Способ подготовки днищ блоков
Владельцы патента RU 2502871:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук" (RU)
АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ "АЛРОСА" (открытое акционерное общество) (RU)
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова" (RU)
Способ подготовки днищ блоков относится к подземной добыче руд при площадном выпуске больших объемов руды и применении погрузочно-доставочных машин (ПДМ). Способ включает проходку доставочных ортов и траншейного орта на уровне кровли погрузочных заездов. Траншейный орт проходят зигзагообразно с отклонением от осевой линии очистного блока на величину, равную предполагаемому износу козырька, которая может составлять до 2 м. Из доставочных ортов под углом 60-90° проходят погрузочные заезды, которые сбивают в шахматном порядке с траншейным ортом в местах его максимального отклонения от оси очистного блока. Тупиковую часть погрузочных заездов - выпускных ниш проходят до оформления выпускной траншеи под траншейным ортом путем единовременного взрывания шпуровых зарядов. Отбитую под траншейным ортом руду магазинируют и используют в качестве рабочей площадки для осуществления бурения, заряжания и взрывания скважин при оформлении выпускной траншеи. Затем из траншейного орта производят укрепление рудного целика и козырька над погрузочными заездами. После этого осуществляют оформление выпускной траншеи путем заряжания и взрывания вееров скважин из траншейного орта. Технический результат - повышение безопасности работ, производительности труда на выпуске и доставке руды, показателей извлечения руды из блока за счет сохранения рабочей длины погрузочных заездов, рационального порядка проведения погрузочных заездов в днище и укрепления наиболее важных его элементов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к подземной добыче руд и может быть использовано при отработке блоков с площадным выпуском больших объемов руды и применением погрузочно-доставочных машин (ПДМ).
Известен способ подготовки траншейных днищ блоков в условиях неустойчивых руд с применением ПДМ на выпуске больших объемов руды при системах с обрушением, включающий проведение доставочных штреков, траншейного штрека, погрузочных заездов с двусторонним шахматным расположением и оформление траншеи (1). Такое расположение по сравнению с односторонним позволяет, во-первых, обеспечить достаточно близкое размещение выпускных отверстий по длине приемной траншеи и снизить потери отбитой руды в гребнях между заездами, во-вторых увеличить расстояние между сопряжениями погрузочных заездов и доставочных штреков и тем самым повысить устойчивость днища.
Данный способ подготовки днища имеет недостатки. Целики над погрузочными заездами со стороны выпускной траншеи имеют неустойчивую остроугольную форму. В результате действия массовых взрывов при оформлении выпускной траншеи и взрывов накладных зарядов ВВ при ликвидации зависаний часть целика, расположенная на сопряжении погрузочных заездов и траншеи (далее козырек) разрушается (2), что требует значительных затрат на восстановление. Кроме того происходит уменьшение рабочей длины погрузочных заездов, что часто приводит к невозможности их дальнейшей эксплуатации.
Также известен способ подготовки днища с щелевой конструкцией основания блока при системах с обрушением, включающий проведение траншейной выработки для образования выпускной траншеи с вертикальными стенками, транспортной и погрузочно-доставочной выработок для выпуска руды из прямоугольной траншеи с помощью ПДМ (см. рис.3б) (2). В прямоугольных траншеях существенно уменьшается число зависаний руды и формируемый целик, где расположены выпускные и доставочные выработки, имеет массивную прямоугольную форму для сохранения выработок от разрушения.
Данная конструкция днища имеет следующие недостатки:
1. Увеличенная ширина выпускной траншеи (6-8 м) с вертикальными стенками (по сравнению с традиционной траншеей) ведет к образованию значительных потерь руды в гребнях, образуемых в основании траншеи.
2. Объем формируемых прямоугольных целиков значительно больше треугольных целиков (хребтов), формируемых при традиционных (трапецеидальных) траншеях. Выемка запасов целиков всегда связана с технологическими трудностями и ухудшением показателей при извлечении.
