способ разработки пологого пласта полезного ископаемого

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГОГО ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО, включающий панельную подготовку выемочного участка, отработку блоков на первой стадии камерами, проходку транспортных штреков второй стадии отработки, закладку выработанного пространства камер и выемку пласта на второй стадии короткими лавами с обрушением пород кровли, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и безопасности работ, отработку блоков камерами ведут с формированием между ними разделительных целиков, транспортные штреки оформляют одновременно с отработкой камер формированием между камерами и ними оградительных целиков, а полной закладкой выработанного пространства камер возводят искусственные опоры для второй стадии отработки блоков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке пластовых пологопадающих месторождений полезных ископаемых (ПИ) низкой и средней ценности.

Известен способ разработки пологого пласта ПИ, включающий выемку ПИ участками с формированием между участками разделительных целиков, отработку участков камерами первой и второй очереди и закладку выработанного пространства твердеющими смесями [1].

Недостатками данного способа являются оставление целиков из полезного ископаемого при повышенных объемах и стоимости закладочных работ твердеющими смесями, снижающих эффективность разработки месторождения.

Известен также способ комбинированной разработки пологого пласта ПИ, включающий панельную подготовку выемочного участка с разделением его на блоки, двухстадийную отработку пласта, частичную закладку выработанного пространства первичных камер и извлечение запасов ПИ между искусственными опорами с обрушением пород кровли [2].

Однако данный способ предполагает использование твердеющей закладки, связанной с относительно высокими капитальными затратами на строительство закладочных комплексов, вспомогательных складов и горных выработок для прокладки закладочных трубопроводов в шахту. При разработке пологого пласта ПИ средней или низкой ценности целесообразно использование дешевой породной закладки из собственных отходов горного производства и оставление целиков с минимально допустимыми размерами, приводящих лишь к незначительному повышению потерь.

Целью изобретения является повышение эффективности и безопасности работ.

Указанная цель достигается тем, что в способе разработки пологого пласта ПИ, включающем панельную подготовку выемочного участка, отработку блоков на первой стадии камерами, образование транспортных штреков для второй стадии отработки, закладку выработанного пространства камер и выемку пласта на второй стадии короткими лавами с обрушением пород кровли, согласно изобретению отработку блоков камерами ведут с формированием между ними разделительных целиков, транспортные штреки образуют их одновременной с отработкой камер проходкой с формированием между камерами и ними оградительных целиков, а полной закладкой выработанного пространства камер создают искусственные опоры для второй отработки блоков.

На фиг.1 изображена схема отработки очистного блока; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. На фигурах приняты обозначения: кл. 1...кл.3 - короткая лава NN 1. ..3; b_к - ширина камеры; b_ц - ширина целика; В_пб - ширина полублока; L₁ - длина блока.

Способ осуществляют следующим образом. Выемочный участок подготавливают к очистным работам системой горных выработок с ограничением его по простиранию панельными штреками 1, с боков - бортовыми (вентиляционными) штреками 2, а по центральной оси проходят сборный штрек 3, разделяющий его по ширине на два равных полублока. Выемочный участок по простиранию делят на 4-6-ть блоков разрезными штреками 4 с таким расчетом, чтобы длина блока (L₁...L_п) составляла (1,0. . . 1,5)В_пб. Очистные работы в блоке ведутся от границ к центру при общем их направлении к откаточному панельному штреку.

Выемка запасов ПИ в очистных блоках ведется в две стадии и включает первую стадию отработки пласта камерами 5 (на фиг.1,2 показаны спаренные камеры) с одновременной проходкой транспортных штреков 6, а во вторую стадию отрабатывают запасы ПИ в целиках, оставляемых между транспортными штреками, короткими лавами 7 (кл.1...кл.3) с обрушением непосредственной кровли при общей ширине выработанного пространства 8 (зона обрушения), не превышающей величины предельного пролета основной кровли.

В процессе выемки ПИ камерами и одновременной проходки транспортных штреков с помощью буровзрывных работ или проходческих комбайнов формируют ряды ленточных целиков: между очистными камерами - разделительный ряд целиков 9, а между камерами и транспортными штреками - оградительные ряды целиков 10. После отработки камер на длину блока предусмотрена полная их закладка отходами 11 горного производства в обратном порядке с помощью закладочных машин 12. Одновременная проходка камер и транспортных штреков позволяет повысить объем добычи ПИ на первой стадии и концентрацию горных работ в блоке со снижением удельных затрат.

Оставление разделительного ряда и оградительных рядов целиков из ПИ обеспечивает возможность производства закладки отработанных камер, например породой без установки изолирующих (ограждающих) перемычек, что позволяет достичь повышения производительности труда на 15-25% и тем самым снизить себестоимость закладочных работ. При этом основным несущим элементом поддержания кровли в конструкции системы разработки являются целики из ПИ, которые после полной закладки отработанных камер увеличивают свою жесткость и несущую способность в 1,5-2,0 раза за счет бокового распора закладки.

В процессе завершения первой стадии выемки ПИ и закладки камер наибольшую несущую способность приобретают целики разделительного ряда, а после выемки запасов ПИ на второй стадии и обрушения непосредственной кровли целики оградительных рядов приобретают повышенную способность за счет бокового распора обрушенными породами с другой стороны целиков. Это обстоятельство дает возможность оставлять целики из ПИ минимально допустимых размеров. В предлагаемом способе объемы потерь ПИ в целиках можно регулировать в зависимости от горно-геологических условий разработки месторождения и ценности ПИ. Например, при сложных условиях ведения закладочных работ в предлагаемом способе объемы закладки можно снизить до уровня 26-28%.

После окончания работ в блоке и деформации оставленных в выработанном пространстве целиков в заданных пределах несущим элементом является искусственная опора, состоящая из целиков ПИ и закладки.

Способ разработки месторождений ПИ обеспечивает практически 100%-ное погашение пустот, образуемых в процессе ведения горных работ, при надежном сохранении поверхности и минимальных затратах на закладку выработанного пространства. Потери ПИ в целиках можно регулировать в зависимости от его ценности в пределах 10...15%.

Повышение эффективности разработки месторождений ПИ достигается главным образом за счет использования дешевой закладки из отходов горного производства при минимально возможных ее объемах и вспомогательных работ, а также в целом снижения себестоимости добычи ПИ в результате обеспечения широкого фронта горных работ, высокой интенсивности очистной выемки полезного ископаемого на обеих стадиях отработки блока. Способ гарантирует повышенную безопасность ведения горных работ и выполнение природоохранных требований.