Способ отработки месторождений полезных ископаемых

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в условиях повышенного горного давления и его динамических появлений. Способ включает проведение подготовительных, нарезных работ, обуривание блоков, отбойку и выпуск руды через выпускные выработки. Нарезные работы на нижележащем горизонте проводятся вне зоны опорного давления с отставанием по отношению к очистным работам на вышележащем горизонте, а очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта с отставанием от его подготовительно-нарезных работ. Нарезные и подготовительные работы на нижележащем горизонте проводятся с отставанием от очистных работ на вышележащем горизонте на величину, определяемую из выражения a=H•tgα/L, где Н - глубина разработки, м; α - угол залегания рудных тел, град; L - расстояние до фронта очистных работ, м, при этом очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта проводятся с отставанием от его подготовительных и нарезных работ на 3-4 блока. Изобретение позволяет повысить безопасность горных работ и эффективность отработки. 2 ил.

Изобретение относится к геомеханике и может использоваться при подземной отработке месторождений полезных ископаемых в условиях повышенного горного давления и его динамических проявлений.

Известен способ отработки мощных пологопадающих месторождений Норильского района, где показаны возможности выбора рационального порядка выемки запасов, учитывающего действие природных сил и нарушенность массива, что при использовании разработанных способов регулирования уровня напряжений в конструктивных элементах систем разработки позволяет обеспечить интенсивную отработку запасов на больших глубинах при технико-акономических показателях добычи. (Развитие интенсивных методов добычи руд на больших глубинах/Айнбиндер И.И., Родионов Ю.И., Овчаренко О.В., Аршавский В.В., Ефимов Ф. К. / Интенсивные методы добычи руд на больших глубинах. - М.: 1988. - 59-75. - Рус.).

Однако применение известного способа при отработке мощных пологопадающих месторождений с высокой нарушенностью массива вызывает значительные трудности, связанные с поддержанием забоев в устойчивом состоянии.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ отработки рудных месторождений, включающий проведение подготовительных, нарезных работ, обуривание блоков, отбойку и выпуск руды через выпускные выработки, в котором нарезные работы на нижележащем горизонте проводятся вне зоны опорного давления с отставанием по отношению к очистным работам на вышележащем горизонте, а очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта с отставанием от его подготовительно-нарезных работ (см. А.С. СССР N 1456579, Е 21 С 41/22).

Недостатками этого способа являются высокая концентрация напряжений в краевой части массива, а также в призабойной части впереди подготовительной, нарезной или капитальной выработки.

Единый технический результат - установление закономерностей изменения напряженного состояния в массиве при отработке железорудных месторождений в сложных природных условиях.

Единый технический результат достигается тем, что в известном способе отработки рудных месторождений, включающем проведение подготовительных, нарезных работ, обуривание блоков, отбойку и выпуск руды через выпускные выработки, в котором нарезные и подготовительные работы на нижележащем горизонте проводятся вне зоны опорного давления с отставанием по отношению к очистным работам на вышележащем горизонте, а очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта с отставанием от его подготовительно-нарезных работ, нарезные и подготовительные работы на нижележащем горизонте проводятся с отставанием от очистных работ на вышележащем горизонте на величину, определяемую из выражения: a=H•tgα/L, где Н - глубина разработки, м; α - угол залегания рудного тела, град.; L - расстояние до фронта очистных работ, м, при этом очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта проводятся с отставанием от его подготовительных и нарезных работ на 3-4 блока.

На фиг.1 представлена аксонометрическая проекция отрабатываемого рудного тела на месторождении.

Отработка рудного месторождения согласно предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

Запасы месторождения отрабатываются этажами 1 высотой 40-80 м и более, каждый этаж разрабатывают последовательно блоками 2 шириной 16-27 м и длиной, равной мощности рудного тела.

Каждый блок 2 на каждом этаже 1 подготавливают проходкой доставочно-буровых выработок, обуривание блока осуществляется пучками глубоких скважин 3. Таким образом осуществляется подготовка нескольких блоков.

Когда расстояние подготовленных к выемке блоков на горизонте от начала выемки достигает величины порядка 3-4 блоков, начинают отбойку руды в 1-ом блоке.

Отбойку руды в блоке 2 осуществляют взрыванием зарядов пучков скважин 3 группами с направлением движения отбиваемого слоя руды в сторону центра полости 4. Образованием компенсационных полостей 4 производят разгрузку массива блока 2 от высоких напряжений, что само по себе повышает его устойчивость.

Дальнейшую отбойку на этаже последующих блоков производят аналогично. Отработка этажа таким способом позволяет управлять горным давлением за счет перераспределения напряжений в массиве горных пород.

При достижении зоны разработки (очистных блоков 2) на верхнем горизонте начинают подготовительно-нарезные работы на нижележащем горизонте с отставанием по формуле: a=H•tgα/L, где Н - глубина разработки, м; α - угол залегания рудных тел, град.; L - расстояние до фронта очистных работ, м,
при этом очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта проводятся с отставанием от его подготовительных и нарезных работ на 3-4 блока (L=130 м, фиг.1).

Если на одном фланге идет очистная выемка, то на другом должны начинаться подготовительно-нарезные работы, чтобы месторождение находилось в равновесном состоянии как в центре, так и на фланге, не создавая зоны концентрации предельных напряжений. Работы очистные и подготовительно-нарезные должны производиться в такой последовательности отработки по глубине вышележащих и нижележащих горизонтов.

Предложенный способ позволяет в процессе отработки месторождений системами с обрушением горизонтальные максимальные напряжения распределять в направлении по параболическому закону в зависимости от расстояния до фронта очистных работ и в зоне полной разгрузки действуют вкрест простирания рудных залежей (фиг.2).

Использование изобретения позволит повысить безопасность горных работ и эффективность отработки рудных крутопадающих залежей.

Формула изобретения

Способ отработки рудных месторождений, включающий проведение подготовительных, нарезных работ, обуривание блоков, отбойку и выпуск руды через выпускные выработки, в котором нарезные работы на нижележащем горизонте проводятся вне зоны опорного давления с отставанием по отношению к очистным работам на вышележащем горизонте, а очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта с отставанием от его подготовительно-нарезных работ, отличающийся тем, что нарезные и подготовительные работы на нижележащем горизонте проводятся с отставанием от очистных работ на вышележащем горизонте на величину, определяемую из выражения
а= Н•tgα/L,
где Н - глубина разработки, м;
α - угол залегания рудных тел, град;
L - расстояние до фронта очистных работ, м,
при этом очистные работы в очередном блоке отрабатываемого горизонта проводятся с отставанием от его подготовительных и нарезных работ на 3-4 блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2