способ разработки рудных месторождений

Формула изобретения

1. Способ разработки рудных месторождений, включающий проведение транспортных, вентиляционных и буровых выработок, выработок выпуска в днище блока, бурение взрывных скважин и отбойку руды веерами скважин в зажиме под обрушенными породами, отличающийся тем, что блок по высоте разделяют на две части, отбойку руды вышележащей части ведут с опережением по простиранию рудной залежи, после чего осуществляют отбойку руды нижележащей части блока посекционно вкрест простирания рудной залежи, причем объем отбойки в секциях выбирают из условия сейсмической сохранности транспортных выработок, при этом выработки выпуска в днище блока проводят непосредственно перед взрыванием очередной секции и заполняют их до ее взрывания отбитой горной массой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что высоту h нижележащей части блока определяют из выражения

h^m + h = B,

где m - показатель степени затухания сейсмических колебаний в массиве;

В - высота блока, м,

а объем V отбойки в секциях нижележащей части блока - из соотношения



где r - расстояние от условного центра взрыва до транспортной выработки, м;

g - расход взрывчатого вещества, кг/м³;

C_p - скорость продольной волны, 10^-2, м/с;

_p - предел прочности пород днища блока при растяжении, МПа;

n - число ступеней замедления при взрывании;

K_c - коэффициент сейсмического действия, м³ кг^-2/3 с^-1;

E - модуль упругости пород, МПа.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке мощных рудных залежей с обрушением налегающих пород без компенсационного пространства, в "зажиме".

Известен способ разработки мощной рудной залежи (авт. св. 1017796, Е 21 С 41/06, опубл. в БИ 18, 1983), включающий разделение залежи на секции, проведение доставочных выработок вкрест простирания залежи со стороны лежачего бока, выемку руды по простиранию залежи с опережающей отбойкой секций, смежных с висячим боком, размещение доставочных выработок в секциях между опережающими секциями и секциями, отрабатываемыми со стороны лежачего бока залежи по простиранию, соединение их с доставочными выработками, пройденными вкрест простирания, и ведение отбойки секций слоями в направлениях, совпадающих с направлением указанных выработок в секциях и на границе секций с доставочными выработками, пройденными в различных направлениях с образованием экранирующей щели.

Недостатком известного способа является относительно низкая интенсивность отработки рудной залежи, которая, при отсутствии компенсационного пространства, ограничена сейсмическим воздействием взрываемых секций на доставочные выработки и недостаточно хорошо экранируется экранирующими щелями.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ разработки рудных месторождений (Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений, 3 изд. , М.: Недра, 1983, с. 222-225, рис.115 г), включающий проведение транспортных, вентиляционных и буровых выработок, выработок выпуска в днище блока, бурение взрывных скважин и отбойку руды веерами скважин в зажиме под обрушенными породами.

Недостатком известного способа является разрушение выработок выпуска в днище блока и транспортных выработок из-за сейсмического воздействия массовых взрывов, что требует проведения аварийно-восстановительных работ и снижает эффективность технологии.

Техническая задача: повышение сохранности выработок выпуска и транспортных выработок в днище блока за счет уменьшения сейсмического воздействия от секционных взрывов в нижней части блока при одновременном обеспечении высокой производительности отбойки руды за счет массовой отбойки руды в вышележащей части блока.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе разработки рудных месторождений, включающем проведение транспортных, вентиляционных и буровых выработок, выработок выпуска в днище блока, бурение взрывных скважин и отбойку руды веерами скважин в зажиме под обрушенными породами, согласно техническому решению, блок по высоте разделяют на две части, отбойку руды вышележащей части ведут с опережением по простиранию рудной залежи, после чего осуществляют отбойку руды нижележащей части блока посекционно вкрест простирания рудной залежи, причем объем отбойки в секциях выбирают из условия сейсмической сохранности транспортных выработок, при этом выработки выпуска в днище блока проводят непосредственно перед взрыванием очередной секции и заполняют их до ее взрывания отбитой горной массой.

