Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства



Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства
Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства
Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства

 


Владельцы патента RU 2569708:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) (RU)

Изобретение относится к горной промышленности. Способ включает проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, формируя блоки, состоящие из камер первой и второй очереди. При этом буровые и транспортные орты прокладывают в одном уровне с откаточными выработками, дополнительно формируют подэтаж посередине высоты камер путем проходки бурового орта, а разгрузочные выработки формируют в виде траншеи с одновременной отбойкой руды в камерах. Отработку камер осуществляют последовательно с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами. Причем сначала отрабатывают камеры первой очереди, заполняют их твердеющей смесью и после набора прочности отрабатывают камеры второй очереди и также заполняют их твердеющей смесью. Отработку следующего нижнего этажа выполняют со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока после набора прочности в камерах верхнего этажа, а выемку межэтажного целика осуществляют бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа. Способ позволяет повысить производительность, снизить себестоимость добычи руды и сохранить естественный природный ландшафт. 3 ил.

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных месторождений этажно-камерной системой с переходом на нижний горизонт.

Известен способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием первичных и вторичных камер, отработку руды с использованием буровзрывной отбойки, заполнение отработанного пространства закладкой, отработку следующего нижнего горизонта со смещением камер (см. патент РФ на изобретение №2515285, МПК-2006.01 Е21С 41/16, опубл. 10.10.2013, бюл. №28). В данном способе смещение камер нижнего горизонта осуществляют как по горизонтали, так и по вертикали в шахматном порядке с образованием подэтажей. Отработку следующего нижнего горизонта со смещением камер в шахматном порядке выполняют с целью сокращения потерь руды. Для разработки месторождения таким способом необходимо проведение большого количества нарезных выработок при переходе с подэтажа на этаж, так как смещение камер в вертикальном направлении осуществляют наполовину высоты этажа, что усложняет конфигурацию расположения камер. При этом высота камер этажа не может быть более 40…50 м. Это связано с тем, что бурение прямолинейных скважин с одной установки бурового станка на большую глубину невозможно. А в данном способе бурение осуществляют именно с одной установки бурового станка веерами нисходящих скважин из буровой выработки. Кроме того, следствием сложной конфигурации расположения камер является сложность разводки закладочных трубопроводов.

Недостатками аналога являются, во-первых, сложность и большая трудоемкость осуществления способа, во-вторых, сложность разводки закладочных трубопроводов, в-третьих, повышенная опасность проведения буровзрывных работ, так как рабочие вынуждены работать в очистном пространстве из-за особенностей данного способа или использовать механизмы с дистанционным управлением для повышения безопасности, что в свою очередь приведет к снижению качества работ.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является сплошная система разработки месторождения с возведением бетонных целиков, включающая проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, с формированием блоков из камер первой и второй очереди, проведение отработки камер первой очереди с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами, последующее заполнение отработанного пространства камер первой очереди твердеющей закладкой и проведение после набора прочности отработки камер второй очереди, после чего осуществляют отработку следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока и выемку межэтажного целика бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа (см. А.Ш. Курбанов, Н.Н. Александров, Н.Г. Клименко, Е.А. Крюков, Н.Ф. Седашева, Т.Ф. Соболевский, Л.И. Яковлев. Отчет по теме №737 - «Геолого-экономическая и промышленная оценка Худесского медно-колчеданного месторождения Северного Кавказа», М.: Центральный научно-исследовательский горноразведочный институт цветных, редких и благородных металлов «ЦНИГРИ», 2002. 424 с., фиг. 40). В данном способе бурение скважин проводят из верхних и нижних буровых ортов, расположенных выше и ниже откаточных штреков вентиляционного и рабочего горизонтов, а разгрузочные выработки сформированы в виде дучек.

Недостатками прототипа являются, наличие большого количества нарезных выработок, связанных с созданием специальных верхних и нижних буровых ортов, расположенных выше и ниже откаточных штреков, а также со сложностью формирования дучек. Эти работы требуют дополнительных затрат средств и времени, что приводит к повышению себестоимости добычи руды и снижению производительности работ. Кроме того, наличие дучек усложняет погашение межэтажных целиков. Причем вторичные камеры заполняют обрушенными породами, что приводит к проседанию почвы и нарушению ландшафта.

Результатом предлагаемого технического решения является повышение производительности и снижение себестоимости добычи руды, за счет снижения количества нарезных выработок и упрощения конфигурации выпускной выработки, а также сохранение природного ландшафта.

Технический результат достигается тем, что способ включает проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, формируя блоки, состоящие из камер первой и второй очереди, последующую отработку камер первой очереди с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами, заполнение отработанного пространства камер первой очереди твердеющей закладкой и проведение после набора прочности отработки камер второй очереди, отработку следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока и выемку межэтажного целика бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа, согласно изобретению буровые и транспортные орты прокладывают в одном уровне с откаточными выработками, дополнительно формируют подэтаж посередине высоты камер путем проходки бурового орта, а разгрузочные выработки формируют в виде траншеи с одновременной отбойкой руды в камерах, при этом после отработки камер второй очереди осуществляют их закладку твердеющей смесью, а отработку следующего нижнего этажа проводят после набора смесью достаточной прочности.

