Способ отработки околоствольных целиков на мощных пологопадающих залежах

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Соцнапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено, 080880 (21) 2970712/22-03 t53) hA.Кд.з с присоединением заявки № (23) Приоритет

Е 21 С 41/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.12.82. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 1,1282

153) УДК 622. 274. .4(088.8) В.Н. Земисев, Е.С. Смелянский, В.С. Троицкий,(В.Д. Палий и В.П. Егорова (72) Авторы изобретения

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени

l научнО-исследовательский институт геомеханики и маркшейдерского дела (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ ОТРАБОТКИ ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ

НА МОЩНЫХ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ЗАЛЕХАХ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при обработке околостволь-, ,ных охранных целиков на мощных, пологопадающих, пластообразных залежах поле эных ископаемых или при отработке таких же залежей овальной формы,ограниченных размеров на средних и больших глубинах с закладкой выработанного пространства твердеющей смесью.

Известен способ вскрытия и подготовки пологих и наклонных пластов полезного ископаемого, согласно которому месторождение вскрывают вначале фланговыми стволами, через которые отрабатывают полезное ископаемое в границах охранных целиков под главные стволы и сооружения поверхност ного комплекса, а главные стволы прово20 дят после окончания процесса ="äâèæåíèÿ подработанной толщи пород, причем подготовительные выработки для последующей отработки шахтного поля начинают проводить одновременно с отра- 25 боткой пластов в границах охранных целиков (1).

Такой способ вскрытия и подготовки не исключает оставления охранных целиков под вспомогательные стволы 30 и их поверхностные сооружения, требует проведения значительного числа подготовительных выработок до начала очистных работ по отработке околоствольных целиков под главную площадку, предусматривает выдачу полезного ископаемого в какой-то период существования горного предприятия через вспомогательные стволы, что приводит к дополнительным капитальным вложениям при сооружении на площадках вспомогательных стволов комплексов для приемки полезного ископаемого. До окончания строительства главных стволов проветривание и транспорт полезного ископаемого осуществляется по временным схемам что, не может обеспечить надежную безопасность работ и требует дополнительных капиталовложений.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отработки мощных пологопадающих залежей, включающий проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставление между по981609 верхностью закладки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства, закладываемого после очистной выемки (7).

Однако при этом способе очистной забой должен быть прямолинейным,впе- 5 реди забоя проходят довольно густую сеть слоевых подготовительных выработок, как минимум одна выработка на слой, слои располагают субпараллельно почве и кровле рудного тела.

Этот способ не обеспечивает полного подбучивания закладкой пород кровли, до начала очистных работ требуется проведение большого количества подготовительных выработок, проводимых по почве, кровле и в самом рудном теле, что заметно удлиняет сроки начала очистных работ. Кроме того, при этом способе подцержание кровли, особенно, когда устойчивость пород кровли ниже устойчивости руды, обнажаемой сразу на значительных площадках, затруднено, а применение лю" бых видов крепи, кроме штанговой, исключается. На удароопасных месторождениях угроза возникновения горных ударов не снижается при отработке всех слоев, а на больших глубинах рудная стенка-и рудный уступ становятся неустойчивыми.

Приведенные положения делают неприемлемым данный способ разработки для выемки полезного ископаемого в пределах околоствольных целиков, на больших глубинах и на удароопасных месторождениях. 35

Целью изобретения является исключение потерь полезного ископаемого в околоствольных охранных целиках и сокращение объема подготовительных и нарезных выработок, в том числе 40 при неустойчивых породах кровли на больших глубинах и на удароопасных месторождениях.

Поставленная цель достигается тем, 4 что согласно способу разработки мощных пологопадающих залежей, включающему проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставлением между поверхностью закладки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства, закладываемого после очистной выемки, очистную выемку ведут вокруг ствола непрерывным забоем, причем слои располагают по винтовой линии между почвой и кровлей залежи и в процессе очистной 60 выемки отодвигают от ствола на ширину слоя на каждом обороте вокруг ствола.

