способ разработки крутых рудных тел

Формула изобретения

Способ разработки крутых рудных тел, включающий проходку подготовительных и нарезных выработок, обуривание запасов этажа до подошвы целика, заряжание и взрывание скважин, выпуск отбитой руды из блока через выработки выпуска, отличающийся тем, что после проходки выработок выпуска по углам блока создают ниши по мощности рудного тела вкрест простирания, бурят из них веерные комплекты скважин в висячем боку рудного тела, параллельно плоскости залегания рудного тела, причем на один заряжаемый веер скважин, расположенный по центру относительно остальных вееров, бурят четыре холостых веера скважин, после заряжания и взрывания производят выпуск отбитой руды, затем создают перекрытие в висячем боку рудного тела путем заполнения полученного пространства твердеющим закладочным материалом, а после его затвердевания производят отработку запасов блока под защитой полученного перекрытия, при этом толщину h перекрытия определяют из выражения:

где L - наклонная высота блока, м;

_П - плотность материала перекрытия, кг/м³;

_P - прочность материала перекрытия на растяжение, МПа;

- угол падения рудного тела, градусы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке крутых рудных тел подземным способом.

Известен способ разработки крутопадающих жил сложной морфологии (патент РФ №2187645, Е21С 41/22, опубл. 2002.02.19). Способ включает проведение откаточного штрека, блоковых восстающих, отработку руды наклонными слоями, ее частичное магазинирование, выпуск не разместившейся руды в очистном пространстве через рудоспуск. При разработке жил с невыдержанной мощностью по восстанию отработку руды ведут в двух полублоках с наращиванием центрального восстающего. На участках сокращения мощности жилы ниже минимальной ширины очистного пространства на замагазинированную руду укладывают жесткое перекрытие и производят селективную выемку, отбитую породу оставляют в полублоке. На участках отработки жилы с мощностью, соответствующей минимально допустимой ширине очистного пространства и свыше, на отбитую породу укладывают постоянный настил, а на месте стыковки постоянного настила с рудоспуском устанавливают выпускной люк. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость осуществления операций способа, связанная с использованием мелкошпуровой отбойки, а также низкая производительность, связанная с необходимостью магазинирования руды в блоке.

Известен способ разработки крутых рудных тел, принятый за прототип (патент РФ №2052111, Е21С 41/22, опубл. 1996.01.10). Одновременно обуривают все запасы подэтажа и запасы бедной руды. При этом скважины, используемые для отбойки богатой руды, не обуривают до подошвы подэтажного целика, а скважины, используемые для отбойки бедной руды, бурят на всю высоту подэтажа. Богатую руду отбивают в первую очередь. Отбитую богатую руду убирают с подошвы целика, после чего отбивают запасы бедной руды. Выпуск отбитой бедной руды ведут из всех подэтажей одновременно. Недостатком данного способа является высокое разубоживание руды при выпуске породами висячего бока, а также низкая производительность, связанная с необходимостью магазинирования руды в блоке.

Техническим результатом способа является повышение производительности и снижение разубоживания руды породами висячего бока за счет создания перекрытия.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки крутых рудных тел, включающем проходку подготовительных и нарезных выработок, обуривание запасов этажа до подошвы целика, заряжание и взрывание скважин, выпуск отбитой руды из блока через выработки выпуска, согласно изобретению после проходки выработок выпуска по углам блока создают ниши по мощности рудного тела вкрест простирания, бурят из них веерные комплекты скважин в висячем боку рудного тела, параллельно плоскости залегания рудного тела, причем на один заряжаемый веер скважин, расположенный по центру относительно остальных вееров, бурят четыре холостых веера скважин, после заряжания и взрывания производят выпуск отбитой руды, затем создают перекрытие в висячем боку рудного тела путем заполнения полученного пространства твердеющим закладочным материалом, а после его затвердевания производят отработку запасов блока под защитой полученного перекрытия, при этом толщину h перекрытия определяют из выражения:

где L - наклонная высота блока, м; _П - плотность материала перекрытия, кг/м³; _Р - прочность материала перекрытия на растяжение, МПа; - угол падения рудного тела, градусы.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить производительность способа с одновременным снижением разубоживания руды породами висячего бока крутого рудного тела.

