Способ отработки слепых рудных тел под охраняемыми объектами

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, к разработке крутопадающих слепых рудных тел, и может быть использовано при подземной отработке. Способ включает отработку слепой рудной залежи под охраняемым объектом, расположенным на земной поверхности. Перед проведением работ определяют параметры выработанного пространства, при котором обеспечивается равномерное поле напряжений. Рудное тело разбивают на этажи, на этажах проходят подготовительно-нарезные, буровые, подсечные выработки и осуществляют отработку запасов верхнего этажа в пределах определенного контура системой с открытым выработанным пространством. В воронках выпуска оставляют предохранительную подушку. Запасы нижнего этажа отрабатывают камерами с оставлением временных целиков. Запасы камеры обрушают на пройденную в центральной части камеры компенсационную щель. Камеру подсекают высокой траншейной подсечкой, углы наклона бортов которой выполняют равными не менее величины естественного откоса руды. Массив руды в камере обуривают рядами веерно-расположенных скважин. Верхней части камеры придают арочную форму путем взрывания недозаряженных верхних частей скважин. Изобретение позволяет повысить полноту извлечения руды при отработке и обеспечить безопасность ведения горных работ. 2 ил.

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, в частности к разработке крутопадающих слепых рудных тел, и может быть использовано при подземной отработке месторождений полезных ископаемых.

Известен способ отработки обособленных рудных залежей (В.Р.Именитов. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1978. С.369-370) камерой с открытым выработанным пространством без оставления целиков, а для рудных тел, вытянутых по простиранию, - с оставлением межкамерных целиков, с разделением на этажи или подэтажи.

Данный способ отработки возможен при отработке небольших обособленных слепых рудных тел, поскольку не учитывает соотношение параметров камеры и налегающей толщи и не определяет характер последствий отработки.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ отработки слепых рудных тел (Н.В.Влох. Управление горным давлением на подземных рудниках. М.: Недра. 1988. - С.194-195), включающий разделение рудного тела на этажи, а массива каждого этажа на блоки, проведение комплекса подготовительно-нарезных, буровых и подсечных выработок на этаже, обуривание рудного массива в блоке глубокими скважинами, отбойку рудного массива зарядами глубоких скважин, контроль за состоянием налегающей толщи.

Данный способ не обеспечивает безопасность горных работ под охраняемыми объектами.

Единый технический результат - повышение полноты извлечения руды при отработке и обеспечение безопасности ведения горных работ.

Единый технический результат достигается тем, что в способе отработки слепых рудных тел под охраняемыми объектами, включающем разделение рудного тела на этажи, а массива каждого этажа на блоки, проведение комплекса подготовительно-нарезных, буровых и подсечных выработок на этаже, обуривание рудного массива в блоке глубокими скважинами, отбойку рудного массива зарядами глубоких скважин, контроль за состоянием налегающей толщи, согласно предлагаемому изобретению перед проведением комплекса подготовительно-нарезных выработок устанавливают исходное поле напряжений создаваемого выработанного пространства на этаже и определяют соотношение параметров создаваемого выработанного пространства, при котором вокруг контура выработанного пространства обеспечивается равномерное поле напряжений, отработку верхних этажей осуществляют с открытым выработанным пространством, при этом достаточная величина высоты отрабатываемых этажей с открытым выработанным пространством определяется из соотношения:

Н<lэ,

где Н - достаточная величина высоты отрабатываемых этажей с открытым выработанным пространством, м;

lэ - эквивалентный пролет выработанного пространства по простиранию рудного тела, м,

а последующие этажи отрабатывают камерной системой с оставлением временных целиков, при этом обуривание массива в пределах камеры производят рядами встречных верно-расположенных скважин на всю рабочую высоту камеры, для повышения устойчивости верхней части камеры придают арочную форму путем взрывания недозаряженных в верхней части скважин, а нижней части камеры придают двускатную относительно продольной оси камеры форму с углами наклона к горизонту, не меньшими углов естественного откоса отбитой горной массы, причем отбойку горной массы в камере осуществляют одновременным взрыванием зарядов скважин на компенсационную щель, расположенную в центральной части контура камеры, исключающим вредное сейсмическое воздействие на устойчивость стенок и кровли камеры.

Установление исходного поля напряжений создаваемого выработанного пространства на этаже и определение параметров, при которых обеспечивается равномерное поле напряжений, позволяет при отработке сохранять устойчивое состояние открытого выработанного пространства на верхних этажах и тем самым повышать безопасность работ. Расчеты устойчивого выработанного пространства исключают образование на земной поверхности при отработке под водными объектами водопроводящих трещин. При устойчивых параметрах выработанного пространства деформации земной поверхности в районе водных объектов не происходит и исключается проникновение воды в горные выработки.

Устойчивое состояние обнажения рудного тела и земной поверхности позволяет отработать запасы верхних этажей системой с открытым выработанным пространством.

Отработка в устойчивом режиме верхних этажей с открытым выработанным пространством на достаточную высоту (глубину отработки) позволяет уменьшить потери руды и сократить затраты на дополнительные мероприятия по поддержанию выработанного пространства.

Отработка нижних этажей камерной системой с оставлением межкамерных целиков позволяет сократить затраты на дополнительные мероприятия по поддержанию выработанного пространства (например, закладка). Придание арочной формы верхней части камеры при отработке нижних этажей позволяет обеспечить камере дополнительную устойчивость. Кривизну верхней части камеры можно изменять в широких пределах в зависимости от требуемой устойчивости ее после отработки. Это достигается регулированием высоты заряда в скважинах. Придание нижней части камеры двускатной формы обеспечивает самотечный выпуск руды из камеры без зависаний, повышая полноту извлечения руды.

