Способ разработки мощных пологопадающих залежей полезных ископаемых

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04,06.80 (21) 2935127/22-03 (51) М. Кл.

Е 21 С 41 06 с присоединением заявки Ме—

Гасударственных комитет (23) Приоритет— (53) УДК 622.273.. 15 (088.8) Опубликовано 15.02.82. Бюллетень Ке 6

Дата опубликования описания 25.02.82

ll0 делам изооретеиий и открытий

Ю. С. Афанасьев, В. Д. Палий, Е. С. Смелянский, Л.. СйрнВ",;-;-:-..

В. С. Троицкий, И. P Камкин, А. И. Капшин и А.. уирнов

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знаме и научно =:...:. -,":;, ° „) исследовательский институт горной геомеханики и м кшефщ укрго., (72) Авторы изобретения (71) Заявители дела и Норильскии горно-металлургическии к им. А. П. Завенягина (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ

ЗАЛ ЕЖЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Изобретенйе относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при камерной выемке залежей полезных ископаемых с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью, преимущественно в условиях сложной горногеологической обстановки.

Известен способ разработки мощных рудных залежей камерами, включающий полную надработку по подкровельному слою. По этому способу посредством проходки подкровельных выработок и их закладки твердеющей смесью формируют сплошное железобетонное перекрытие (1) .

Недостатком данного способа является значительный объем работ при проходке и закладке твердеющей смесью сравнительно узких подкровельных выработок с высоким расходом вяжущего в твердеющей смеси при формировании сплошного перекрытия.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ разработки мощных пологопадающих залежей полезных ископаемых, включающий проходку опережающих выработок у кровли пласта, оставление между ними рудных податливых целиков, сплошную выемку полезного ископаемого ступенчато расположенными камерами и закладку выработанного пространства твердеющей смесью (2).

Недостатком данного способа является

5 сравнительно низкая безопасность ведения очистных работ из-за ненадежности податливых рудных целиков.

Цель изобретения — повышение безопасности ведения работ при неустойчивых по 0 родах кровли.

Поставленная цель достигается тем, что по мере выемки полезного ископаемого в опережающих выработках возводят скрепляемые с кровлей искусственные опорные т5 целики, контактирующие с оставляемои на почве выработки отбитой рудой, после чего податливые рудные целики вынимают с образованием вентиляционных выработок, а при отбойке камеры обнажают части смеж20 ных искусственных опорных целиков, прилегающих к вентиляционной выработке, расположенной между этими целиками.

На фиг. 1 представлен план горных работ по надрабатывающему горизонту; на фиг. 2905470 от опорного давления участках.

В процессе надработки из подкровельных нарезных выработок проходят параллельные опережающие выработки 4, кровлю которых закрепляют штангами 5, поддерживают целикамн 6, предварительно разуплотненными, например взрыванием зарядов ВВ (взрывчатого вещества) 7 в шпурах 8, пробуренных от забоев в сторону массива полезного ископаемого. В результате разуплотнения область опорного давления перемещается в глубину массива полезного ископаемого, исключается разрушение целиков в упругой стадии деформирования, снижаются напряжения в породах непосредственной кровли, и происходит постепенное ее оседание без нарушения сплошности, т. е. вовлечение пород кровли в активную работу. В связи с этим появляется возможность уве-, личения ширины опережающих выработок и безопасной эксплуатации двух-трех разуплотненных ленточных целиков, расположенных на удалении до 30 м от массива полезного ископаемого и воспринимающих нагрузки под его защитой.

На почве опережающих выработок оставляют слой отбитой горной массы 9, который имеет минимальную толщину по центру и максимальную у стенок. (В случае необходимости горную массу перекрывают, например, тонким слоем песка или полиэтиленовой пленкой). В свободном пространстве на штангах закрепляют изготовленные из прутков стали подвесы 10, имеющие загнутые концы и длину несколько меньшую высоты выработки под штангами. На нижние концы соседних подвесов укладывают стяжки 11, которые также изготовлены из прутков стали и имеют загнутые концы. После установки подвесов и стяжек производят закладку опережающих выработок твердеющей смесью и при отверждении этой смеси получают искусственные опорные элементы 12.

За счет наличия разрыхленной горной массы под искусственными опорными элементами, последние имеют возможность перемещаться при оседаниях налегающих пород. Перемещение сопряжено с дальнейшими деформированием и разрушением полезного ископаемого в разуплотненных целиках, что, естественно, облегчает их выемку и делает ее безопасной.

1$

И зз ае

4$

SO

$$ разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — узел 1 на фиг. 2.

Подлежащую выемке мощную пологопадающую залежь полезного ископаемого нарезают на панели одиночными или спаренными выработками 1. Выемку нарезанных па--f нелей сопровождают разделением на секции 2. В секциях осуществляют полную надработку по подкровельному горизонту 3 с опережением по отношению к фронту очистных работ. В результате этого основные запасы залежи извлекают на разгруженных

Разуплотнеиные целики извлекают и на их месте образуют выработки 13, которые используют для вентиляции при ведении очистных работ. В процессе создания этих выработок искусственные опорные элементы начинают воспринимать нагрузки при оседаниях налегающих пород под защитой еще неизвлеченных разуплотненных целиков, имеющих большую жесткость, и массива закладки 14.

