Способ разработки мощных рудных месторождений

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных рудных залежей преимущественно пологого падения. Способ включает проведение подготовительно-нарезных выработок, образование лавной подсечки и рудной консоли, выемку руды в них слоями, выпуск отбитой руды на почву лавной подсечки с последующей ее отгрузкой. Лавную подсечку оборудуют секциями механизированной крепи, выемку руды в ней ведут слоями шириной, кратной шагу передвижки секций механизированной крепи. Отбойку рудной консоли ведут слоями шириной, не превышающей величину технически регламентируемого выхода ковша погрузочной машины в выработанное пространство. Выпуск отбитой руды и ее отгрузку производят по длине лавной подсечки под защитой секций механизированной крепи. Принудительную посадку налегающих пород из пройденных по верхнему контакту рудной залежи буропосадочных выработок выполняют с шагом, кратным ширине отбиваемого слоя рудной консоли. Изобретение направлено на снижение потерь отбитой руды и ее разубоживания налегающими породами, повышение безопасности и производительности труда. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Техническое решение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных рудных залежей, преимущественно пологого падения.

Известен способ управления выпуском полезного ископаемого подкровельной толщи в очистном забое, оборудованном секционной механизированной крепью (а.с. СССР №1027392, Е21C 41/04, опубл. в Бюл. №25, 1983), включающий использование ограждений и шиберов секций механизированной крепи, выпуск полезного ископаемого, поддержание обрушенных пород и выпуск полезного ископаемого в шахматном порядке через секцию механизированной крепи с отделением его с боков ограждениями соседних секций, которые прижимают к обрушенным породам при выдвинутых шиберах.

Недостатками известного способа являются: неприменимость его при отработке залежей крепких руд из-за отсутствия операции взрывной отбойки при выемке полезного ископаемого, а также сложность управления отгрузкой полезного ископаемого и пород кровли, так как в известном способе между секциями крепи полезное ископаемое и налегающие породы поступают самопроизвольно по мере их самообрушения. Это снижает эффективность добычи вследствие больших потерь полезного ископаемого в очистном пространстве и высокого уровня его разубоживания породами кровли.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ разработки мощных рудных месторождений (а.с. СССР №720164, Е21C 41/06, опубл. в Бюл. №9, 1980), включающий отбойку руды вертикальными слоями, одновременное разбуривание стенки лавной подсечки и отбиваемой консоли, отбойку консоли в зажатой среде, совмещая ее с образованием лавной подсечки, выпуск отбитой руды слоя на подконсольное пространство, проведение доставочных штреков, отбойку слоя и образование лавной подсечки частями в перпендикулярном направлении выемки частей слоя к общему направлению выемки слоев, образование лавной подсечки последующего слоя по отношению к отбиваемому слою с опережением на величину, кратную мощности отбиваемой части слоя.

Недостатками известного способа являются: высокое разубоживание налегающими породами при отработке рудных залежей сложной морфологии пологого падения из-за неточности его оконтуривания и неуправляемого обрушения налегающих пород, относительно высокие потери отбитой руды в очистном пространстве вследствие ограниченности доступа оборудования, опасные условия проведения работ в лаве на участках с пониженной устойчивостью рудной залежи из за отсутствия крепи, низкая эффективность очистной выемки из-за ограниченных размеров зоны выпуска.

Техническая задача: повышение эффективности очистной выемки рудных залежей пологого падения и сложной морфологии за счет повышения производительности труда, снижения потерь отбитой руды и ее разубоживания налегающими породами, повышения безопасности труда.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе разработки мощных рудных месторождений, включающем проведение подготовительно-нарезных выработок, образование лавной подсечки и рудной консоли, выемку руды в них слоями, выпуск отбитой руды на почву лавной подсечки с последующей ее отгрузкой, в соответствии с предлагаемым техническим решением лавную подсечку оборудуют секциями механизированной крепи, выемку руды в ней ведут слоями шириной, кратной шагу передвижки секций механизированной крепи, отбойку рудной консоли слоями шириной, не превышающей величину технически регламентируемого выхода ковша погрузочной машины в выработанное пространство, выпуск отбитой руды и ее отгрузку производят по длине лавной подсечки под защитой секций механизированной крепи, а принудительную посадку налегающих пород из пройденных по верхнему контакту рудной залежи буро-посадочных выработок выполняют с шагом, кратным ширине отбиваемого слоя рудной консоли.