3. При использовании ПДМ при выпуске необходимо формировать прямоугольные целики шириной (см. рис.3б) в два раза больше, чем при использовании вибропитателей (см. рис.3а): длина погрузочно-доставочных выработок обычно составляет 12-15 м, а камер под вибропитатели 6-8 м. Следовательно при использовании ПДМ объем запасов, отрабатываемых в неблагоприятных условиях возрастает. Кроме того, формирование широких целиков приводит к увеличению потерь отбитой руды в гребнях, образуемых на прямоугольных целиках, и расстояния между выпускными траншеями, что в свою очередь приводит к ухудшению условий и режима выпуска руды под обрушенными породами (равномерный выпуск по всей площади блока и соблюдение горизонтального контакта отбитой руды с обрушенной породой) и повышению технологических потерь и разубоживания руды.
4. Двустороннее расположение погрузочных заездов усиливает вышеуказанные недостатки щелевого днища из-за значительного увеличения ширины прямоугольных целиков и расстояния между выпускными траншеями.
Таким образом, наибольшая эффективность щелевой конструкции днища достигается в сочетании с вибровыпуском руды, а использование ее для выпуска ПДМ через погрузочные заезды нецелесообразно.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ подготовки днищ блоков с односторонним или двусторонним расположением заездов, включающий проведение доставочных ортов, погрузочных заездов, траншейных ортов на уровне кровли погрузочных заездов, оформление выпускной траншеи и проходку тупиковой части погрузочных заездов - выпускных ниш под траншеей путем ее подсечки (рис.28, 30) (3). Расположение траншейного орта на уровне кровли погрузочных заездов повышает устойчивость козырьков за счет придания им более устойчивой формы по сравнению с остроугольной путем увеличения их толщины на величину, равную высоте траншейного орта (см. рис.30). В результате повышается сохранность погрузочных заездов от преждевременного разрушения.
Данный способ характеризуется следующими недостатками:
1. В условиях неустойчивых руд козырьки при оформлении выпускной траншеи буровзрывным способом разрушаются, а при выпуске большого объема руды интенсивно изнашиваются от истирающего воздействия выпускаемой руды. Также козырьки разрушаются от действия взрыва накладных зарядов ВВ при ликвидации зависаний руды (2, 4). Разрушение и преждевременный износ козырьков уменьшает рабочую длину заездов, что ухудшает условия для работы ПДМ. В результате снижается производительность выпуска и доставки руды и нарушаются условия и режим выпуска под обрушенными породами, что ведет к ухудшению показателей извлечения руды из блока. Следовательно, укрепление, как козырьков, так и всего рудного целика над погрузочными заездами является актуальным и необходимым элементом подготовки днища.
2. Принятый порядок подготовки днища, предусматривающий подсечку погрузочными заездами выпускной траншеи (после ее оформления) характеризуется низкой безопасностью из-за проведения тупиковой части погрузочных заездов - выпускных ниш под обрушенной рудой. В этих условиях проведение выпускных ниш возможно только за один цикл и не гарантирует их качественного оформления. Нарушение данной технологии отбойки ведет к некачественному оформлению выпускных ниш.
Таким образом, рассмотренный способ подготовки днищ блока в неустойчивых рудах и при больших объемах выпускаемой руды не обеспечивает устойчивости целиков над погрузочными заездами, сохранения необходимой рабочей длины погрузочных заездов и безопасности ведения работ.
Цель предлагаемого изобретения - повышение безопасности работ, производительности труда на выпуске и доставке руды, показателей извлечения руды из блока за счет сохранения рабочей длины погрузочных заездов, рационального порядка проведения погрузочных заездов в днище и укрепления наиболее важных его элементов.
Поставленная цель достигается тем, что в способе подготовки днищ блоков, включающем проходку доставочных ортов, траншейного орта на уровне кровли погрузочных заездов и собственно погрузочных заездов до траншейного орта с шахматным двусторонним расположением, проходку тупиковой части погрузочных заездов - выпускных ниш и оформление выпускной траншеи, траншейный орт проходят зигзагообразно с отклонением от оси камеры на величину предполагаемого износа козырьков, из доставочных ортов проходят погрузочные заезды, которые сбивают с траншейным ортом в местах его максимального отклонения от оси камеры, тупиковую часть погрузочных заездов - выпускных ниш проходят под траншейным ортом путем отбойки шпуровых зарядов ВВ и магазинирования отбитой руды для использования в качестве рабочей площадки в траншейном орте, затем из траншейного орта производят укрепление рудного целика и козырька над погрузочными заездами.
Причем сначала производят укрепление рудного целика над погрузочными заездами путем бурения веерных скважин одновременно с взрывными и установкой в эти скважины тросовых анкеров, а затем производят укрепление козырьков путем армирования стенки траншейного орта над погрузочными заездами, при этом размеры стенки, подлежащей армированию, равны высоте траншейного орта и ширине погрузочного заезда.
Расположение траншейного орта на уровне кровли погрузочных заездов позволяет увеличить толщину козырьков над ними на величину, равную высоте траншейного орта, что является необходимым условием для реализации качественного укрепления рудного целика и козырьков над погрузочными заездами.
Расположение погрузочных заездов, сбитых в шахматном порядке с траншейным ортом в местах его максимального отклонения от оси очистного блока, позволяет даже при максимальном износе козырьков сохранить рабочую длину погрузочных заездов для нормальной эксплуатации ПДМ. Принятый порядок проходки погрузочных заездов обеспечивает безопасность подготовки днища, и качественное оформление их тупиковой части - выпускных ниш.
Тросовое укрепление рудных целиков и армирование козырьков из траншейного орта более эффективно по сравнению с традиционным укреплением из погрузочных заездов и доставочных ортов. В результате чего достигается сохранение выработок днища блока при системах разработки с обрушением и площадным выпуском с помощью ПДМ при неустойчивых рудах и больших объемах выпуска.
Сущность предлагаемого способа поясняется чертежами:
Фиг.1 - сечение горизонта выпуска;
Фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
Фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;
Фиг.4 - разрез В-В на фиг.2;
Фиг.5 - узел Г-Г на фиг.2,
где: 1 - транспортная выработка;
2 - доставочный орт;
3 - траншейный орт;
4 - выпускная траншея;
5 - погрузочный заезд;
6 - козырек над погрузочным заездом;
7 - рудный целик над погрузочным заездом;
8 - осевая линия очистного блока;
9 - тупиковая часть погрузочного заезда 5;
10 - шпуровые заряды;
11 - отбитая магазинированная руда в нише;
12 - веерные скважины для укрепления рудного целика над погрузочным заездом;
13 - взрывные скважины для оформления выпускной траншеи 4;
14 - тросовые анкеры;
15 - арматура из стальной сетки;
16 - стальная полоса для укрепления козырьков
Способ осуществляется следующим образом.
Из транспортной выработки 1 (фиг.2) проходят доставочные орты 2 и траншейный орт 3 для оформления выпускной траншеи 4. Проходку траншейного орта 3 осуществляют на уровне кровли погрузочных заездов 5 (фиг.1). Траншейный орт 3 проходится зигзагообразно (фиг.3) с отклонением от осевой линии 8 очистного блока на величину равную предполагаемому износу козырька 6, которая может составлять до 2 метров.
Затем из доставочных ортов 2 под углом 60-90° проходят погрузочные заезды 5, которые сбивают в шахматном порядке с траншейным ортом 3 в местах его максимального отклонения от оси 8 очистного блока (фиг.3). При этом тупиковая часть 9 погрузочных заездов 5 подсекает траншейный орт 3.
Тупиковая часть 9 погрузочных заездов 5 проходится до оформления выпускной траншеи 4 под траншейным ортом 3 путем взрывания шпуровых зарядов ВВ 10 в один прием (фиг.4).
Отбитая руда 11 под траншейным ортом 3 не убирается из забоя, а магазинируется и используется в качестве рабочей площадки для осуществления бурения, заряжания и взрывания скважин 13 при оформлении выпускной траншеи 4. Также с поверхности магазинированной руды 11 из траншейного орта 3 производят укрепление рудного целика 7 над погрузочными заездами 5 и козырька 6.
После проведения погрузочного заезда 5 и устройства рабочей площадки из траншейного орта 3 производят укрепление рудного целика 7 и козырька 6 над погрузочными заездами 5 (фиг.1). Для этого производят бурение веерных скважин 12 (одновременно с взрывными 13), установку в них тросовых анкеров 14 (фиг.5). Козырьки 6 укрепляют путем армирования стенки траншейного орта 3 над погрузочным заездом 5, например стальной сеткой из арматуры 15 в сочетании с вертикально расположенной стальной полосой 16. Размеры стенки, подлежащей армированию равны высоте траншейного орта 3 и ширине погрузочного заезда 5 (фиг.5).
После укрепления рудных целиков 7 над погрузочными заездами 5 и козырьков 6 осуществляют оформление выпускной траншеи 4 путем заряжания и взрывания зарядов ВВ вееров скважин 13 из траншейного орта 3.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает повышение безопасности работ, увеличение производительности труда на выпуске и доставке руды, улучшение показателей извлечения руды из блока за счет сохранения рабочей длины погрузочных заездов, обеспечение рационального порядка проведения погрузочных заездов в днище и укрепления наиболее важных его элементов.
Источники информации
1. Соколов И.В., Смирнов А.А., Антипин Ю.Г., Кульминский А.С. Отработка подкарьерных запасов трубки «Удачная» в сложных климатических, горно- и гидрологических условиях // Горный журнал - 2011. - №1. - С.63-66.
2. Абрамов В.Ф., Лушников В.И., Бобин С.А. Совершенствование конструкций оснований блоков при системах с донным выпуском руды // Горный журнал. - 1986. - №5. - С.22-25.
3. Скорняков Ю.Г. Системы разработки и комплексы самоходных машин при подземной добыче руд // М.: «Недра», 1978. - 232 с.
4. Абрамов В.Ф., Дроздов B.C., Баранов А.О., Фомичев С.Е., Каган Г.Ф., Мартиросов A.M. Повышение устойчивости днища блоков на руднике «Молибден // Цветная металлургия. - 1976. - №19 - С.12-16.
1. Способ подготовки днищ блоков, включающий проходку доставочных ортов, траншейного орта на уровне кровли погрузочных заездов и собственно погрузочных заездов до траншейного орта с шахматным двусторонним расположением, оформление выпускной траншеи и проходку тупиковой части погрузочных заездов - выпускных ниш, отличающийся тем, что траншейный орт проходят зигзагообразно с отклонением от оси камеры на величину предполагаемого износа козырьков, из доставочных ортов проходят погрузочные заезды, которые сбивают с траншейным ортом в местах его максимального отклонения от оси камеры, тупиковую часть погрузочных заездов - выпускных ниш проходят под траншейным ортом путем отбойки шпуровых зарядов ВВ и магазинирования отбитой руды для использования в качестве рабочей площадки в траншейном орте, затем из траншейного орта производят укрепление рудного целика и козырька над погрузочными заездами.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сначала производят укрепление рудного целика над погрузочными заездами путем бурения веерных скважин одновременно с взрывными и установкой в эти скважины тросовых анкеров, а затем производят укрепление козырьков путем армирования стенки траншейного орта над погрузочными заездами, при этом размеры стенки, подлежащей армированию, равны высоте траншейного орта и ширине погрузочного заезда.
