Способ разработки крутопадающих месторождений

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке круто падающих месторождений полезных ископаемых, преимущественно ценных средней устойчивости и неустойчивых руд во вмещающих породах той же устойчивости . Целью изобретения является снижение разубоживания руды закладной за счет увеличения устойчивости закладного массива. При реализации способа предусмотрена сплошная подэтажная выемка руды камерами с вертикальными боковыми стенками в нисходящем порядке с частичным смещением смежных по высоте одновременно отрабатываемых камер друг относительно друга. Данные камеры сбивают между собой с формированием при этом единого выработанного пространства. Отбитую горную массу выпускают через подэтажные выработки с перепуском ее в камеру нижнего подэтажа через сбойку между камерами. Единое выработанное пространство заполняют порциями смеси различной прочности через верхнюю его точку с формированием при этом чередующихся горизонтальных слоев в пределах каждой камеры с укладкой наиболее прочных слоев в стыке смежных по высоте камер, в один прием на одном уровне с подобными слоями смежных по горизонтали заложенных камер. Для дозаполнения выработанного пространства используют низкопрочные смеси, а в верхней части камер также формируют горизонтальный слой повышенной прочности. 1 ил. 4S Ё «оЭ Јь jo«

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) (11) (s1)s Е 21 С 41/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

<

l 3.::::

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4В52519/03 (22) 19.07.90 (46) 07,11.92. Бюл. М 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов и Производственное объединение

"Лениногорский полиметаллический комбинат" (72) А.А. Егорочкин, А.В. Боев, B.Н. Петяхин, А.П. Трезнюк, Б.П. Антропов, А.И. Воронин, А,Е, Еженов. Е.В. Федоров, А.К. Казбеков и

К,Б. Кульюков (56) 1,.Егорочкин А.А. и др. Совершенствование технологии очистной выемки руды с закладкой при отработке крутопадающих рудных тел в сложных горно-геологических условиях. — Сб. "Повышение технологического уровня горного производства", УстьКаменогорск, ВНИИцветмет, 1989, с.

109-112.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1710739, кл. Е 21 С 41/22, 30.01.90. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (57) Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых, преимущественно ценных средней устойчивости и неустойчиИзобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых, преимущественно при добыче ценных средней устойчивости и неустойчивых руд во вмещающих породах такой же устойчивости. вых руд во вмещающих породах той же устойчивости. Целью изобретения является снижение разубоживания руды закладкой за счет увеличения устойчивости закладного массива. При реализации способа предусмотрена сплошная подэтажная выемка руды камерами с вертикальными боковыми стенками в нисходящем порядке с частичным смещением смежных по высоте одновременно отрабатываемых камер друг относительно друга. Данные камеры сбивают между собой с формированием при этом единого выработанного пространства. Отбитую горную массу выпускают через подэтажные выработки с перепуском ее в камеру нижнего подзтажа через сбойку Я между камерами. Единое выработанное пространство заполняют порциями смеси различной прочности через верхнюю его точку с формированием при этом чередующихся горизонтальных слоев в пределах каждой камеры с укладкой наиболее прочных слоев в стыке смежных по высоте камер, в один прием на одном уровне с подобными слоями смежных по горизонтали заложенных камер. Для дозаполнения выработанно1 го пространства используют низкопрочные

1 смеси, а в верхней части камер также формируют горизонтальный слой повышенной прочности. 1 ил, I y !

I фэ!ь !

Известен способ. разработки крутопадающих месторождений, предусматривающий сплошную подзтажно-камерную выемку в нисходящем порядке, скважин ную отбойку и выпуск руды иэ подэтажных выра . боток с закладкой выработанного пространства (Егорочкин А.А., Еженов А.Е.

1774014

20

30

40

50

Совершенствование технологии очистной выемки руды с закладкой при отработке крутопадающих рудных тел в сложных горногеологических условиях // Повышение технического уровня горного производства;

Сб, научн.тр./В Н ИИ цветмет. — Усть-Каменогорск, 1989, с, 109-112).

Недостаток данного способа разработки — повышенные потери отбитой руды на днище камер и раэубоживание руды закладкой, относительно низкая интенсивность очистной выемки и значительные затраты на закладочные работы вследствие nooseредной закладки камер на подэтажах.

