Способ подземной добычи полезных ископаемых

 

Использование: горная промышленность, при добыче крутопадающих полезных ископаемых. Сущность изобретения: способ подземной добычи полезных ископаемых включает вскрытие месторождения горными выработками, подготовку, восходящую выемку, ископаемого наклонными слоями, после обработки каждого из которых формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием для осуществления из нее выемки ископаемого следующим наклонным слоем, смешенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости. Транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя. При отработке каждого наклонного слоя и горизонтальных участков осуществляют закладку выработанного пространства. 5 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче крутопадающих полезных ископаемых, в частности при добыче алмазосодержащих из кимберлитовых трубок.

Известен способ разработки залежей руд, включающий вскрытие, подготовку и выемку горизонтальными слоями в восходящем порядке [1] Недостатком этого способа является снижение производительности из-за технологических простоев, связанных с процессами закладки выработанного пространства, твердения закладываемой массы, осуществляемых последовательно по времени с процессом БВР.

Известен способ подземной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства [2] Этот способ взят в качестве прототипа.

Данный способ по сравнению с ранее указанным позволяет улучшить процессы заполнения и уплотнения закладываемого пространства, используя силы гравитации закладываемой массы.

Однако ему присущ недостаток, заключающийся в том, что необходимость демонтажа оборудования при отработке слоев и технологические простои, связанные с последовательностью операций БВР и закладки, снижают производительность добычи полезных ископаемых.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывного цикла выемки полезного ископаемого и закладки выработанного пространства, что обеспечивает повышение производительности добычи полезных ископаемых при одновременном повышении безопасности труда и снижении потерь полезного ископаемого.

Это достигается тем, что в способе подземной добычи полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывного цикла выемки полезного ископаемого и закладки выработанного пространства, что обеспечивает повышение производительности добычи полезных ископаемых при одновременном повышении безопасности труда и снижении потерь полезного ископаемого.

Это достигается тем, что в способе подземной добычи полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

Наличие с горизонтальным основанием камер позволяет обеспечить непрерывность процесса выемки, а отработка наклонных слоев в противоположном направлении позволяет обеспечить одновременную выемку и закладку выработанного пространства, что позволяет повысить производительность добычи ископаемого. Размещение вертикальных выработок на стыке горизонтальных и наклонных участков вынимаемого слоя уменьшает длину транспортных линий.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез залежи вдоль простирания на момент подготовки к отработке; на фиг. 2 горизонтальное сечение А А залежи на уровне межэтажного квершлага при отработке первого наклонного слоя; на фиг. 3 сечение Б Б залежи под углом на уровне отработки последующего наклонного слоя; на фиг. 4 сечение В В залежи подготовленной к отработке наклонными слоями. на фиг. 5 вертикальный разрез Г Г залежи в зоне межэтажных квершлагов после выемки первого наклонного слоя и верхней камеры.

Способ подземной добычи полезных ископаемых заключается в следующем.

Вскрытие месторождения 1 полезного ископаемого осуществляют вертикальными стволами 2 (на фиг. 1 показан грузоподъемный ствол, а вентиляционный не показан) и этажными квершлагами 3, 4 и 5 с расстоянием H между ними.

Подготовку к выемке полезного ископаемого производят путем сооружения двух восстающих выработок 6 и 7 в массиве ископаемого, гезенков 8 и 9, проведенных между квершлагами и оконтуривающей горизонтальной выработкой 10, а также монтажной камеры 11 в зоне между оконтуривающей и вертикальной выработками 10 и 6.

Выемку полезного ископаемого производят путем отработки наклонного слоя 12 из монтажной камеры 11 механизированным способом или посредством БВР с последующей транспортировкой отбитой массы 13 с помощью, например, скрепера или конвейера (на фиг. 2 не показаны) к вертикальной выработке 6 (рудоспуску). После каждой заходки выработанное пространство закрепляют временной передвижной механизированной крепью 14 известной конструкции с последующей закладкой этого пространства твердеющими смесями 15. После отработки наклонного слоя формируют на его конце камеру 16 с горизонтальным основанием, обеспечивающую возможность перемещения механизированной крепи путем ее разворота на 180^o в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной выработки 7. При этом отбитое полезное ископаемое транспортируют через вертикальную выработку 7, а выработанное пространство камеры закладывают твердеющей смесью после разворота крепи. Выемку следующего наклонного слоя 17 осуществляют аналогично предыдущему слою 12 из камеры 16 в противоположном последнему направлению и со смещением по горизонтали на ширину b отработанного слоя. При этом угол наклона α вынимаемого слоя (tgα = 0,5^h/L) равен углу наклона α предыдущего слоя относительно горизонтальной плоскости. Мощность h, ширина b каждого вынимаемого слоя и его угол a наклона определяются параметрами механизированной крепи. При отработке слоя 17 на участке между вертикальными выработками 6 и 7 отбитое полезное ископаемое транспортируют через вертикальную выработку 7. На верхнем конце отработанного слоя 17 формируют камеру 18 с горизонтальным основанием аналогичного назначения с камерой 16 над ранее заложенной твердеющей смесью монтажной камерой 11.

Закладку выработанного пространства наклонных слоев 12 и 17, а также камер 16 и 18 производят с использованием отбитой породы из оконтуривающей выработки 19 и твердеющей массы, подаваемой с поверхности через вертикальный ствол 2. Оконтуривающую выработку 19, обеспечивающую вентиляцию, энергоснабжение и транспорт, проходят в породах, вмещающих полезное ископаемое с углом подъема a на наклонных участках слоев 12 и 17 и горизонтально в зоне камер 11 и 16 с технологическим опережением. Эту выработку сбивают с гезенками 8 и 9, а затем закладывают по мере погашения отрабатываемого слоя. Для обеспечения оптимального режима разворота механизированной крепи с одновременной транспортировкой отбитого полезного ископаемого не по транспортному ходку 20, а непосредственно в вертикальные выработки 6 и 7, последние проводят на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя. После выемки и закладки камеры 18 цикл восходящей отработки полезного ископаемого повторяется.

Формула изобретения

Способ подземной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения горными выработками, подготовку, восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

РИСУНКИ

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