способ подземной добычи полезных ископаемых

Формула изобретения

Способ подземной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения горными выработками, подготовку, восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче крутопадающих полезных ископаемых, в частности при добыче алмазосодержащих из кимберлитовых трубок.

Известен способ разработки залежей руд, включающий вскрытие, подготовку и выемку горизонтальными слоями в восходящем порядке [1]

Недостатком этого способа является снижение производительности из-за технологических простоев, связанных с процессами закладки выработанного пространства, твердения закладываемой массы, осуществляемых последовательно по времени с процессом БВР.

Известен способ подземной добычи полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства [2] Этот способ взят в качестве прототипа.

Данный способ по сравнению с ранее указанным позволяет улучшить процессы заполнения и уплотнения закладываемого пространства, используя силы гравитации закладываемой массы.

Однако ему присущ недостаток, заключающийся в том, что необходимость демонтажа оборудования при отработке слоев и технологические простои, связанные с последовательностью операций БВР и закладки, снижают производительность добычи полезных ископаемых.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывного цикла выемки полезного ископаемого и закладки выработанного пространства, что обеспечивает повышение производительности добычи полезных ископаемых при одновременном повышении безопасности труда и снижении потерь полезного ископаемого.

Это достигается тем, что в способе подземной добычи полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

Задачей изобретения является обеспечение непрерывного цикла выемки полезного ископаемого и закладки выработанного пространства, что обеспечивает повышение производительности добычи полезных ископаемых при одновременном повышении безопасности труда и снижении потерь полезного ископаемого.

Это достигается тем, что в способе подземной добычи полезных ископаемых, включающем вскрытие месторождения горными выработками, подготовку и восходящую выемку ископаемого наклонными слоями, транспортировку ископаемого на поверхность и закладку выработанного пространства, после отработки каждого наклонного слоя формируют на его конце камеру с горизонтальным основанием, из которой осуществляют выемку ископаемого следующим наклонным слоем, смещенным по горизонтали на величину ширины слоя и отрабатываемым в противоположном направлении относительно предыдущего слоя под одинаковым с ним углом к горизонтальной плоскости, при этом транспортировку отбитого полезного ископаемого производят через вертикальные выработки, проведенные на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя, далее после закладки выработанного пространства цикл повторяется.

Наличие с горизонтальным основанием камер позволяет обеспечить непрерывность процесса выемки, а отработка наклонных слоев в противоположном направлении позволяет обеспечить одновременную выемку и закладку выработанного пространства, что позволяет повысить производительность добычи ископаемого. Размещение вертикальных выработок на стыке горизонтальных и наклонных участков вынимаемого слоя уменьшает длину транспортных линий.

На фиг. 1 представлен вертикальный разрез залежи вдоль простирания на момент подготовки к отработке; на фиг. 2 горизонтальное сечение А А залежи на уровне межэтажного квершлага при отработке первого наклонного слоя; на фиг. 3 сечение Б Б залежи под углом на уровне отработки последующего наклонного слоя; на фиг. 4 сечение В В залежи подготовленной к отработке наклонными слоями. на фиг. 5 вертикальный разрез Г Г залежи в зоне межэтажных квершлагов после выемки первого наклонного слоя и верхней камеры.

Способ подземной добычи полезных ископаемых заключается в следующем.

Вскрытие месторождения 1 полезного ископаемого осуществляют вертикальными стволами 2 (на фиг. 1 показан грузоподъемный ствол, а вентиляционный не показан) и этажными квершлагами 3, 4 и 5 с расстоянием H между ними.

Подготовку к выемке полезного ископаемого производят путем сооружения двух восстающих выработок 6 и 7 в массиве ископаемого, гезенков 8 и 9, проведенных между квершлагами и оконтуривающей горизонтальной выработкой 10, а также монтажной камеры 11 в зоне между оконтуривающей и вертикальной выработками 10 и 6.

Выемку полезного ископаемого производят путем отработки наклонного слоя 12 из монтажной камеры 11 механизированным способом или посредством БВР с последующей транспортировкой отбитой массы 13 с помощью, например, скрепера или конвейера (на фиг. 2 не показаны) к вертикальной выработке 6 (рудоспуску). После каждой заходки выработанное пространство закрепляют временной передвижной механизированной крепью 14 известной конструкции с последующей закладкой этого пространства твердеющими смесями 15. После отработки наклонного слоя формируют на его конце камеру 16 с горизонтальным основанием, обеспечивающую возможность перемещения механизированной крепи путем ее разворота на 180^o в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной выработки 7. При этом отбитое полезное ископаемое транспортируют через вертикальную выработку 7, а выработанное пространство камеры закладывают твердеющей смесью после разворота крепи. Выемку следующего наклонного слоя 17 осуществляют аналогично предыдущему слою 12 из камеры 16 в противоположном последнему направлению и со смещением по горизонтали на ширину b отработанного слоя. При этом угол наклона вынимаемого слоя (tg = 0,5^h/L) равен углу наклона предыдущего слоя относительно горизонтальной плоскости. Мощность h, ширина b каждого вынимаемого слоя и его угол a наклона определяются параметрами механизированной крепи. При отработке слоя 17 на участке между вертикальными выработками 6 и 7 отбитое полезное ископаемое транспортируют через вертикальную выработку 7. На верхнем конце отработанного слоя 17 формируют камеру 18 с горизонтальным основанием аналогичного назначения с камерой 16 над ранее заложенной твердеющей смесью монтажной камерой 11.

Закладку выработанного пространства наклонных слоев 12 и 17, а также камер 16 и 18 производят с использованием отбитой породы из оконтуривающей выработки 19 и твердеющей массы, подаваемой с поверхности через вертикальный ствол 2. Оконтуривающую выработку 19, обеспечивающую вентиляцию, энергоснабжение и транспорт, проходят в породах, вмещающих полезное ископаемое с углом подъема a на наклонных участках слоев 12 и 17 и горизонтально в зоне камер 11 и 16 с технологическим опережением. Эту выработку сбивают с гезенками 8 и 9, а затем закладывают по мере погашения отрабатываемого слоя. Для обеспечения оптимального режима разворота механизированной крепи с одновременной транспортировкой отбитого полезного ископаемого не по транспортному ходку 20, а непосредственно в вертикальные выработки 6 и 7, последние проводят на стыке наклонного и горизонтального участков вынимаемого слоя. После выемки и закладки камеры 18 цикл восходящей отработки полезного ископаемого повторяется.