Наиболее близок к предлагаемому способ разработки крутопадающих месторождений, включающий сплошную подэтажную выемку руды камерами в нисходящем порядке с частичным смещением смежных по высоте одновременно отрабатываемых камер друг относительно друга, сбойкой их между собой и формированием единого выработанного npocTpBHGTBG, выпуск отбитой руды через подэта>кные выработки с перепуском ее через сбойки в камеру нижнего подэтажа и заполнение единого выработанного пространства через его верхнюю точку твердеющими смесями различной прочности с формированием в нижих частях камер более прочного массива путем опережающей подачи более прочных смесей и дозаполнения единого выработанного пространства ниэкопрочными смесями (авторское свидетельство N 1710739, кл. Е 21

С 41/22, 1990).

Недостатком этого способа является относительно слабая устойчивость закладочного массива, поскольку закладки повышенной прочности в нижних частях смежных по горизонтали камер монолитно не связаны между собой, разделены низкопрочной закладкой, что при образовании единого выработанного пространства может привести к отслоениям закладки и раэубоживанию ею отбитой в камерах руды.

Цель изобретения — снижение разубоживания руды закладкой за счет повышения устойчив; сти закладочного массива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разработки, включающему сплошную подэтажную выемку руды камерами в нисходящем порядке с частичным смещением смежных по высоте одновременно отрабатываемых камер друг относительно друга, сбойкой их между собой и формированием единого выработанного пространства, выпуск отбитой руды через подэтажные выработки с перепуском ее через сбойки в камеру нижнего подэтажа и заполнение единого выработанного пространства через его верхнюю точку твердеющими смесями различной прочности с формированием в нижних частях камер более прочного массива путем опережающей подачи более прочных смесей и доэаполнения единого выработанного пространства низкопрочными смесями, отработку осуществляют камерами с вертикальными боковыми стенками, а выработанное пространство заполняют разнопрочными смесями порциями, формируя в пределах каждой камеры единого выработанного пространства чередующиеся горизонтальные слои закладки, При этом наиболее прочные слои укладывают в стыке смежных по высоте камер в один прием на одном уровне с подобными слоями смежных по горизонтали ранее заложенных камер, à в верхней части верхней камеры дополнительно формируют горизонтальный слой повышенной прочности.

На чертеже изображен вертикальный разрез по простиранию части отрабатываемой рудной залежи и стадиях разбуривания руднго массива. отбойки и выпуска руды, а также последовательной закладки камер на и Одэтажах.

На чертеже показаны: 1 — транспортные выработки; 2 — погрузочно-доставочные выработки; 3 — буровые выработки; 4 — взрывные скважины, 5 — отбитая руда; 6— очистные камеры; 7 — перепускные щели; 8 — твердеющая смесь; 9 — закладочный трубопровод; 10 — ; 11— изолирующие перемычки; 12 и 13 — слои закладки повышенной и пониженной прочности, 14 — слой закладки повышенной прочности в днище камеры; 15 — слой закладки пониженной прочности средней части камеры; 16 и 17 — слои закладки повышенной прочности верхней и нижней частей смежных по высоте камер, закладываемые за один прием; 18 — монолитные слои закладки повышенной прочности на стыке смежных по высоте камер; 19 и 20— передняя и задняя части монолитного слоя закладки; 21 — горизонтальный слой закладки верхней части верхней камеры.

Способ разработки осуществляют следующим образом.

Из расположенного на фланге рудной залежи наклонного сьезда на каждом подэтаже проходят транспортные выработки 1, погрузочно-доставочные 2 и буровые 3 выработки, являющиеся одновременно вентиляционными, из которых осуществляют сплошную подэтажную выемку руды камерами с вертикальными боковыми стенками в нисходящем порядке со сква>кинной 4 отбойкой, магаэинированием и выпуском руды 5 из подэтажных выработок 2, 1774014

Камеры 6 на подэтажах располагают с частичным смещением друг относительно друга, образуя при их сбойке щели 7 для перепуска отбитой руды 5 и твердеющих смесей 8 из верхних камер в нижние, После полного выпуска руды 5 из камер

6 выработанное пространство закладывают последовательно снизу вверх порциями разнопрочных смесей 8 через верхнюю точку единого выработанного пространства камер по закладочному трубопроводу 9, проложенному в закладочной выработке

10, предварительно установив в выработках

2 изолирующие перемычки 11.