А также.тем, что при наличии на одной промплощадке нескольких ство- 65 лов, имеющих частично перекрывающие-, ся охранные целики, очистную выемку начинают у каждого ствола отдельно, а после встречи забоев выемку целика ведут общим для всех стволов фронтом, И, наконец, тем что у кровли залежи спиральным забоем отрабатывают и закладывают опережающий слой и под его защитой отрабатывают оставшуюся часть рудного тела.

На фиг. 1 показан начальный период очистных работ вокруг ствола,вертикальный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1) на фиг. 4 — продолжение очистной выемки и создание опережающего слоя; на фиг. 5 i- разрез

A-A на фиг. 4, на фиг. 6 — развитие работ при наличии на промплощадке трех стволов.

Способ осуществляется следующим образом.

До начала очистных работ цо направлению одного из диаметров ствола по обе его стороны проводят по кровле рудного тела вентиляционно-эакладочный штрек (уклон ) 1, по почве рудного тела откаточный штрек 2, параллельный вентиляционному штреку, кольцевую доставочно-разрезную выработку

3 и по витку винтовой линии спираль- ную разрезную выработку 4 от почвы до кровли рудного тела, по мере развития очистных работ проводят вприсечку к выработанному пространству только спиральную доставочную выработку =, и штреки у почвы и;кровли рудного тела. На этом подготовительнонарезные работы заканчивают и начинают собственно очистные работы, Из разрезной выработки 4 обуривают и от- . бивают слой руды 6, который делают несколько шире разрезной выработки.

После уборки отбивной руды разрезную выработку закладывают твердеющей смесью, Между кровлей выработки и поверхностью закладки оставляют недозаложенное пространство 7, высота которого достаточна для обурения очередного слоя и проветривания работ.

По достижении закладкой необходимой прочности также с некоторым расширением отбивают следующий слой 8, и цикл работ повторяют. При закладке каждого слоя у кровли рудного тела оставляют недоэаложенное пространство 9, которое погашают после подвига- ния очистной выработки по кровле рудного тела на расстояние, равное расстоянию между вентиляционно-закладочными выработками. Для более надежного подбучивания кровли и создания первоначального подпора закладочным массивом кровли закладку в пространство 9 подают под избыточным давлением, для чего сооружают соответствующие перемычки 10.

981609

Подача закладки в подкровельный слой под давлением несколько деформирует уложенный ранее закладочный масшается под действием опорного давле- ..ния или на удароопасных залежах у кровли рудного тела отрабатывают спиральным забоем слой 14 полезного ископаемого, который закладывают после

его подвигания на расстояние, равное расстоянию между вентиляционно-закладочными выработками 1. Оставшуюся часть рудного тела отрабатывают аналогично описанному выше. При ведении

10 работ таким способом в пределах охранного целика под один или группу стволов, расположенных на одной промышленной площадке, ствол или группа стволов остается все время в центре выработанного пространства, что исключает искривление ствола в вер-.;— кальной плоскости.

При отработке подкровельнога сив, что в свою очередь уменьшает осадку закладки под давлением налегающих пород и тем самым снижает общее оседание пород кровли.

Подпор закладочным массивам пород

Ы 1 hfdf а л

n° - h кровли уменьшает их прогибы при обнажении на участке между. закладочным массивом и рудной стенкой очистного забоя, а обнажение кровли небольшими участками позволяет применять на сопряжении наклонного слоя с кровлей залежи в качестве временной крепи штанговую крепь или штанги с набрыэгбетоном, а на остальной части при необходимости любые виды подцерживаю.щих крепей.

Расширение каждого последующего слоя ведут на величину, определяемую по формуле где а — приращение ширины каждого последующего слоя при начале очистных работ, м ! — проектная ширина (конечная ) очистной выработки,м, h - высота (вертикальная ) от-

СЛ биваемого слоя, м, п — количество оборотов, на которых достигают проектной ширины выработки, h — мощность рудного тела, м.

Таким образом, после отработки каждого слоя очистной забой движется вверх и по спирали вокруг ствола. ных ископаемых, располагать границу

40 выработанного пространства симметрично rto отношению к всем стволам. Такое

С изменением радиуса выработанного пространства изменяется и угол наклона спирального забоя к горизонту (при данной мощности рудного тела). Поэтому на первых витках для обеспечения работы самоходного оборудования делают вокруг ствола более одного витка. На значительном же расстоянии от ствола очистная выработка может охватывать неполностью окружность выработанного пространства, а только ее часть. И залежь отрабатывают несколькими забоями, располагаемыми на части витка винтовой линии между почвой и кровлей рудного тела.

