способ разработки месторождений полезных ископаемых

Формула изобретения

1. Способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения открытыми и подземными выработками, подготовку и отбойку ископаемого с последующим подъемом его на поверхность, отличающийся тем, что по простиранию залежи формируют ряды опор между лежачим и висячим боками на глубину разработки полезного ископаемого, затем осуществляют поочередно его отбойку и подъем между этими рядами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что геометрические оси опор в каждом ряду параллельны плоскости сдвижения налегающей толщи пород висячего бока.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что между смежными рядами опор в борту лежачего бока проводят направляющую выемку по падению залежи на глубину разработки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что между опорами дополнительно закрепляют выработанное пространство.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительное крепление между опорами осуществляют посредством бурения скважин с поверхности или из подземных выработок до плоскости обнажения выработанного пространства с последующим тросово-цементным их креплением.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что выработанное пространство между смежными рядами опор заполняют закладочным материалом.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих малой и средней мощности месторождений твердых полезных ископаемых.

Известен способ открытой разработки полезных ископаемых включающий вскрытие рудной залежи открытыми выработками с разноской бортов карьера, подготовку и отбойку руды с последующим ее подъемом посредством скипового вертикального подъемника (авт.св. N 1723323, E 21 C 41/00).

Недостатком этого способа является необходимость в перемещении значительных объемов вскрышных пород для обеспечения угла наклона, который гарантирует устойчивость бортов карьера.

Известен способ разработки полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения открытыми и подземными выработками, подготовку и отбойку ископаемого с использованием буровзрывных работ (БВР), выпуск горной массы в достаточные выработки с последующим транспортированием ее по подземным выработкам на поверхность (Открыто-подземный способ освоения месторождений крепких руд. М. И. Агошков, Д.Р.Каплунов и др. М. Ротапринт ИПКОН РАН, 1992, 186 с. прототип).

Недостатком данного способа, также как и в указанном выше, является необходимость в разноске бортов и, кроме того, в транспортировании полезных ископаемых по подземным горным выработкам, что требует значительных затрат на их проведение, поддержание и транспорт горной массы.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности разработки полезных ископаемых за счет снижения объемов вскрышных работ при увеличении глубины разработки полезных ископаемых и исключения транспортирования полезного ископаемого по горизонтальным выработкам.

Это достигается тем, что в способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения открытыми и подземными выработками, подготовку и отбойку ископаемого с последующим подъемом его на поверхность, по простиранию залежи формируют руды опор между лежачим и висячим боками на глубину разработки полезного ископаемого, затем осуществляют поочередно отбойку и подъем руды между этими рядами, причем геометрические оси опор в каждом ряду параллельны плоскости сдвижения налегающей толщи пород висячего бока, а между смежными рядами опор в борту лежачего бока проводят направляющую выемку по падению залежи на глубину разработки. Кроме того, выработанное пространство между опорами дополнительно закрепляют посредством бурения скважин с поверхности или из подземных выработок до плоскости обнажения выработанного пространства с последующим тросово-цементным их креплением, а также путем заполнения выработанного пространства между смежными рядами опор закладочным материалом.

На фиг. 1 представлен разрез вкрест простирания залежи; на фиг. 2 представлен план месторождения.

Способ разработки месторождений полезных ископаемых заключается в следующем.

Вскрытие и подготовку месторождения полезного ископаемого 1 к очистной выемке осуществляют открытыми выработками, например посредством проведения траншеи 2, и подземными выработками, включающими ствол 3, квершлаги 4, восстающие выработки 5, орты 6, штреки 7. После этого, между лежачим 8 и висячим 9 боками залежи с опережением сверху вниз по ее простиранию формируют ряды опор 10. Формирование опор осуществляют путем проведения уклонов 11 различного сечения и площади с загрублением в породы лежачего и висячего боков с установкой в них арматуры 12 и подачей в эти уклоны литых смесей. Геометрические оси опор в каждом ряду параллельны плоскости сдвижения налегающей толщи пород висячего бока. Угол сдвижения пород висячего бока определяется в соответствии с известными методами, при этом борт висячего бока может быть близким к вертикальному, а также иметь обратный уклон и быть параллельным борту лежачего бока. Расстояние между рядами опор и опорами в ряду, а также площадь их сечения зависят от устойчивости вмещающих пород. После формирования опор начинают отбойку с применением БВР полезного ископаемого. В процессе отбойки в породах лежачего бока между смежными рядами опор взрыванием скважин по падению залежи проводят направляющую выемку 13 на глубину разработки полезного ископаемого. Подъем руды на поверхность осуществляют непосредственно из очистного забоя с использованием скипа 14 или самозахватывающего ковша грейферного типа, перемещаемого по наклонной направляющей выемке 13 посредством подъемного механизма 15 через сформированное открытое щелевое пространство. Возможен также вертикальный подъем полезного ископаемого без контакта скипа с вмещающими породами при вертикальном падении залежи или с глубины, определяемой углом ее наклона. Подъемный механизм перемещают по направляющим 16, закрепленным на платформах 17. После завершения подъема полезного ископаемого на шаг отбойки для обеспечения устойчивости бортов открытого щелевого пространства на время ведения очистных работ между смежными рядами опор на заданную глубину разработки бурят с поверхности или из подземных выработок скважины 19 до плоскости обнажения выработанного пространства с последующим тросово-цементным их креплением. При неустойчивых вмещающих породах после завершения очистных работ между двумя или несколькими рядами опор на полную глубину с учетом горнотехнических условий разработки проводят закладку выработанного пространства. Перемещение платформ 17 вдоль открытого щелевого пространства могут осуществлять по ж-д путям 20, а транспорт полезного ископаемого до мест складирования и переработки конвейерами 21.

Повышение эффективности разработки полезных ископаемых достигается за счет снижения на 60 80% объемов вскрышных работ, а также исключения транспортирования ископаемого по горизонтальным подземным выработкам, что составляет до 50% от общих транспортных затрат. При этом глубина разработки полезного ископаемого превышает в два три раза глубину при открытом способе и в полтора два раза при открыто-подземном способе добычи полезного ископаемого за счет обеспечения поддержания открытого очистного пространства в устойчивом состоянии на весь срок отработки и подъема полезного ископаемого непосредственно из очистного забоя через открытое выработанное пространство.