Данный способ позволит существенно повысить производительность и снизить себестоимость добычи руды за счет снижения количества нарезных выработок, упрощения конфигурации выпускной выработки и существенного увеличения высоты этажа из-за наличия подэтажного бурового орта, а также позволит сохранить естественный природный ландшафт за счет закладки камер второй очереди твердеющей смесью.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный разрез месторождения на начальной стадии разработки (самый верхний этаж) с указанием последовательности отработки камер, на фиг. 2 - то же на стадии разработки последующих нижних этажей, на фиг. 3 - горизонтальный разрез по А-А на уровне рабочего горизонта и Б-Б на уровне вентиляционного горизонта на фиг. 2.

Способ осуществляют следующим образом.

Проходят подготовительные откаточные выработки 1 по породе, формируя полевые штреки в лежачем и висячем боках месторождения одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Разделяют рудную площадь на блоки, причем ширину блока определяют равной мощности месторождения, высоту равной высоте этажа, а длину устанавливают в зависимости от прочностных характеристик руды. Блоки разделяют на камеры 2 первой (I) и второй (II) очереди.

Затем выполняют нарезные работы. При этом проходят на границе камер 2 первой и второй очереди транспортные орты 3 на рабочем горизонте и буровые орты 4 на рабочем и вентиляционном горизонтах в одном уровне с откаточными выработками (см. фиг. 1), а также проходят буровые орты 5 посередине высоты камер, формируя подэтаж. Создание подэтажа позволяет существенно увеличить высоту этажа до 80…90 м и тем самым сократить количество нарезных работ и повысить производительность добычи руды.

Отработку камер 2 ведут традиционным способом путем проходки отрезного восстающего, между рабочим и вентиляционным горизонтами, предварительно пройдя заезд 6 между транспортным 3 и буровым ортом 4 на рабочем горизонте (см. фиг. 3), разделкой отрезной щели и последовательной отбойкой вееров скважин, пробуренных из буровых ортов 4 рабочего и вентиляционного горизонта, а также бурового орта 5 подэтажа (см. фиг. 1). Причем из бурового орта 4 рабочего горизонта скважины бурят таким образом, чтобы после отбойки образовалась разгрузочная выработка в виде траншеи. Выпуск руды из траншеи осуществляют через соответствующие заезды 6 между транспортным 3 и буровыми 4 ортами рабочего горизонта с помощью самоходного оборудования.

Причем отработку камер 2 ведут последовательно. Сначала отрабатывают камеры первой очереди (I) и через скважины 7 заполняют отработанное пространство твердеющей закладкой, используя вентиляционный горизонт. После набора прочности отрабатывают камеры второй очереди (II) аналогично камерам первой очереди и также заполняют их твердеющей закладкой. После отработки всего этажа и набора прочности твердеющей смеси в камерах переходят к отработке следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока относительно блоков верхнего этажа (см. фиг. 2). Это дает возможность вовлечь в отработку оставшиеся целики между траншеями отработанных блоков на верхних этажах и обеспечить выемку полезного ископаемого из недр практически без потерь. При этом при переходе на следующий нижний этаж транспортный орт 3 рабочего горизонта верхнего этажа становится буровым ортом 4 вентиляционного горизонта нижнего этажа (см. фиг. 2) и выемку межэтажного целика осуществляют одновременно с выработкой камер 2 путем отбойки вееров восходящих скважин из бурового орта 4 вентиляционного горизонта.

Данный способ позволяет применить мощное самоходное оборудование для проходки подготовительных и нарезных выработок, погрузки и транспортировки руды, а также позволяет вести отбойку руды глубокими скважинами, применять наиболее производительный безлюковый выпуск руды непосредственно на почву откаточных горизонтов. Увеличенная высота этажа позволяет сократить расходы на подготовку и нарезку блоков, увеличить производительность и снизить себестоимость добычи руды. Закладка камер второй очереди твердеющей смесью позволит исключить проседание поверхности и сохранить естественный природный ландшафт.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом существенно повысить производительность и снизить себестоимость добычи руды, а также сохранить естественный природный ландшафт.

Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства, включающий проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, формируя блоки, состоящие из камер первой и второй очереди, последующую отработку камер первой очереди с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами, заполнение отработанного пространства камер первой очереди твердеющей закладкой и проведение после набора прочности отработки камер второй очереди, отработку следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока и выемку межэтажного целика бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа, отличающийся тем, что буровые и транспортные орты прокладывают в одном уровне с откаточными выработками, дополнительно формируют подэтаж посередине высоты камер путем проходки бурового орта, а разгрузочные выработки формируют в виде траншеи с одновременной отбойкой руды в камерах, при этом после отработки камер второй очереди осуществляют их закладку твердеющей смесью, a отработку следующего нижнего этажа проводят после набора смесью достаточной прочности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу. Способ разработки мощных пологих калийных пластов включает оконтуривание выемочного блока подготовительными выработками, отработку запасов блока камерами с оставлением междукамерных податливых целиков.
Изобретение относится к области горного дела, к разработке рудных месторождений системами с твердеющей закладкой выработанного пространства. Способ ослабления контакта между рудным телом и твердеющим закладочным массивом включает размещение на поверхности рудного борта выработки активирующего вещества, подачу твердеющей закладки.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом для отработки первичных камер в пологих и крутопадающих залежах в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом в условиях повышенного горного давления для отработки рудных камер, ограниченных породными и закладочными массивами.

