Способ разработки пологопадающих пластовых залежей полезных ископаемых

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Е 21 С 41/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841099/03 (22) 21.05.90 (46) 15.09.92. Бюл. N 34 (71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (72) И.Д. Кондров и Г.Б. Россихин (56) Ю.И. Чебдарова и др. Управление горным давлением. Алма-Ата: Наука, 1988, с. 7.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11118888332266, кл. Е 21 С 41/16, 1985, (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ПЛАСТОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) 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 выИзобретение 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 пологопадающих пластовых залежей мо цностью до

18 м с отработкой первичных камер с помощью самоходного оборудования с заходом его в выработанное пространство.

Вторичные камеры отрабатывают с отбой. Ы 1761951 А1 ступов на стенках вторичных камер при от работке первичных камер и закладку выра ботанного пространства. С цельк повышения интенсивности отработки камег выступы формируют в проектных контура> поперечных сечений столбчатых целиков рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород и оформляют на глубину не менее у= d-1/2 (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; max предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик; bz — 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 цел ики отрабатывают.

2 ил. кой 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

1761951

20 у= d-1/2 (klmax-Ьг), у=0 — 1!2 (klmax b2) Р 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

50у, 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 пологопадающих 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 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;

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

Ь2 ширина вторичной камеры, 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, Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что выступы формируюг в проектных контурах поперечных сечений столбчатых целиков, рассчитанных на самостоятельное поддержание налегающих пород, и оформляют на глубину не менее 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 отрабатываю

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

Благодаря тому, что выступы на стенкаr вторичных камер при отработке первичны> камер формируют в проектных контурах по перечных сечений столбчатых целиков, рассчитанных на самостоятельно поддержание налегающих пород. оформля ют на глубинуу б-1/2 (klmax-Ьг) и дооформ ляют до проектных размеров столбчаты> 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 увеличение ширины вторичных камер до ве личины допустимого пролета обнажени кровли при ее опоре на столбчатые рудньн целики (в среднем в 2 раза до 12 — 15 м).

Увеличение ширины как первичнь:х, та и вторичных камер позволяет использовап наиболее производительное самоходно

1761951 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

d-1/2 (klmax b2) 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 2проектных 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 — d=8 м; предельная величина устойчивого пролета об5

55 наженной кровли при опоре ее на рудный целик Im®,=18 м; расстояние между стенками противоположных целиков по нормали к границе камер — для первичных камер 20— 8= 1 м, для вторичных в 2= 12 м klux=

= 0,8х 18 = 14,4 м; коэффициент предельной величины устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на закладочный массив k=0,7 — 0,9.

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

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 буровентиляционных 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 между первыми проектными контурами 2 целиков, образуют боковые забои вправо и влево. При этом все три забоя имеют одинаковые параметры; 12х8 м и отрабатываются одновременно. Таким образом, на стенках 7 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 определяется на стадии проектирования по формуле у-б-1/2 (kl -Ьг )=8-1/2(0,8х1812)=6,8 м.

Когда боковые забои углубят на величину у=6,8 м, их останавливают, продолжая выемку в забое продольного направления.

С момента ввода забоя продольного направления в межконтурное пространство очередной пары проектных целиков цикл выемки с образованием боковых забоев повторяется.

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

1761951

50 у=б- 1/2 (klmax Ь2) 55 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+2х6,8=25,6 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 вы работки.

Вторичные камеры 4 отрабатывают после затвердения закладочного массива в первичных камерах(через 4 — 6 месяцев), Выемку вторичных камер 4 ведут одним забоем-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 BB. 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 оконтуривания 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 неотра5

35 ботанных целиков 10, крепления кровли и закладочного массива в сторону разделительных (панельных) целиков 6.

Бурение шпуров в целиках 10 производят 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 ил комбинированной.

Использование предлагаемого способа разработки обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: повышение интенсивности отработк камер за счет повышения производительности самоходного оборудования на 15 — 20ь; повышение безопасности разработки за счет того, что отработка вторичных каме осуществляется под защитой столбчаты> целиков; снижение затрат на добычу руды за сче исключения проходки породных погрузоч н ых вы ра бото к.

Формула изобретения

Способ разработки пологопадающи: пластовых залежей полезных ископаемых включающий выемку запасов первичными вторичными камерами, формирование вы ступов на стенках первичных камер при от работке первичных камер и и: дооформление при отработке вторичных ка мер закладку 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 где d — поперечный размер столбчатого це лика по нормали к границе камер;

k — коэффициент предельной величин устойчивого пролета обнаженной кровл при опоре ее на закладочный массив;

1761951

10! ах — предельная величина устойчивого пролета обнаженной кровли при опоре ее на рудный целик;

Ьг — ширина вторичной камеры, причем выступы дооформляют до проектных размеров столбчатых целиков, затем под их защитой производят отработку запасов, после чего из очи5 стного пространства вторичных камер указанные целики отрабатывают, 1761951 5

С

Составитель И.Кондров

Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Редактор

Заказ 3242 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101