При неустойчивых породах кровли залежи на больших глубинах, когда рудная стенка очистного забоя раэру55 шлагов, восстающих и других выработок, что снижает капитальные вложс-вия и исключает потери полезного ископае р мого в околоствольных охранных целйках.

Применение твердеющей закладки и закладка подкровельного слоя под избыточным давлением обеспечивает миниф5 мальные оседания налегающих пород, При наличии на одной промышленной площадке двух или более стволов, например трех, очистные работы ведут около каждого ствола самостоятельны- ми забоями 11, которые при встрече выработанных пространств 12, объеди-. няют в один забой 13, дальнейшую отработку рудного тела ведут общим для всех стволов забоем.

35 j надрабатываыцего) слоя ширина очнст.ной выработки может быть принята минимальной, причем не Исключается применение крепей любых видов. Подкровельный слой отрабатывают глухими заходками шириной, определяемой устойчивостью пород кровли, применяемой механизацией и видом крепи, или лентами с оставлением между стенкой полезного ископаемого и закладочным массивом пространства для проветривания забоя и запасного выхода.

Способ обладает следующими преимуществами: спиральная конфигурация забоя позволяет вести непрерывную отработку рудного тела, при оставлении ствола в центре выработанного пространства, а при наличии нескольких стволов на одной промышленной площадке, что чаще встречается в практике разработки месторождений полезположение стволов по отношению к контурам выработанного пространств» исключает возникновение энакопеременных горизонтальных деформаций горных по» род, вмещающих стволы, что резко уменьшает величину деформации стволов и обеспечивает их безопасную эксплуатацию как в период отработки целиков, так и в последующий период работы шахты., Ведение очистных работ непосредственно .от стволов, вскрывающих месторождение, расположенных в пределах залежи полеэнога ископаемого, делает ненужной проходку вскрывающих квер7

981609

Формула изобретения

b-Б которые легко компенсируются введением податливых элементов в конструкцию крепи и армировки стволов.

Кроме того, криволинейная конфигурация очистного забоя способствует более равномерному распределению горного давления, исключает его концентрацию в угловых частях и на пересечениях подготовительных выработок с очистными.

Опережающая отработка спиральным 10 забоем слоя небольшой мощности обес печивает применение предлагаемого способа разработки при неустойчивых породах кровли за счет уменьшения ширины очистной выработки при отработке t5 опережающего слоя, применения крепей поддерживающего типа, которые не применимы при ведении работ по прототипу. Опережающая надработка спиральным. забоем основной части залежи снижает 2О горное давление на очистной забой и исключает воэможность возникновения горных ударов и разрушение рудных элементов при ведении работ на больших глубинах. 25

1. Способ отработки околоствольных целиков на мощных пологопадающих залежах, включающий проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставлением между поверхностью заклад1 ки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства, з а кл адыв аемо го по сл е очи ст но и выемки,отличающийся тем, что, с целью исключения потерь полезного ископаемого в околоствольных охранных целиках и сокращения объема подготовительных и нарезных выработок, в том числе при неустойчивыХ породах кровли, на больших глубинах и на удароопасйых месторождениях, очистную выемку ведут вокруг ствола непрерывным забоем, причем слои располагают по винтовой линии между почвой и кровлей залежи и в процессе очистной выемки отодвигают от ствола на ширину слоя на каждом обороте вокруг ствола.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при наличии на одной промплощадке нескольких стволов, имеющих частично перекрывающиеся охранные целики, очистную выемку начинают у каждого ствола отдельно, а после встречи забоев выемку целика ведут общим для всех стволов фронтом.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что у кровли залежи спиральным забоем отрабатывают и закладывают опережающий слой и под его защитой отрабатывают оставшуюся часть рудного тела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 640030, кл. Е 21 С 41/04, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 487236, кл. E 21 С 41/04, 1971 (прототип).