляют как разность

1 между сдвигающими и удерживающими силами г: = 2.Т - ЕТ по поверхности э4

33 скольжения, которые определяют из выражений где с — угол наклона поверхности скольжения, град;

P - масса расчетного блока, т;

С вЂ” сцепление, т/м ;

5 — площадь поверхности скольжения, м ;

М вЂ” нормальная нагрузка, т;

4g - коэффициент трения.

Условия передвижки уточняют опытом и в процессе работы регулируют измене нием приведенных выше параметров откоса отвала.

В целях увеличения экономически выгодной глубины разработки открытоподэемным способом отработку глубокоподающего рудного тела можно вести в два-три яруса с перевалкой внутреннего отвала с верхнего яруса в выработанное пространство нижнего яруса.

Использование изобретения позволяет сократить расходы на вскрышные работы в связи с сокрашением их объема и расстояния транспортирования в отвал, снизить убытки от потерь плодородных земель, нарушаемых горными выработками и внешнимй отвалами; увеличить объемы извлекаемых запасов руды с экономией средств на дополнительные вскрышные работы по расширению карьера; сократить расходы на борьбу с нарушениямиустойчивости откосов; обеспечить сокращение пылеобразующей поверхности отвалов и открытой горной выработки и т.д.

1150368

1150368

Г-Г

Заказ 2073/25

Тираж 482

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4, Составитель В. Черкашенинов

Редактор Л. Пчелинская Техред ц(.Куз @ а Корректор Л. Пилипенко