способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами

Формула изобретения

1. Способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, включающий разделение залежи на панели и слои с выемкой их заходками в нисходящем порядке и последующей закладкой твердеющими смесями, отличающийся тем, что параметры заходки слоя увеличивают по высоте и ширине до камерных размеров, а по длине их делят на секции, причем камерам-заходкам и секциям в вертикально-продольном сечении придают форму равнобедренной трапеции, затем их отработку осуществляют ступенчато так, что при отработке каждой последующей секции уровень доставочного горизонта понижают на высоту секционной доставочной выработки, для чего, первоначально, в кровле камеры-заходки для всех ее секций проходят общую бурозакладочную выработку, а секционную доставочную выработку, для каждой последующей секции, проходят под закладочным массивом ранее отработанной секции, причем после полной отработки последующей секции ее секционную доставочную выработку в отступающем порядке расширяют до ширины ранее заложенной секции, при этом направление отработки камер-заходок на каждом последующем нижележащем слое в панели меняют на противоположное.

2. Способ по 1, отличающийся тем, что закладку доставочной выработки осуществляют одновременно с каждой из отработанных секций, а бурозакладочную - одновременно - с последней отработанной секцией в камере-заходке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, например кимберлитовых трубок.

Известен способ разработки крутопадающих месторождений с неустойчивыми рудами включающий нисходящую слоевую выемку запасов с закладкой (см. Горный журнал, 2011 г., № 1, с.11-12).

Недостатки известного способа заключаются в низкой производительности отработки слоев, большой трудоемкости закладочных работ (сооружение большого количества перемычек, подвод закладочного трубопровода к каждой заходке и др.) и в сложности вентиляции очистных заходок.

Известен способ разработки крутопадающих месторождений с неустойчивыми рудами, включающий разделение рудного тела на панели, панели на слои с нисходящим порядком выемки запасов и одностадийным формированием очистных заходок с увеличенными параметрами (Пацкевич П.Г. - Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.т.н., Москва, 2011 г.).

Недостатки известного способа заключаются в следующем. Во-первых, увеличенные параметры заходок при достаточно большой их длине не позволяют обеспечить достаточной устойчивости рудных стенок заходок на весь период отработки, что приводит к их разрушению (вывалам) и нарушению порядка отработки соседних заходок. Во-вторых, потеря устойчивости рудных стенок ставит под вопрос безопасность ведения горных работ в целом. И в-третьих, даже увеличение параметров заходок не позволяет в значительной степени повысить производительность отработки данного типа месторождений.

Наиболее близким техническим решением является способ разработки крутопадающих месторождений с неустойчивыми рудами, включающий разделение рудного тела на панели и отработку их системой разработки горизонтальными слоями с закладкой и нисходящим порядком выемки, причем очистные заходки формируют со сдвоенными по высоте слоями (см. Рыльникова М.В. и др. Решение геотехнологических задач на отдельных этапах освоения кимберлитовых месторождений Якутии. Горный журнал, 2011 г., № 1, с.56-57).

К недостаткам указанного способа можно отнести сложность поддержания в устойчивом положении боковых рудных стенок заходок равной двойной высоте слоя в течение всего периода ведения очистных работ. Работы ведутся в две стадии, что требует больше времени на полную отработку заходок. Большая длина заходок не позволяет обеспечить полноту их закладки твердеющими смесями, что важно для создания монолитного закладочного массива, а схемы проветривания первой стадии отработки заходки имеют высокие затраты по ее техническому обустройству.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение интенсивности отработки месторождения при неустойчивых рудах, за счет обеспечения устойчивости рудных стенок очистных заходок в течение всего периода ведения очистных работ и исключения просечек закладочного массива, а также улучшение условий проветривания горных выработок.

Указанный результат достигается тем, что в способе разработки мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, включающем разделение залежи на панели и слои с выемкой их заходками в нисходящем порядке и последующей закладкой твердеющими смесями, параметры заходки слоя увеличивают по высоте и ширине до камерных размеров, а по длине их делят на секции, причем камерам-заходкам и секциям в вертикально-продольном сечении придают форму равнобедренной трапеции, затем их отработку осуществляют ступенчато так, что при отработке каждой последующей секции уровень доставочного горизонта понижают на высоту секционной доставочной выработки, для чего, первоначально, в кровле камеры-заходки для всех ее секций проходят общую бурозакладочную выработку, а секционную доставочную выработку, для каждой последующей секции, проходят под закладочным массивом ранее отработанной секции, причем после полной отработки последующей секции ее доставочную выработку в отступающем порядке расширяют до ширины ранее заложенной секции, при этом направление отработки камер-заходок на каждом последующем нижележащем слое меняют на противоположное. Кроме того, закладку доставочной выработки осуществляют одновременно с каждой из отработанных секций, а бурозакладочную - одновременно - с последней отработанной секцией в камере-заходке.