В пределах каждой камеры единого выработанного пространства формируют «ередующиеся горизонтальные слои 12 и 13 закладки повышенной и пониженной прочности. При этом наиболее прочные слои 12 укладывают в стыке смежных по высоте камер в один прием на одном уровне с подобными слоями смежных па горизонтали ранее заложенных камер, что позволяет скрепить прочными слоями закладочный массив единого выработанного пространства, связать его с ранее возведенными подобными слоями и значительно повысить в целом устойчивость закладочного массива.

Вначале на днище нижней камеры укладывают слой 14 закладки повышенной прочности, затем среднюю ее часть заполняют слоем 15 закладки пониженной прочности. После этого слой 16 закладки повышенной прочности в верхней части камеры формируют одновременно са слоем 17 закладки повышенной прочности нижней части смежной по высоте камеры путем подачи твердеющей смеси 8 в один прием, вследствие чего создается единый монолитный слой 18 закладки повышенной прочнасти в стыке смежных по высоте камер. При обнажении этого монолитного слоя передняя его часть 19 частично нависает над полой камерой, а задняя часть 20 защемлена подобным слоем смежных по горизонтали ранее заложенных камер, что обеспечивает дополнительную устойчивость закладочного массива.

Дальнейший процесс закладки смежных по высоте камер аналогичен вышеописанному, а в верхней части верхней камеры дополнительно формируют горизонтальный слой 21 закладки повышенной прочности.

После затвердения закладочного массива до принятой нормативной прочности цикл работ по очистной выемке руды и закладки камер повторяют до полной отработки участка рудной залежи.

Высоту подэтажей, параметры камер и горных выработок определяют в зависима5

35 сти ат устойчивости горных пород и нормативной прочности закладки, Предложенный способ разработки по сравнению с прототипом позволяет повысить устойчивость закладочного массива за счет скрепления ега слоями закладки повышенной прочности с подобными слоями ранее заложенных камер, уменьшить отслоения закладки в процессе очистной выемки и снизить разубаживание руды закладкой.

Пример. Способ реализуют при отработке крутападающей рудной залежи мощностью 30 — 40 м ценных средней устойчивости и неустойчивых руд во вмещающих породах такой же устойчивости.

Залежь по падению вскрыта этажными полевыми транспортными и закладочновентиляционными выработками S = 12,5 и

10,5 м, которые соединены между собой рудаспусками и закладочно-вентиляционными восстающими S = 6 м; высота этажа г, 60 м, высота подэтажей 15 м.

Участок залежи отрабатывают сплошной подэтажнай выемкой руды камерами в нисходящем порядке с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями и применением самоходного оборудования, испол ьзуя разработан ный способ, изображенный на чертеже. Основные параметры выемки: высота камер 15 м, равная высоте подэтажа; ширина 8 — 10 м, длина 30 — 40 м, равная мощности залежи; нормативная прочность закладки повышенной прочности (тсж = 4,5-5,0 МПа, пониженной прочности псж = 2,0 — 2,5 МПа.

Подготовка участка заключалась в проходке из транспортных выработок 1 погрузочно-доставочных штреков 2 и буровых выработок 3, после чего начинали. очистную выемку. руды в камерах.

Очистные камеры 6 с вертикальными боковыми стенками на подэтажах располагали со смещением друг относительно друга на половину их ширины (4 — 5 м) и отрабатывали в нисходящем порядке последовательной отбойкой, магазинированием и выпуском руды 5 из падэтажных погрузочно-доставочных штреков 2 с помощью ПДМ

Торо-200Д. Рудный массив камер 6 разбуривали скважинами 4 диаметром 105 мм с Л НС

2,2 м с помощью буровых станков ЛПС-ЗУ и отбивали последовательно секциями из 3 — 4 рядов скважин в зажиме на замагазинированную руду. Перепускные щели 7 образовывали путем сбайки смежных па высоте камер и использовали для перепуска руды 5 и твердеющих смесей 8 из верхних на нижwe камеры.