Отбойка руды в камере на компенсационную щель, расположенную в центральной части камеры, позволяет повысить безопасность за счет сохранения устойчивого контура камеры при взрывных работах.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен продольный разрез слепой рудной залежи под охраняемым объектом на земной поверхности, на фиг.2 - продольный разрез слепой рудной залежи под охраняемым объектом на земной поверхности по нижнему этажу, отрабатываемому камерной системой.

Предлагаемый способ отработки осуществляется следующим образом.

Для слепой рудной залежи 1 под охраняемыми объектами 2, расположенным на земной поверхности 3, определяют параметры выработанного пространства 4, при котором обеспечивается равномерное поле напряжений. Параметры выработанного пространства 4 выбирают на основании замеров и расчета исходного поля напряжений с учетом, чтобы высота его не превышала эквивалентного пролета. Затем рудную залежь 1 разбивают на этажи.

В соответствии с этим условием в пределах контура создаваемого выработанного пространства проходят подготовительно-нарезные 5, буровые 6, подсечные выработки на верхнем этаже и осуществляют в пределах определенного контура отработку запасов руды системой с открытым выработанным пространством 8 без оставления целиков. С целью повышения безопасности горных работ до уровня заполнения воронок выпуска 9 на верхнем этаже оставляют предохранительную подушку 10.

Работы на нижележащем этаже начинают с разбивки массива этажа на блоки, в которых предусмотрена отработка камерами 11 с оставлением временных целиков 12. В блоках проходят подготовительно-нарезные 5, буровые 6, подсечные 7 выработки.

В центральной части камеры 11 образуют компенсационную щель 13, на которую обрушают впоследствии запасы камеры. В нижней части камеры образуют высокую траншейную подсечку 14, углы наклона бортов 15 траншеи 14 выполняют равными не менее углов естественного откоса отбиваемой горной массы (55-60 град.). Массив руды в камере 11 обуривают из буровых выработок 7 рядами веерно-расположенных скважин 16 и обрушают.

При обрушении массива камеры 11 буровые скважины 16 в верхней части недозаряжают, чтобы при отбойке получить арочную форму верхней части 17 камеры 11. Результаты отрыва массива после каждого взрыва скважин 16 и кривизну образующейся верхней части 17 камеры 11 определяют по длине оставшихся концов скважин 16. По данным замеров по каждому ряду скважин 16 составляют разрезы, которые дают наглядную картину формы верхней части 17 камеры 11. Таким образом ведут полную отработку этажа чередуя камера - целик - камера.

Данная технология нашла применение при отработке участка «Подрусловый» ОАО «Шерсгешское РУ» под охраняемым водным объектом - ручей Большая речка.

Работы в этаже +185-+255 м ведутся системой отработки с открытым выработанным пространством.

В целях безопасности предусмотрены дополнительные конструктивные меры защиты при подработке водного объекта:

- проходка выработок с обязательным бурением передовых скважин;

- уменьшение одновременно взрываемых зарядов в блоке для исключения вредного сейсмического воздействия на устойчивость стенок и кровли выработанного пространства;

- оставление предохранительной подушки на уровне воронок выпуска;

- установка водоупорных перемычек с дверьми;

- расчистка водоотливных канавок на отрабатываемом горизонте.

При отработке запасов рудной залежи в этаже +115-+185 м предусмотрена проектом камерная система отработки с оставлением временных целиков. Для отработки запасов этажа приняты следующие параметры: ширина камеры 12-13 м, ширина камеры 20 м, высота камеры 55-60 м, что соответствует расчетным параметрам с целью сохранения площади устойчивого обнажения камеры.

Использование предлагаемой технологии при отработке слепой рудной залежи участка «Подрусловый» под охраняемым объектом - ручей Большая речка позволит извлечь рудные запасы с минимальными потерями руды и минимальным разубоживанием при условии обеспечения безопасности ведения горных работ.

Способ отработки слепых рудных тел под охраняемыми водными объектами, включающий разделение рудного тела на этажи, а массива каждого этажа на блоки, проведение комплекса подготовительно-нарезных, буровых и подсечных выработок на этаже, обуривание рудного массива в блоке глубокими скважинами, отбойку рудного массива зарядами глубоких скважин, контроль за состоянием налегающей толщи, отличающийся тем, что перед проведением комплекса подготовительно-нарезных выработок устанавливают исходное поле напряжений и определяют соотношение параметров создаваемого выработанного пространства на этаже, при котором вокруг контура выработанного пространства обеспечивается равномерное поле напряжений, отработку верхних этажей осуществляют с открытым выработанным пространством, при этом достаточная величина высоты отрабатываемых этажей с открытым выработанным пространством определяется из соотношения

Н≤1э,

где Н - достаточная величина высоты отрабатываемых этажей с открытым выработанным пространством, м;

1э - эквивалентный пролет выработанного пространства по простиранию рудного тела, м,

а последующие этажи отрабатывают камерной системой с оставлением временных целиков, при этом обуривание массива в пределах камеры производят рядами встречных веерно расположенных скважин на всю рабочую высоту камеры, для повышения устойчивости верхней части камеры придают арочную форму путем взрывания недозаряженных в верхней части скважин, а нижней части камеры придают двускатную относительно продольной оси камеры форму с углами наклона к горизонту, не меньшими углов естественного откоса отбитой горной массы, причем отбойку горной массы в камере осуществляют одновременным взрыванием зарядов скважин на компенсационную щель, расположенную в центральной части контура камеры, исключающим вредное сейсмическое воздействие на устойчивость стенок и кровли камеры.