При этом достигается повышение сохранности транспортных выработок и выработок выпуска в днище блока за счет уменьшения сейсмического воздействия на выработки днища блока от секционных взрывов в нижележащей части блока при одновременном обеспечении высокой производительности отбойки руды в блоках за счет использования массовых взрывов в вышележащей части блока при высоком качестве дробления руды в зажатой среде.

Целесообразно высоту h нижележащей части блока определять из выражения

h^m+h=B,

где m - показатель степени затухания сейсмических колебаний в массиве;

В - высота блока, м,

а объем V отбойки в секциях нижележащей части блока - из соотношения



где r - расстояние от условного центра взрыва до транспортной выработки, м;

q - расход взрывчатого вещества (ВВ), кг/м³;

С_р - скорость продольной волны, 10^-2 м/с;

_p - предел прочности пород днища блока при растяжении, МПа;

n - число ступеней замедления при взрывании;

К_с - коэффициент сейсмического действия, м³ кг^-2/3 с^-1;

Е - модуль упругости пород, МПа.

При этом достигается дополнительное повышение сохранности выработок выпуска в днище блока и транспортных выработок вследствие уменьшения сейсмического воздействия на них секционных взрывов в нижележащей части блока за счет более точного расчета параметров отбойки руды в секциях.

Сущность технического решения при осуществлении способа на примере разработки мощной крутопадающей рудной залежи иллюстрируется описанием примера реализации и чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный разрез вкрест простирания рудной залежи; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Предлагаемый способ реализуют следующим образом.

На горизонте генерального выпуска вкрест простирания рудной залежи 1 в днище блока проходят транспортные выработки 2, из которых намечают места заложения выработок выпуска 3. Выше горизонта генерального выпуска (на подэтаже) проходят подэтажные буровые выработки 4 и вентиляционные выработки 5 во вмещающих породах 6. Блок 7 залежи 1 разделяют на две части: вышележащую часть 8 и нижележащую часть 9 таким образом, чтобы высота h нижележащей части 9 была не менее необходимой для обеспечения устойчивости подэтажной буровой выработки 4 при взрывании ВВ в вышележащей части 8 блока 7. При этом, тем более, обеспечивается устойчивость транспортных выработок 2. Из буровых выработок 10 производят бурение взрывных скважин 11 в вышележащей части 8 блока 7. При отбойке в вышележащей части 8 блока 7 по простиранию в зажиме (фиг.2) достигается хорошее дробление отбитой руды 12. В нижележащей части 9 блока 7 выделяют секции 13 таким образом, чтобы избежать разрушения транспортных выработок 2 из-за сейсмического воздействия взрывов ВВ при отбойке секций 13 вкрест простирания рудной залежи 1. В каждой секции 13 из подэтажных буровых выработок 4 производят бурение вееров взрывных скважин 14, непосредственно до взрывания которых из транспортных выработок 2 осуществляют проходку выработок выпуска 3 взрывными скважинами 15 (фиг.1). Выработки выпуска 3 до взрывания очередной секции 13 заполняют отбитой горной массой 16 для предотвращения их разрушения при взрывании вееров взрывных скважин 14 в секциях 13. Отбитую руду 12 выпускают через выработки 3 выпуска под обрушенными породами 17.

Целесообразно высоту h нижележащей части 9 блока 7 определять из выражения

h^m+h=B,

где m - показатель степени затухания сейсмических колебаний в массиве;

В - высота блока, м,

а объем V отбойки в секциях нижележащей части блока - из соотношения



где r - расстояние от условного центра взрыва до транспортной выработки, м;

q - расход ВВ, кг/м³;

С_р - скорость продольной волны, 10^-2 м/с;

_p- предел прочности пород днища блока при растяжении, МПа;

n - число ступеней замедления при взрывании;

К_с - коэффициент сейсмического действия, м³кг^-2/3с^-1;

Е - модуль упругости пород, МПа.

При этом достигают повышения сохранности выработок 3 выпуска и транспортных выработок 2 в днище блока 7 за счет уменьшения сейсмического воздействия на эти выработки взрывания ВВ в секциях 13 нижележащей части 9 блока 7 при одновременном обеспечении высокой производительности добычи отбитой руды 12 за счет использования массовых взрывов в вышележащей части 8 блока 7 при высоком качестве дробления руды 12 в "зажатой среде".