способ разработки наклонных рудных тел

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НАКЛОННЫХ РУДНЫХ ТЕЛ, включающий проведение доставочных и буровых выработок, подсечку рудного массива приемными воронками, опережающую отбойку подсеченной части рудного массива бурением и взрыванием вееров скважин из буровых штреков, взрыводоставку отбитой руды из неподсеченного рудного массива к приемным воронкам, формирование подэтажных ленточных целиков и выпуск отбитой руды, отличающийся тем, что, с целью улучшения организации горных работ, снижения трудоемкости, засорения и потерь руды, в неподсеченной части рудного массива проходят буровые штреки, отбивают его путем бурения из них и взрывания вертикальных вееров скважин при ориентировании плоскостей вееров под углом к простиранию рудного тела, подэтажный ленточный целик формируют податливым и проходят в нем буровые орты, из которых осуществляют отбойку руды целика массовым взрывом вееров скважин, пробуренных в плоскостях по простиранию рудного тела.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом наклонных рудных тел средней мощности и мощных.

Известен способ разработки рудных тел наклонного падения с использованием силы взрыва для перемещения руды. Взрывную отбойку производят в открытой камере на плоскость, перпендикулярную падению рудного тела. По бокам камеры оставляют сплошные ленточные целики [1] Недостатком этого способа является большой объем подготовительно-нарезных работ и большие потери при выемке междукамерных и подэтажных целиков, которые невозможно отбить и доставить к приемным воронкам силой взрыва.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки наклонных рудных тел со взрыводоставкой руды в камерах при отбойке на плоскость, перпендикулярную падению рудного тела, с продвиганием фронта очистных работ по простиранию без оставления межкамерных целиков, а поддержанием налегающих пород подэтажными целиками, у которых стенка со стороны обрабатываемой камеры выполнена по нормали к плоскости рудного тела, а со стороны вышележащей камеры под острым углом к подошве камеры [2]

Недостатком этого способа является следующее: при условии, когда в массиве горных пород горизонтальные напряжения больше вертикальных, что наблюдается на подавляющем большинстве рудников, вектор нагрузки на целик будет направлен не по нормали к плоскости рудного тела, а под более пологим углом к горизонту. В этих условиях целик с малым основанием по висячему боку снижает свою несущую способность в несколько раз, т.к. он будет разрушаться от среза, а прочность на срез в 5 раз ниже, чем на сжатие. Поэтому у целиков такой конструкции необходимо увеличить ширину в 1,5-2 раза и при погашении такие целики надо взрывать в один прием, взрыводоставки основной массы целика наблюдаться уже не будут. Отсюда большие потери и засорение при выемке целиков;

сложности с организацией работ в наклонных буровых выработках, особенно при углах падения 30-45^о, а также повышенные трудозатраты.

Цель изобретения улучшение организации горных работ, снижение трудозатрат, засорения и потерь полезного ископаемого.

Достигается это тем, что при разработке наклонных рудных тел, включающей отбойку руды в камерах с подвиганием фронта по простиранию, образование ленточных подэтажных (этажных) целиков, к примеру, податливых, взрывную отбойку руды, рудный массив над приемными воронками отбивают с опережением по отношению к остальному неподсеченному рудному массиву в камере, последний отбивают из буровых штреков при расположении вееров скважин в вертикальной плоскости, ориентированной под углом к простиранию рудного тела, а подэтажный целик отбивают массовым взрывом скважин, пробуренных из буровых ортов при расположении плоскостей вееров скважин по простиранию.

На фиг. 1 и 2 приведен конкретный пример осуществления предлагаемого способа соответственно для углов падения рудного тела 25-35^о и 40-50^о.

Горные работы при расположении камер по простиранию начинают с проходки в лежачем боку 1 доставочных выработок 2, из которых проходят дучки 3, которые разделывают в приемные воронки 4. Проходят также буровые штреки 5 и орт 6. После разделки отрезной щели (не показана) очистную выемку начинают с опережающей отбойки участков рудного массива 7 над приемными воронками 4, где плоскости вееров скважин 8 располагают по нормали к оси буровых штреков 5. С отставанием начинается отбойка неподсеченного участка рудного массива 9, где плоскость вееров скважин 8 располагают под углом к простиранию рудного тела, т. е. к оси бурового штрека 5. Из участка рудного массива 9 при отбойке руда силой взрыва доставляется в приемные воронки 4. По мере подвигания фронта очистных работ часть оставшейся на лежачем боку отбитой руды смывают в приемные воронки 4 гидромонитором 10. После выемки запасов руды в камере производят массовую отбойку запасов руды в потолочинном подэтажном (этажном) целике 11 путем взрывания вееров скважин 12, пробуренных из буровых ортов 6.

Предлагаемый способ разработки наиболее эффективен для месторождений с крепкими и устойчивыми рудами и породами. В этих условиях, к примеру, на Уральских месторождениях черных и цветных металлов длина камер достигает 100-200 м как при образовании камер на всю высоту этажа 50-60 м для рудных тел с углом падения 30-45^о, так и при выемке камер с образованием подэтажей через 30-40 м для рудных тел с углом падения 25-30^о.

Угол , под которым располагают плоскость вееров скважин относительно оси бурового штрека 5, зависит от угла падения рудного тела При угле 50-55^о, когда отбитая руда самотеком перемещается по лежачему боку в приемные воронки, угол может составлять 90^о. С уменьшением угла угол также уменьшается. При 25-40^о угол можно довести до 30-45^о. Практически угол целесообразно сделать равным 45^о, т.к. при меньших его значениях растет длина скважин при фиксированной ширине участка рудного массива отбиваемого на один буровой штрек. Или необходимо увеличивать количество буровых штреков. Это не целесообразно по той причине, что остающуюся на лежачем боку часть отбитой руды можно смыть гидромонитором. Учитывая ограниченную видимость в камере на расстоянии 30-40 м, обработку лежачего бока можно производить гидромониторами с программным управлением.

Предлагаемый способ разработки позволяет отказаться от проходки наклонных буровых выработок, а осуществлять бурение в горизонтальных выработках, что существенно уменьшает затраты на проходку буровых выработок и упрощает организацию буровых и взрывных работ.

Предлагаемый способ разработки дает возможность применять податливые потолочинные целики, что способствует снижению запасов руды в этих целиках в 1,5-2 раза по сравнению с жесткими целиками, т.е. уменьшить засорение и потери полезного ископаемого. При схемах отбойки в известных способах разработки невозможно образовать со стороны обрабатываемой камеры вертикальную стенку для податливого целика, т.е. с ростом при вертикальных веерах скважин концы этих скважин будет работать не на обнаженную поверхность, а на массив, и отбойки происходить не будет.

В настоящее время на железорудных месторождениях Урала при 40^о, взрыводоставке предпочитают традиционную выемку с прирезкой пород лежащего бока, доводя его наклон до 50-55^о. В результате этого увеличивается засорение пород на 5-10^о, а каждый процент засорения приводит к потерям полезного ископаемого в хвостах обогатительных фабрик, дополнительным затратам на переработку на этих фабриках, что выражается в убытках. Исключение прирезки пород (засорения) в результате применения предлагаемого способа дает возможность на 1 т добытой руды получить прибыль.