Проведенные исследования показали, что сущность заявляемого решения в них характеризуется новой совокупностью признаков.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, где:

на фиг.1 - представлена схема разработки рудного тела, где

А, Б, В - обозначены слои в панели (на чертеже не показано), камеры-заходки на указанных слоях обозначены I, II, III; а, б, в - секции в камерах-заходках I, II, III; 1 - рудное тело; 2 - бурозакладочная выработка; 3 - закладочный массив; 4 - поставочная выработка; 5 - панельный наклонный съезд; 6 - отрезная щель; 7 - буровые скважины (шпуры); 8 - закладочная перемычка; 9 - секционная доставочная выработка.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Рудное тело 1, разбитое на панели, в свою очередь, разделено на слои А, Б, В, которые делятся на камеры-заходки I, II, III, а они на секции а, б, в. Выемку слоев А, Б, В в панели ведут в нисходящем порядке, отработку камер-заходок I, II, III на слое - камерно-целиковым, секций а, б, в в камерах-заходках I, II, III - сплошным. Секции а, б, в и камеры-заходки I, II, III, в вертикально-продольном сечении формируют в виде равнобедренной трапеции. Отработку секций а, б, в в камерах-заходках I, II, III осуществляют ступенчато, при этом каждый раз понижают уровень доставочного горизонта на высоту секционной доставочной выработки 9.

После отработки и закладки секций а, б, в камеры-заходки I на слое А приступают к отработке, начинают с секции IIa на слое Б от границы рудного тела 1. Подготовку камеры-заходки II на слое Б начинают с проходки бурозакладочной выработки - 2 на вентиляционно-закладочном горизонте в кровле камеры-заходки II на всю ее длину под закладочным массивом - 3 ранее отработанного слоя А. Секционную доставочную выработку - 4 для отгрузки руды из секции а (II) проходят на доставочном горизонте от панельного наклонного съезда - 5 по породе до границы рудного тела 1. Очистную выемку запасов начинают с образования отрезной щели - 6 между вентиляционно-закладочным и доставочным горизонтами в торце секции а (II). Дальнейшую отработку секции а (II) ведут посредством отбойки вееров нисходящих взрывных скважин - 7, пробуренных из бурозакладочной выработки - 2 на отрезную щель - 6, а затем на открытое пространство, образованное выемкой секционных запасов. Отгрузку отбитой руды осуществляют через секционную доставочную выработку - 4, с почвы секции а (II) с заездом в ее очистное пространство. Для отгрузки руды применяют ПДМ, оборудованные системой дистанционного управления. Вентиляцию очистного пространства при отработке секции а (II) осуществляют за счет общешахтной депрессии. По окончании отгрузки руды из секции а (II) в секционной доставочной выработке - 4, вблизи панельного наклонного съезда - 5, устанавливают закладочную перемычку - 8 и выработанное пространство секции а (II) закладывают твердеющей смесью.

После набора необходимой прочности закладочным массивом в секции а (II), на доставочном горизонте для следующей секции бII проходят секционную доставочную выработку - 9. Ее проходят от панельного наклонного съезда - 5 непосредственно под закладочным массивом уже отработанной секции а (II) до ближнего торца секции бII. Тем самым достигается устойчивость ее кровли, а также увеличивается высота следующей секции бII. Затем приступают к отработке запасов секции бII. Выемка руды осуществляется аналогично с предыдущей секцией а (II). По окончании полной отработки секции бII секционную доставочную выработку - 9 в отступающем порядке до границы рудного тела расширяют до ширины секции а (II) (непосредственно под ней) и закладывают одновременно с выработанным пространством секции бII.

После набора необходимой прочности закладочным массивом в секции бII, в аналогичном порядке производят подготовку, отработку и закладку секции вII, а при необходимости и последующих секций в камере-заходке II. Последней закладывают бурозакладочную выработку - 2 совместно с выработанным пространством последней секции вII.

По окончании закладочных работ и набора необходимой прочности закладочным массивом в последней секции вII в камере-заходке II приступают к отработке соседних камер-заходок в этом слое Б, либо на нижележащем слое В, как показано на фиг.1 (камера-заходка III).

Увеличение параметров секций камер-заходок на слое по высоте и ширине до камерных размеров позволяет повысить интенсивность отработки запасов при неустойчивых рудах. Деление каждой камеры-заходки на секции, отработка их ступенчато с ведением очистных работ в одну стадию сокращает время отработки, тем самым обеспечивает устойчивость рудных стенок в секции до полной выемки ее запасов. Придание секциям в вертикально-продольном сечении формы равнобедренной трапеции позволяет всем секциям на слое иметь равные геометрические размеры, при этом доставочная выработка для каждой последующей секции проходится под закладочным массивом ранее отработанной секции, что исключает просечку закладочного массива и обеспечивает устойчивость кровли доставочной выработки. Использование бурозакладочной выработки, пройденной в кровле камеры-заходки для сброса исходящей струи при отработке запасов секций, позволяет проветривать каждую секцию за счет общешахтной депрессии, а угол ее наклона обеспечивает полноту закладки выработанного пространства секций камер-заходок на слое.

Таким образом, заявляемый способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами позволяет увеличить интенсивность отработки месторождения при неустойчивых рудах, за счет обеспечения устойчивости рудных стенок очистных заходок в течение всего периода ведения очистных работ и исключения просечек закладочного массива, а также улучшить условия проветривания горных выработок.