При этом достигается снижение потерь руды вследствие уменьшения ее заброса в выработанное пространство при отбойке лавной подсечки слоями шириной, кратной шагу передвижки секций механизированной крепи, а также вследствие повышения эффективности выпуска за счет отбойки рудной консоли слоями шириной, не превышающей величину технически регламентируемого выхода ковша погрузочной машины в выработанное пространство. Снижается разубоживание руды налегающими породами за счет более точного оконтуривания рудной залежи пройденными по верхнему контакту рудной залежи буропосадочными выработками. Повышается производительность труда за счет расширения зоны выпуска при отгрузке отбитой руды под защитой секций механизированной крепи по всей длине лавной подсечки. Повышается безопасность труда за счет использования секций механизированной крепи.

Целесообразно при образовании лавной подсечки в сложных горнотехнических условиях ее устойчивость повышать установкой анкерной крепи и/или формировать рудные целики с высотой, равной высоте лавной подсечки или выемочной мощности залежи.

При этом повышается безопасность труда за счет дополнительного крепления лавной подсечки анкерами, улучшается геомеханическая ситуация и снижается нагрузка на секции механизированной крепи при формировании рудных целиков, образованных на высоту лавной подсечки или на высоту выемочной мощности рудной залежи. Дополнительно повышается производительность труда в лаве вследствие уменьшения времени приведения лавы в безопасное состояние.

Целесообразно достигать устойчивости призабойного рудного массива путем опережающей выемки верхней части рудной залежи относительно нижней или бурением разгрузочных скважин.

При этом повышается безопасность труда за счет разгрузки массива, улучшается геомеханическая ситуация и снижается нагрузка на секции механизированной крепи. Дополнительно повышается производительность труда за счет образования дополнительного горизонта выпуска и уменьшения непроизводительных простоев при приведении лавы в безопасное состояние.

Целесообразно управление используемым оборудованием и секциями механизированной крепи осуществлять дистанционно.

При этом дополнительно снижаются потери руды вследствие создания возможности захода оборудования в опасную зону выработанного пространства между секциями механизированной крепи. Повышается безопасность труда горнорабочих.

Сущность технического решения иллюстрируется на примере разработки пластообразной рудной залежи пологого падения и чертежами, где: на фиг.1 показан план горизонта выпуска; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - пример реализации наиболее целесообразного технического решения на плане горизонта выпуска; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

Для разработки рудной залежи 1 на горизонте выпуска (фиг.1) проводят подготовительно-нарезные выработки 2, образуют лавную подсечку 3 и рудную консоль 4 (фиг.2). Лавную подсечку 3 оборудуют секциями 5 механизированной крепи, расстояние а между которыми выбирают из условия обеспечения технологических зазоров для используемых погрузодоставочных машин 6 (ПДМ) и буровых машин 7 (фиг.3). По верхнему контакту рудной залежи 1 с налегающими породами 8 проводят буропосадочные выработки 9. Выемку рудной залежи 1 в лавной подсечке 3 ведут слоями 10 шириной t, кратной шагу S передвижки секций 5 механизированной крепи. Выемку рудной консоли 4, выпуск отбитой руды 11 на почву лавной подсечки 3 и отгрузку ее ПДМ 6 производят по всей длине L лавной подсечки 3 и под защитой секций 5 механизированной крепи. Принудительную посадку налегающих пород 8 с образованием крупноблочных обрушенных пород 12 выполняют из буропосадочных выработок 9 взрывными скважинами 13.

Применение описанной схемы и последовательности ведения работ позволяет в 2-3 раза повысить производительность отгрузки за счет расширения зоны выпуска, в 1,5 раза снизить потери отбитой руды, уменьшить разубоживание руды на 5-7% и повысить безопасноть труда проходчиков.

Целесообразно в сложных горнотехнических условиях формировать рудные целики 14 (фиг.3) на высоту лавной подсечки 3 или на всю высоту выемочной мощности рудной залежи 1 для повышения устойчивости кровли лавной подсечки 3 или устанавливать анкерную крепь 15 (фиг.4).

При этом дополнительно повышается безопасность труда в сложных горнотехнических условиях, улучшается геомеханическая ситуация и снижается нагрузка на секции 5 механизированной крепи в лавной подсечке 3. Дополнительно повышается производительность труда в сложных горнотехнических условиях вследствие уменьшения времени приведения лавной подсечки 3 в безопасное состояние.

