способ поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе

Формула изобретения

1. Способ поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе, включающий выемку запасов руды на высоту до 8 м безуступным по вертикали забоем с использованием самоходного оборудования, уборку горной массы и ее транспортировку, поддержание кровли оставлением предохранительных ленточных целиков, крепление кровли анкерами, отличающийся тем, что работы по выемке запасов руды производят в трех забоях одновременно, причем в каждом забое ежесменно производят одну из основных операций забойного цикла: бурение скважин и отбойку руды, уборку горной массы, крепление кровли и стенок очистных камер, при этом транспортировку горной массы из призабойного пространства до рудного восстающего производят погрузочно-доставочной машиной, а от рудного восстающего до рудоспуска - скребковым конвейером, кроме того, при закреплении кровли и стенок очистных камер к анкерам прикрепляют сетку.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предохранительные ленточные целики оставляют шириной 2,5 м.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что к анкерам прикрепляют полимерную или металлическую сетку.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке участков рудного поля с мощностью рудной залежи до 8 м с пологим и наклонным залеганием рудного тела, неустойчивыми рудами и вмещающими породами камерно-столбовой системой разработки с применением самоходного оборудования.

Особенностью камерно-столбовых систем разработки является систематическое чередование параллельных выемочных камер и постоянных, как правило, поддерживающих целиков. Камерно-столбовые системы связаны с оставлением в целиках более 15-20% запасов полезного ископаемого.

Известен способ разработки Джезказганского месторождения с мощностью рудной залежи 3-8 м камерно-столбовой системой с применением самоходного оборудования (Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. Учебник для техникумов. 3-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 424 с. - § 41 с.128-130), выбранный в качестве прототипа.

Согласно известному способу руду отрабатывают безуступным (сплошным) по вертикали забоем. Между главным откаточным штреком и вентиляционным штреком на расстоянии 150 м располагаются панельные штреки. Из них через каждые 40 м проводят заезды, которые по мере выемки панели сбивают разрезными штреками.

Очистная выемка начинается с образования отрезной щели путем отбойки руды в кровле и с боков разрезного штрека.

Для улучшения проветривания линии забоев придают уступную форму. При бурении шпуров применяют бурильные установки марки СБУ-2М в забоях высотой до 8 м. Диаметр шпуров 42 мм, глубина 2,3-3,8 м. Производительность отбойки 200-300 т/смену, выход горной массы 1,25 м³/м шпура. Шпуры заряжают с помощью пневматической машины ПМЗШ-2.

Погрузку отбитой руды в самоходные вагоны марки МОАЗ осуществляют погрузочными машинами марки ПНБ-4, а при высоте камеры 6,5-8 м - подземным экскаватором ЭП-1 или ковшовыми погрузчиками ПДМ-8. Производительность погрузки 300-500 т/смену. Для зачистки почвы применяют бульдозер БПД-2Д.

Поддержание кровли осуществляют оставлением ленточных целиков и внутрипанельных цилиндрических целиков диаметром 6-8 м. Кровлю камер крепят железобетонными анкерами с бурильной установки СП-8А, а в необходимых случаях кровлю покрывают торкрет-бетоном толщиной 35-40 мм.

Производительность труда забойного рабочего - 30 м³/смену.

Для повышения эффективности использования самоходного оборудования и производительности труда производят поточное перемещение оборудования вдоль замкнутого контура очистных забоев. В этом случае ликвидируются простои забойного оборудования из-за отсутствия фронта работ и потери рабочего времени на перегоны машин при взрывных работах в места укрытия и обратно. Коэффициент использования оборудования при этом составляет 0,65.

Недостатками описанного способа являются:

- данный способ применим только для отработки рудных месторождений с устойчивой кровлей - при углах падения рудного тела до 8-10°, поскольку обеспечение поточности перемещением оборудования вдоль замкнутого контура очистных забоев возможно только для отработки рудных тел с пологим залеганием или близким к горизонтальному;

- низкая производительность, поскольку работы по выемке запасов руды в забоях производят поочередно - сначала в одном забое производят бурение скважин, отбойку руды, уборку горной массы, крепление кровли и стенок очистных камер, а только затем приступают к следующему забою и т.д.

- опасность падения в рабочую зону кусков, отслоившихся от кровли и стенок очистных камер.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание способа поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе, способствующего увеличению темпов добычи руды в эксплуатационном блоке и снижению рисков при отработке запасов руды.

Технический результат - повышение эффективности разработки месторождения за счет поточности операций забойного цикла и надежного укрепления кровли.

Для решения технической задачи и достижения технического результата в способе поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе, включающем выемку запасов руды на высоту до 8 м безуступным по вертикали забоем с использованием самоходного оборудования, уборку горной массы и ее транспортировку, поддержание кровли оставлением предохранительных ленточных целиков, крепление кровли анкерами, согласно изобретению, работы по выемке запасов руды производят в трех забоях одновременно, причем в каждом забое ежесменно производят одну из основных операций забойного цикла: бурение скважин и отбойку руды, уборку горной массы, крепление кровли и стенок очистных камер, при этом транспортировку горной массы из призабойного пространства до рудного восстающего производят погрузочно-доставочной машиной, а от рудного восстающего до рудоспуска - скребковым конвейером, кроме того, при закреплении кровли и стенок очистных камер к анкерам прикрепляют сетку. Предохранительные ленточные целики оставляют шириной 2,5 м. К анкерам прикрепляют полимерную или металлическую сетку.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема отработки блока по простиранию рудного тела; на фиг.2 - разрез по падению рудного тела; на фиг.3 - разрез А-А по фиг.1; на фиг.4 - сечение очистной камеры.