1774014

После полного выпуска руды 5 из камер б выработанное пространство закладывали последовательна снизу вверх порциями раэнопрочных твердеющих смесей 8 через верхнюю точку единого выработанного пространства камер по закладочному трубопроводу 9, проложенному в закладочной выработке 10, предварительно установив в погрузочно-даставочных штреках изолирующие перемычки 11.

В пределах каждой камеры единого выработаннога пространства формировали чередующиеся горизонтальные слои 12 закладки повышенной прочности осж == 4,5—

5,0 МПа и слои l3 пониженной прочности осж =- 2,0-2,5 МПа, При этом наиболее прочные слои 12 укладывали в стыке смежных Но высоте камер эа один прием на одном уровне с подобными слоями закладки смежных по горизонтали ранее заложенных камер, что позволило скрепить прочными слоями закладочный массив единого выработанного пространства, связать ега с ранее возведенными подобными слоями и повысить в целом устойчивость закладочного массива.

В начале на днище нижней камеры укладывали слой 14 закладки с chic = 4,5 — 5,0

МПа, затем среднюю часть камеры 15 заполняли закладкой с о ж = 2,0-2,5 МПа, после чего в верхней части камеры слой 16 закладки с о<® 4,5-5,0 МПа формировали одновременно со слоем 17 закладки с ст,к==4,5-5,0 МПа нижней части смежной по высоте камйры путем подачи твердеющей смеси 0 в один прием. В результате создавали единый мОнОлитный слой 18 закладки паны" шеннай прочности на стыке смежных по высоте камер. Подобные монолитные слои оформляли на стыке последующих смежных по высоте камер. При обнажении этого монолитного слоя закладки передняя его часть

19 нависала над полыми камерами, а задняя часть 20 была защемлена подобными слоями смежной па горизонтали ранее заложенных камер, что обеспечивало дополнительну а устойчивость в целом закладочного массива над единым выработанным пространством камер;

После затвердения закладочного массива до принятой прочности цикл работ по очистной выемке руды и закладке камер повторялся до полной отработки участка рудной залежи.

Предложенный способ разработки по сравнению с прототипом позволил повысить устойчивость закладочного массива за счет скрепления его слоями закладки повышенной прочности с подобными слоями ранее заложенных камер, уменьшить отслоения закладки в процессе очистной выемки и снизить раэубоживание руды закладкой на 2,5 g, (абс.).

Формула изобретения

15 Способ разработки крутопадающих месторождений, вкгпачающий сплошну о подзтажную выемку руды камерами в нисходящем порядке с частичным смещением смежных по высоте одновременно отра20 батываемых камер одна относительно другой, сбойкой их между собой и формированием единого выработанного пространства, выпуск отбитой гарной массы через падэтажные выработки с перелуском ее че25 рез сбайки в камеру нижнего подзтажа и заполнение единого выработанного пространства через его верхнюю точку твердеющими смесями различной прочности с формированием в нижних частях камер бо30 лее прочного массива путем опережающей подачи более прочных растворов и доэаполнением единого выработанного пространства ниэкопрочными смесями, о т л и ч а юшийся тем, чта, с целью снижения раэубо35 живания руды закладкой за счет увеличения устойчивости закладочного массива, отработку осуществляют камерами с вертикальными боковыми стенками, заполнение выработанного пространства разнопрочными смесями ведут порциями, формируя в пределах каждой камеры единого выработаннага пространства чередующиеся горизонтальные слои, при этом наиболее прочные смеси укладывают в стыке смежных по высоте камер в один прием на одном уровне с подобными прочными слоями смежных по горизонтали заложенных камер, а в верхних частях каждой камеры дополнительно формируют горизонтальный

50 слои повышенной прочности

1774014

7 . б В

9 IO ,г б 5 7

IS

Ф

19

° г г °

Редактор Б.Федотов

Заказ 3911 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

J7

I6

l

Составитель А.Егорочкин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О.Юрковецкая