Целесообразно в сложных горнотехнических условиях производить опережающую выемку верхней части рудной залежи 1, как это показано на фиг.4. Эффект разгрузки увеличивается от создания разгрузочных полостей 16.

При выполнении этих мероприятий дополнительно повышается безопасность труда в сложных горнотехнических условиях, улучшается геомеханическая ситуация и снижается нагрузка на секции 5 механизированной крепи в лавной подсечке 3. Дополнительно повышается производительность труда в лавной подсечке 3 вследствие уменьшения непроизводительных простоев оборудования.

Целесообразно, особенно в сложных горнотехнических условиях, управление используемым оборудованием: ПДМ 6, буровыми машинами 7 и секциями 5 механизированной крепи осуществлять дистанционно.

При этом повышается безопасность труда горнорабочих и дополнительно снижаются потери руды вследствие создания возможности захода оборудования в выработанное пространство.

Эффективность предлагаемого способа рассмотрим на примере разработки рудной залежи вкрапленных руд месторождения "Норильск-1".

Мощность рудной залежи 1 составляет 30 м (фиг.1). Для нее характерно пологое до 3-5° падение и пластообразный характер залегания. На уровне горизонта выпуска проходят подготовительно-нарезные выработки 2. В кровле рудной залежи 1 проходят буропосадочные выработки 9. При использовании следующего оборудования: буровых машин 7 (СОЛО-1020), ПДМ 6 (ТОРО 400Д) и секций 5 механизированной крепи (ДТМ производства ТПК "Укруглемаш") высота лавной подсечки составляет 3,5÷4,0 м. Длина L лавной подсечки составляет 40÷50 м. Расстояние а между секциями 5 механизированной крепи выбирают из условия обеспечения технологических зазоров для используемого оборудования (а=3,5÷4,0 м). Выемку рудной залежи 1 в лавной подсечке 3 ведут слоями 10 шириной t=1,6 м, кратной шагу S=0,8 м передвижки секций 5 механизированной крепи ДТМ. Выемку рудной консоли 4, выпуск отбитой руды 11 на почву лавной подсечки 3 и отгрузку ее производят по всей длине L=40 м лавной подсечки 3 и под защитой секций 5 механизированной крепи ДТМ. Затем, из буропосадочных выработок 9 взрывными скважинами 13 выполняют принудительную посадку налегающих пород 8 с образованием обрушенных пород 12.

Применение данной схемы в условиях рудника "Заполярный" в описанной технологической последовательности ведения работ позволяет в 1,2 раза снизить потери отбитой руды (с 23,1% до 19,5%), уменьшить разубоживание руды с 18,4% до 8÷11% и повысить безопасность труда проходчиков. Производительность труда по забойной группе увеличивают с 22,2 м³/чел.-см. до 44,4 м³/чел.-см.

Полная реализация описанного технического решения позволяет повысить эффективность очистной выемки рудных залежей пологого падения и сложной морфологии за счет улучшения условий ведения горных работ, повышения производительности и безопасности труда проходчиков, снижения потерь и разубоживания отбитой руды.

1. Способ разработки мощных рудных месторождений, включающий проведение подготовительно-нарезных выработок, образование лавной подсечки и рудной консоли, выемку руды в них слоями, выпуск отбитой руды на почву лавной подсечки с последующей ее отгрузкой, отличающийся тем, что лавную подсечку оборудуют секциями механизированной крепи, выемку руды в ней ведут слоями шириной, кратной шагу передвижки секций механизированной крепи, отбойку рудной консоли слоями шириной, не превышающей величину технически регламентируемого выхода ковша погрузочной машины в выработанное пространство, выпуск отбитой руды и ее отгрузку производят по длине лавной подсечки под защитой секций механизированной крепи, а принудительную посадку налегающих пород из пройденных по верхнему контакту рудной залежи буропосадочных выработок выполняют с шагом, кратным ширине отбиваемого слоя рудной консоли.

2. Способ разработки по п.1, отличающийся тем, что при образовании лавной подсечки в сложных горнотехнических условиях в ней устанавливают анкерную крепь и/или формируют рудные целики с высотой, равной высоте лавной подсечки или выемочной мощности залежи.

3. Способ разработки по п.2, отличающийся тем, что верхнюю часть рудной залежи отрабатывают с опережением относительно нижней или производят бурение разгрузочных скважин в призабойном рудном массиве.

4. Способ разработки по п.3, отличающийся тем, что управление используемым оборудованием и секциями механизированной крепи осуществляют дистанционно.