способ разработки крутопадающих рудных тел

Формула изобретения

Способ разработки крутопадающих рудных тел системами с магазинированием в недостаточно устойчивых вмещающих породах, включающий подготовку и нарезку блока, отбойку, частичный и полный выпуск замагазинированной руды, отличающийся тем, что при отбойке и частичном выпуске руды образуют внутри магазина искусственный массив отбитой руды в форме вертикального столба, а выпуск руды из искусственного массива производят после полного выпуска замагазинированной руды.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных тел системами с магазинированием руды в недостаточно устойчивых вмещающих породах.

Известен способ разработки крутопадающих рудных тел, включающий подсечку блока, отбойку с магазинированием руды, частичный и полный выпуск по всей площади блока с погрузкой непосредственно в откаточные средства (см. Назарчик А.Ф., Мухин М.Е. Системы разработки жильных месторождений. М.: Недра, 1958. - с.55-57).

Указанный способ не применим для разработки месторождений с недостаточно устойчивыми вмещающими породами из-за больших потерь замагазинированной руды в виде зависаний и вторичного разубоживания, а также низкой производительности труда при выпуске руды.

Известен способ разработки маломощных жил с неустойчивыми вмещающими породами системами с магазинированием и креплением выработанного пространства вертикальными рядами распорной крепи по всей высоте блока (см. Рафиенко Д.И. Системы с магазинированием руды при разработке жильных месторождений. М.: Недра, 1967. - с.19-20).

Данный способ характеризуется увеличением материальных и трудовых затрат на возведение крепи. Кроме того, наличие распорной крепи препятствует свободному перемещению руды по очистному пространству, и, как следствие, возрастают потери руды в виде зависаний.

Известен способ разработки крутопадающих маломощных жил с недостаточно устойчивыми боковыми породами системой с магазинированием руды с разделением блока на «короткие магазины» (см. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1983. - с.158-160).

Недостатком известного способа является значительное увеличение количества восстающих выработок и затрат на их возведение.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отработки тонких жил при повышенном горном давлении системами с магазинированием, с использованием в качестве опорных элементов системы для поддержания боковых пород рудных колодцев, сооружаемых из распорной крепи и расположенных по восстанию на всю высоту блока (см. Рафиенко Д.И. Горный журнал. 1964, № 12. - с.23-25).

Данный способ характеризуется низкой эффективностью разработки руды, большим расходом крепежного леса и высокой трудоемкостью работ по возведению крепи.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности разработки крутопадающих рудных тел.

Результат достигается тем, что в способе разработки крутопадающих рудных тел системами с магазинированием в недостаточно устойчивых вмещающих породах, включающем подготовку и нарезку блока, отбойку, частичный и полный выпуск замагазинированной руды, при отбойке и частичном выпуске образуют внутри магазина искусственный массив отбитой руды в форме вертикального столба, а выпуск руды из массива производят после полного выпуска замагазинированной руды.

Использование предлагаемого способа разработки крутопадающих рудных тел в неустойчивых вмещающих породах обеспечивает повышение эффективности отработки блока за счет увеличения длины отрабатываемого блока и расширения фронта работ в очистном забое, сокращения объема горноподготовительных работ по возведению распорной крепи в блоке и расхода крепежного леса, а также повышение устойчивости массива, что значительно уменьшает себестоимость добычи руды и трудоемкость очистной выемки.

Отличие предлагаемого способа состоит в том, что для поддержания вмещающих пород в устойчивом состоянии путем уменьшения обнажения площади выработанного пространства, часть отбитой руды в блоке в виде вертикального столба оставляют в очистном пространстве в неподвижном состоянии посередине блока, как наиболее деформируемой части массива, который выполняет роль временной закладки на весь период отработки блока. Выпуск отбиваемой в блоке руды производят из двух полублоков через соседние со столбом выпускные выработки или люки, а после отработки запасов блока и выпуска руды из полублоков производят обрушение столба известными способами и выпуск обрушенной руды через выпускные выработки или люки откаточного горизонта.

Применение предлагаемого способа разработки позволяет исключить трудоемкие операции по возведению крепи для сооружения рудных колодцев. Формирование ширины рудного столба в заданных размерах осуществляют исходя из допустимой величины пролета обнажения вмещающих пород по условиям их устойчивости. Неподвижная руда в рудном столбе за счет ее естественного уплотнения исполняет роль опорного целика и его несущая способность обеспечивает поддержание вмещающих пород в устойчивом состоянии, что позволяет сократить отслоение боковых пород и вторичное разубоживание, снизить давление вмещающих пород на замагазинированную руду и улучшить условия выпуска.

Способ осуществляют следующим образом.

На фиг.1 представлен отрабатываемый блок, вертикальный продольный разрез; на фиг.2 - то же, формирование внутри магазина массива отбитой руды в форме вертикального столба; на фиг.3 - то же, размещение части находящейся в массиве отбитой руды в форме вертикального столба в смежных с ним участках блока; на фиг.4 - то же, способы обрушения массива отбитой руды в форме рудного столба.

Подготовка блока включает проведение вентиляционного 1 и откаточного 2 штреков, фланговых восстающих 3, затем осуществляют подсечку блока и оборудование горизонта выпуска погрузочными люками 4. После этого начинают отбойку блока горизонтальными прирезками с магазинированием отбитой руды. Отработку ведут с временным оставлением внутри магазина вертикального столба 5 отбитой руды, не производя из него через люки выпуск.

В данном случае рудный столб выполняет функцию временной закладки для поддержания боков очистной камеры в устойчивом состоянии за счет уменьшения обнажения площади выработанного пространства, что предотвращает развитие деформационных процессов в массиве и снижает отслоение вмещающих пород. Формирование рудного столба заданной ширины осуществляют при частичном выпуске руды из смежных с рудным столбом погрузочных люков 6 таким образом, чтобы образующийся эллипсоид разрыхления 7 не касался вертикальной боковой поверхности рудного столба при его развитии на полную высоту отработки блока.

Расстояние между рудным столбом 5 и фланговыми восстающими 3, как и ширину рудного столба, принимают исходя из устойчивости вмещающих пород и допустимой площади обнажения боковых пород очистного блока.

Для создания компенсационного пространства между рудным столбом и очередной заходкой, для производства буровых и взрывных работ, излишки руды в рудном столбе 8 (объем V) удаляют с его поверхности при помощи механических средств (например, скреперной установкой) и размещают в смежных с рудным столбом частях А и Б блока. Для этого при частичном выпуске создают дополнительную свободную полость 9 (объем V₁ и V ₂) путем перепуска руды из смежных с рудным столбом люков 6 в объеме, достаточном для размещения в нем излишков удаляемой руды.

После отработки запасов блока и полного выпуска замагазинированной руды из левой А и правой Б частей блока, производят обрушение руды в столбе 5 путем взрывания зарядов ВВ, доставляемых к столбу (например, с помощью динамореактивных систем (ДРС) 11 или высоконапорной струей воды из гидромонитора 10 или другими способами, выпуском и погрузкой обрушенной руды через погрузочные выработки или люки в днище блока в транспортные сосуды.

Применение заявляемого способа разработки позволит увеличить производительность труда и снизить потери руды в зависаниях, а также вторичное разубоживание за счет сокращения отслоения вмещающих пород, что расширяет область применения системы с магазинированием в недостаточно устойчивых вмещающих породах.