Надработанные запасы полезного ископаемого извлекают вприсечку к массиву закладки камерами 15, располагая стенки каждой из камер по плоскостям, проходящим через оси соседних искусственных опорных элементов. Отбойку полезного ископаемого в камерах осуществляют взрыванием зарядов ВВ в скважинах 16, пробуренных из вентиляционных выработок 13 и буровых выработок 17 у почвы залежи. Такая отбойка надработа нных запасов не вызывает нарушений искусственных элементов, Это обуславливается тем, что оставленная ранее под искусственными элементами горная масса является хорошим экраном, не позволяющим перебуривать скважины в нее и гасящим ударные волны при взрывах.

В результате взрывания отбиваемая и ранее оставленная под искусственными опорными элементами горная масса в пределах отрабатываемых камер размещается на их почве и транспортируется до нарезающих панелей нижних выработок по транспортнодоставочным выработкам 18, проходимым с некоторым отставанием их забоев от забоев вентиляционных выработок с оформлением столбчатых. целиков 19.

Подработанные при отбойке камер скрепленные с кровлей искусственные элементы эксплуатируют как защемленные при оседании налегающей толщи консольно зависающие опоры, которыми поддерживают непосредственную кровлю. 3а счет этого появляется возможность увеличить ширину камер без осуществления дополнительных мероприятий при безопасном увеличении ширины опережающих и вентиляционных выработок. Расширение камер способствует повышению эффективности скважинной отбойки и уменьшению нарушений стенок взрывами, а также увеличению размеров столбчатых целиков полезного ископаемого при проходке транспортно-доставочных выработок.

3а счет наличия нависающих элементов, поддерживающих кровлю, полностью отработаннМе камеры после окончательной зачистки горной массы закладывают до нижней обнаженной поверхности этих элементов, оставляя тем самым пройденные ранее вентиляционные выработки для дальнейшего использования под защитой искусственных опор над вновь сформированным и обладающим повышенной податливостью массивом закладки. При этом отпадает необходимость

905470 в оформлении просечек в искусст -енных опорах и снижается количество перемычек на вентиляционном горизонте.

Создается ступенчатый фронт работ с разделением на секции и непрерывной добычи полезного ископаемого.

Такая непрерывность достигается последовательным чередованием операций в ступенях, каждая из которых располагается в пределах одной секции. В одной секции закладывают камеру, во второй — отбивают полезное ископаемое и выпускают отбитую горную массу, в третьей — бурят скважины и проходят вентиляционные и транспортнодоставочные выработки При таком порядке отработку кажой камеры заканчивают при проходе ее торца к затвердевшей закладке, новый цикл отбойки начинают, например, от середины камеры. Окончательное погашение вентиляционных выработок производят при закладке камеры в последней отстающей ступени (секции), т. е. в тот промежуток времени, когда эта выработка уже не используется.

Предлагаемый способ разработки по сравнению с существующими имеет следующие преимущества: обеспечивает разгрузку опережающих выработок и целиков, позволяет полностью надрабатывать, а, следовательно, и разгружать наиболее ответственные элементы — столбчатые целики и выработки транспортно-доставочного горизонта, обеспечивает разгрузку опережающих выработок и целиков полезного ископаемого на вентиляционном горизонте, способствует повышению устойчивости опер ажающих и надрабатывающих выработок и переносит опорное давление на нетронутый массив полезного ископаемого, обеспечивает нормальную эксплуатацию ранее пройденных вентиляционных выработок над отработанными заложенным твердеющей закладкой камерами до окончания отработки и погаше ния. камеры последней отстающей степени; повышает безопасность ведения работы.

Формула изобретения

Способ разработки мощных пологопадающих залежей полезных ископаемых, включающий проходку опережающих выработок у кровли пласта, оставление между ними рудных податливых целиков, сплошную выемку полезного ископаемого ступенчато расположенными камерами и закладку выработанного пространства твердеющей сме15 сью, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности ведения работ при неустойчивых породах кровли, по мере выемки полезного ископаемого в опережающих выработках возводят скрепляемые с кровлей искусственные опорные целики, контактирующие с оставляемой на почве выработки отбитой рудой, после чего податливые рудные целики вынимают с образованием вентиляционных выработок, а при отбойке камеры обнажают части смежных искусствен 5 ных опорных целиков, прилегающих к вентиляционной выработке, расположенной между этими целиками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Смирнов А. А. и др. О выборе систем разработки пологопадающих рудных залежей в условиях интенсивного проявления горного давления. Вопросы комплексной механизации подземных рудников цветной металлургии. Труды ин-та «Гипроникель», Л., вып. 64, 1976, с. 28 — 34.

2. Авторское свидетельство СССР. № 635239, кл. Е 21 С 41/06, 1977 (прототип).

1J

/г

Puz.

Составитель В. Алексеенко

Редактор С. Запесочный Техред А. Бойкас Корректор Г. Решетник

Заказ 316/47 Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4