Изобретение относится к способу предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа из угольных пластов. Способ предотвращения и контроля внезапных зональных выбросов угля и газа, согласно которому разделяют район производства горных работ на зоны (5) производства горных работ путем распределения дефектов и складок в месторождении таким образом, что границы зон (5) производства горных работ по возможности располагаются в осевых частях дефектов или складок.

Изобретение относится к горной промышленности. Способ транспортировки отбитой горной массы включает отбойку горной массы комбайном, ее отгрузку в самоходный вагон, транспортировку из отрабатываемой выработки до скребкового конвейера, транспортировку до рудоспускной скважины и разгрузку горной массы на магистральный конвейер.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для отработки свиты газоносных пластов. Техническим результатом является повышение безопасности и снижение затрат на дегазацию при разработке газоносных пластов.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых на больших глубинах при охране подготовительных выработок.

Способ относится к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Флангово-сдвоенный способ вскрытия месторождения при подземной разработке включает проходку по краям шахтного поля стволов, не менее двух, имеющих каждый свою стройплощадку.

Изобретение относится к горному делу в области подземной разработки полезных ископаемых, залегающих мощными пологими пластами. Способ включает образование нижней подрывки пласта струговым агрегатом с перемещением в нее доставочного конвейера, прорезание в призабойном массиве продольных по длине лавы задней вертикальной и верхней по границе с кровлей щелей, опускание массива на конвейер, разделку ископаемого на блоки, выдачу из лавы ископаемого блоками, их погрузку в вагонетки и локомотивную откатку в камеру для дробления в россыпную массу.

Изобретение относится к блочной системе разработки для хранения углеводородов. Техническим результатом является обеспечение непроницаемости целиков угля. Система состоит из двух и более камер, разделенных между собой целиками, имеющих сбойки для последовательного проветривания, являющиеся запасными и для снабжения материалом выходами, камеры имеют с обеих сторон бортовые неразрезные целики угля, расстояния между которыми менее шага посадки основной кровли, камеры проходят вдоль его кливажа, обеспечивающего непроницаемость поперек кливажным трещинам, междукамерные целики на оптимальном расстоянии выполняют плавными заездами горнопроходческого комбайна, причем разгрузку горной массы от горнопроходческого комбайна на групповой конвейер осуществляют самоходными вагонами. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых. Способ включает бурение скважин по горным породам, размещение в них зарядов ВВ, формирование зоны разрушенных пород взрыванием пород. Из подходных выработок пробуривают скважины для размещения в них зарядов ВВ и для создания вертикального концентрированного заряда (ВКЗ) и управляемым направленным сотрясательным взрывом массив горных пород разгружают в заданном направлении. Подготовленный ВКЗ с трех сторон окружают демпферным слоем разрушенных горных пород, взрывая заряды ВВ, расположенные в пробуренных вертикальных скважинах, затем инициируют вертикальный концентрированный заряд (ВКЗ) и направленным взрыванием воздействуют сейсмовзрывом на зоны концентрации напряжений в горном массиве, а объем ВКЗ определяют по формуле. Изобретение позволяет повысить эффективность разгрузки удароопасных и структурно нарушенных участков месторождений полезных ископаемых для обеспечения безопасного ведения горных работ. 1 ил.

Изобретение относится к области горного дела и строительства, а именно к скважинной гидродобыче твердого полезного ископаемого и строительству подземных сооружений. Способ освоения продуктивных недр урбанизированной территории включает выбор места добычи твердого полезного ископаемого исходя из горно-геологических условий залегания рудной залежи, бурение и обустройство геотехнологических скважин, скважинную гидравлическую добычу твердого полезного ископаемого из подземной горной выработки - выемочной камеры в рудной залежи, закладку отработанного объема выемочной камеры посредством обрушения массива налегающих горных пород. При выборе места добычи твердого полезного ископаемого дополнительно учитывают местные требования и ограничения в эксплуатации данного участка урбанизированной территории. Бурение и обустройство геотехнологических скважин выполняют в виде шестигранной ячейки. Добычу твердого полезного ископаемого и обрушение массива налегающих горных пород производят в объеме недр, ограниченном правильным шестигранным параллелепипедом, образуемом обсаженными скважинами, пробуренными с поверхности до подошвы рудной залежи. Полная закладка выработанного объема производится посредством щелевой отрезки боковых панелей шестигранного массива налегающих на потолочину выемочной камеры горных пород от окружающего ячейку массива горных пород, приводящей к самообрушению горных пород в пределах шестигранного параллелепипеда и образованию новой вышележащей шестигранной полости. Изобретение позволяет реализовать возможность подземной локальной отработки рудной залежи в условиях застройки территории и одновременного создания подземной полости. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх