Способ разработки месторождений полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в массивах с повышенными первоначальными горизонтальными напряжениями. Цель - уменьшение разубоживания полезного ископаемого при разработке в напряженном массиве за счет повышения устойчивости вмещающих пород, увеличение интенсивности отработки и снижение затрат на образование компенсационно-разгрузочных полостей. В лежачем и висячем боку рудного тела проводят подготовительные выработки. Вдоль границы будущей камеры из полевого штрека проводят короткий отрезной орт 5, из которого проводят отрезной восстающий 6, который расширяют в компенсационно-разгрузочную полость в виде отрезной щели. От торца отрезного орта 5 в противоположный угол камеры проводят диагональную буровую выработку 8 или параллельно длинной и короткой сторонам щели вблизи границ будущей камеры бурят две взаимно перпендикулярные буровые выработки. Затем отрезную щель расширяют в плане в виде подобных прямоугольников одновременной отбойкой вееров скважин, пробуренных из буровой выработки (выработок) параллельно длинной и короткой сторонам щели слоев руды. Длину отрезной щели определяют из выражения, в которое входят ширина отрезной щели и соотношение максимального и минимального горизонтальных напряжений, действующих в массиве. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в массивах с повышенными первоначальными горизонтальными напряжениями. Цель изобретения уменьшение разубоживания полезного ископаемого при разработке в напряженном массиве за счет повышения устойчивости вмещающих пород, увеличения интенсивности обработки и снижения затрат на образование компенсационно-разгрузочных полостей. На фиг.1 показана отрабатываемая камера на уровне промежуточного бурового горизонта (перед началом очистных работ), горизонтальный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 схема разбуривания камеры из двух взаимно перпендикулярных выработок; на фиг.5 - расчетная схема для вывода зависимости между соотношением первоначальных горизонтальных напряжений в массиве и поперечными линейными размерами камеры. В лежачем и висячем боках рудного тела (залежи) 1 проводят полевые штреки 2 и 3, выработки горизонта выпуска 4. Из полевого штрека 3 вдоль границы будущей камеры проходят короткий отрезной орт 5. В конце его образуют отрезной восстающий 6, который затем расширяют до отрезной щели путем взрывания на него глубоких скважин 7, параллельных отрезному восстающему. От торца отрезного орта 5 в противоположный угол будущей камеры проводят диагональную буровую выработку 8 до соединения его с полевым штреком 2 в лежачем боку залежи 1. Параллельно длинной и короткой сторонам щели из диагональной буровой выработки 8 бурят веера глубоких скважин 9 и 10 для последующей отбойки камеры в плане в виде подобных прямоугольников, при этом соотношение толщин отбиваемых слоев руды принимают равным соотношению длины и ширины отрезной щели. Параметры камеры выбирают исходя из максимальной устойчивости обнажений. Устойчивость стенок камеры зависит от прочности рудного массива и величины действующих на ее контуре напряжений. Напряженное состояние стенок камеры в случае значительного превышения ее высоты над шириной и длиной формируется в основном под воздействием первоначальных горизонтальных напряжений, действующих в массиве горных пород σ_макс и σ_мин (фиг.5) (плоское напряженное состояние). Величины действующих напряжений на контуре стенок камеры σ^r_x; σ^r_y (точки I и II) зависят не только от величины σ_макс и σ_мин, но и от их концентрации. Величина концентрации, определяемая коэффициентами концентрации, зависит от соотношения размеров камеры L и m. Устойчивость камеры будет оптимальной, если величины напряжений, действующие на ее стенках, будут одинаковые. В противном случае снижение напряжений на одной из стенок камеры за счет изменения соотношения длины и ширины камеры неизбежно приведет к увеличению напряжений на другой стенке. Исходя из условия 1<σ_макс/σ_мин≅ 4 длину отрезной щели определяют из выражения 1=3,4d(σ_макс/σ_мин-0,7), где l длина отрезной щели, м; d ширина отрезной щели, м; максимальное и минимальное горизонтальные напряжения, действующие в массиве. Для реализации предлагаемого способа возможен и иной порядок бурения вееров скважин, который показан на фиг.4. Веера глубоких скважин для отбойки слоев руды параллельно длинной и короткой сторонам щели бурят из двух взаимно перпендикулярных буровых выработок, которые проходят вблизи границы будущей камеры.

Формула изобретения

1. Способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий образование буровых выработок, вертикальных компенсационно-разгрузочных полостей, сориентированных длинной осью вдоль направления действия максимальных горизонтальных напряжений, действующих в массиве, расширение компенсационно-разгрузочных полостей буровзрывной отбойкой вертикальных слоев полезного ископаемого и его выпуск, отличающийся тем, что, с целью уменьшения разубоживания полезного ископаемого при разработке в напряженном массиве за счет повышения устойчивости вмещающих пород, увеличения интенсивности отработки и снижения затрат на образование компенсационно-разгрузочных полостей, компенсационно-разгрузочную полость выполняют в виде прямоугольной отрезной щели с длинной и короткой сторонами, которую расширяют в плане в виде подобных прямоугольников одновременной отбойкой параллельно длинной и короткой сторонам щели слоев руды. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длину отрезной щели определяют из выражения l = 3,4d(σ_макс/σ_мин-0,7) при условии l<σ_макс/σ_мин≅4,
где l длина отрезной щели, м;
d ширина отрезной щели, м;
σ_макс,σ_мин максимальное и минимальное горизонтальные напряжения, действующие в массиве, МПа. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буровую выработку для бурения вееров скважин проводят по диагонали камеры от торца отрезной щели в противоположный угол границы будущей камеры. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что буровые выработки для бурения вееров скважин проводят во взаимно перпендикулярных направлениях вблизи границ будущей камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000

Извещение опубликовано: 27.12.2000        

---