Способ разработки крутых рудных тел поясняется чертежами: на фиг.1 изображен вертикальный разрез по линии Б-Б, на фиг.2 изображен горизонтальный разрез по линии А-А, на фиг.3 изображен разрез по линии С-С, на фиг.4 изображен вертикальный разрез по линии Б-Б (этап заполнения закладкой), на фиг.5 изображен вертикальный разрез по линии Б-Б (этап очистной выемки), где:

1 - крутое рудное тело;

2 - ниши, созданные по углам блока по мощности рудного тела 1 вкрест его простирания;

3 - заряжаемые веера скважин, расположенные по центру относительно остальных вееров скважин;

4 - холостые веера скважин;

5 - траншея, расширенная из траншейного штрека;

6 - наклонный съезд;

7 - погрузочные заезды;

8 - доставочный штрек;

9 - вентиляционный штрек;

10 - сбойка наклонного съезда 6 с буровым штреком 11;

11 - буровой штрек;

12 - перекрытие из закладочного твердеющего материала, созданное в висячем боку рудного тела 1;

13 - взрывные скважины для отбойки запасов блока;

L - наклонная высота блока, м;

L_БЛ - длина блока, м;

h - мощность перекрытия 12;

m - мощность рудного тела 1;

- угол падения рудного тела, градусы.

Способ разработки крутых рудных тел осуществляют следующим образом. Крутое рудное тело 1 подготавливают необходимыми подготовительными и нарезными выработками. Проходят доставочный штрек 8, из него погрузочные заезды 7, из которых проходят траншейный штрек, расширяемый в траншею 5. Из доставочного штрека 8 проходят наклонный съезд 6, сбиваемый с вентиляционным штреком 9 вышележащего горизонта. Из наклонного съезда 6 проходят сбойку 10 с буровым штреком 11. Также из доставочного штрека 8 проходят по углам блока по мощности m рудного тела 1 вкрест его простирания (до висячего бока рудного тела 1), ограниченного L_БЛ - длиной блока и L - наклонной высотой блока, ниши 2. Из ниш 2 бурят восходящие и нисходящие веера скважин, соответственно заряжаемые 3 и холостые веера 4. Веера скважин 3 и 4 бурят параллельно плоскости залегания рудного тела в соответствии с его углом падения в непосредственной близости от висячего бока рудного тела 1. На один заряжаемый веер скважин 3, расположенный по центру относительно остальных вееров скважин, бурят четыре холостых веера 4 скважин. Холостые веера 4 предназначены для компенсации увеличения объема отбитой руды из-за разрыхления при отбойке и предотвращении ее зависаний при выпуске. После обуривания заряжаемого 3 и холостых 4 вееров скважин параллельно плоскости залегания рудного тела 1 по простиранию в соответствии с паспортом буровзрывных работ, построенным по одной из известных методик, осуществляют заряжание взрывчатым веществом (гранулированным или патронированным) и взрывание заряжаемого веера 3. После этого производят выпуск отбитой руды через траншею 5. Выпуск ведут следующим образом. Например, погрузочно-доставочная машина (на чертеже условно не показана) заезжает к траншее 5 через погрузочный заезд 7, зачерпывает разрыхленную руду и транспортирует ее по доставочному штреку 8 до ближайшего рудоспуска (на чертеже условно не показан). После выпуска отбитой руды образовавшуюся щель толщиной h заполняют твердеющим закладочным материалом для создания перекрытия 12 из закладочного твердеющего материала в висячем боку рудного тела. Толщину h перекрытия определяют из выражения:

где L - наклонная высота блока, м; _П - плотность материала перекрытия, кг/м³; _Р - прочность материала перекрытия на растяжение, МПа; - угол падения рудного тела, градусы. Определение толщины h перекрытия по вышеприведенной формуле позволит исключить его разрушение при полном выпуске руды из блока и, соответственно, практически исключить потери и разубоживание при выпуске. Например при наклонной высоте блока L=70 м; плотности _П материала перекрытия, _П=2,5 кг/м³ ; прочности _Р материала перекрытия на растяжение, _Р=2,5 МПа и угле падения рудного тела, =60 градусам толщина перекрытия h составит После затвердевания закладочного материала начинают очистную выемку блока. Время затвердевания зависит, в основном, от состава твердеющего закладочного материала и может быть ускорено путем введения ускорителей твердения. По центру блока или у одного из его краев проходят отрезной восстающий, расширяемый в отрезную щель (на чертеже условно не показаны). Затем обуривают в соответствии с паспортом буровзрывных работ взрывные скважины 13 для отбойки запасов блока, взрывают их, проветривают блок и производят выпуск руды из блока через траншею 5 под защитой перекрытия 12.

Применение предлагаемого способа разработки крутых рудных тел обеспечивает следующие преимущества:

- снижение разубоживания при отработке камерных запасов;

- снижение трудоемкости проведения операций способа;

- повышение производительности блока в период очистной выемки.