Пример осуществления способа поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе.

Способ поточного производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию на камерно-столбовой системе предусматривает отработку рудной залежи мощностью до 8 метров с использованием самоходного оборудования.

Сначала производят подготовку эксплуатационного блока (фиг.1). Подготовка блока классическая: с полевого откаточного штрека 1 проходят блоковый орт-заезд 2. При подсечении кровли висячего бока орт-заездом 2 проходят материальный ходок. Затем проходят блоковый рудный восстающий 4, который сбивают с вышележащим горизонтом для решения задачи по проветриванию блока. Для перепуска руды из камер на откаточный горизонт проходят рудоспуск 3. При осуществлении выемки запасов полезного ископаемого с рудного восстающего 4 проходят очистные камеры по простиранию 5.

Порядок отработки запасов руды заключается в следующем. Блок по падению разбивают на секции (фиг.2), состоящие из очистных камер по простиранию 5 и предохранительных ленточных целиков 6 шириной 2,5 м. Очистные камеры по простиранию 5 располагают горизонтально (фиг.1). Отработку запасов блока очистными камерами 5 производят от рудного восстающего 4 к флангам блока. Выемку запасов камер по простиранию 5 производят одновременно в трех забоях безуступным (сплошным) по вертикали забоем с использованием в постоянной работе одновременно трех машин: погрузодоставочной машины «Того 400» 8 (фиг.1, фиг.3), буровой установки «Rocket Boomer L2» 9 (фиг.1, фиг.3) и буровой установки-анкероустановщика «Boltec MC/MD» 11 (фиг.1, фиг.4), причем в каждом забое ежесменно производят одну из основных операций забойного цикла. Забойный цикл состоит из следующих операций: уборка горной массы, крепление очистного пространства (кровли и стенок камер), бурение шпуров для взрывной отбойки горной массы в забое очистной выработки (камеры), заряжание взрывчатыми веществами и взрывание взрывчатых веществ в забое, проветривание - в соответствии с принятой в нормативных документах очередностью. Разделение данных операций дает экономию во времени и увеличивает производительность, что значительно повышает эффективность данного способа. Например: в первом забое буровой установкой «Rocket Boomer L2» 9 (фиг.1, фиг.3) производят бурение скважин длиной 4,5-5,0 м и выполняют отбойку руды, при этом заряжание шпуров в забое осуществляют при помощи зарядной машины «ЗМК-1А» 13 (фиг.1); во втором забое производят уборку горной массы с помощью погрузодоставочной машины «Того 400» 8; в третьем забое производят крепление кровли и стенок очистных камер 5 путем установки буровой установкой-анкероустановщиком «Boltec MC/MD» 11 сталеполимерных анкеров 15 (фиг.3-4), к которым крепят полимерную сетку. Таким образом, в течение одной смены осуществляют все работы забойного цикла. В следующую смену: в первом забое производят уборку горной массы, во втором - крепление кровли и стенок камеры, в третьем - бурение скважин и отбойка руды - и так далее. Совокупность этих операций обеспечивает поточную (цикличную) технологию производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию. При этом поточность работ обеспечивается за счет постоянно находящихся в работе нескольких очистных камер 5, в которых осуществляется одна из операций забойного цикла.

Очистные камеры по простиранию 5 отрабатывают шириной 6 м на высоту 8 м (фиг.4), при этом поддержание кровли осуществляют оставлением между камерами предохранительных ленточных целиков 6 шириной 2,5 м для усиления устойчивости кровли в рабочем пространстве и обеспечения безопасной отработки кровли последующих секций. При отработке запасов очистной камеры 5 ее сбивают с вышележащей очистной камерой вентиляционной сбойкой 7 (фиг.1) для сброса исходящей струи воздуха в отработанное пространство.

Отбитую горную массу из призабойного пространства до рудного восстающего 4 (фиг.3) доставляют при помощи погрузодоставочной машины «Того 400» 8. Затем скребковым конвейером 10 (фиг.1) транспортируют отбитую горную массу по рудному восстающему 4 - от нижней очистной камеры 5 до рудоспуска 3. Для дробления негабарита на рудоспуске 3 предусмотрен стационарный бутобой 12. Доставку людей и необходимых материалов, связанных с забойным циклом, осуществляют по транспортной системе 14 типа монорельс, предусмотренной на рудном восстающем 4.

Эта цикличность работы - сразу в трех забоях с транспортировкой горной массы по рудному наклонному восстающему 4 скребковым конвейером 10 - обеспечивает поточную технологию производства работ при безуступном варианте выемки камер по простиранию.

После уборки отбитой горной массы производят закрепление кровли и стенок очистных камер 5 путем установки сталеполимерных анкеров 15 (фиг.3-4), к которым крепят полимерную сетку. Сетка может быть выполнена из металла. Анкеры длиной 3,5 м устанавливают при помощи буровой установки-анкероустановщика «Boltec MC/MD» 11 (фиг.4). Сетка, закрепленная на анкерах 15, исключает падение отслоившихся кусков кровли и стенок очистных камер 5 с высоты в рабочую зону, что позволяет снизить риски при отработке запасов руды, и, в результате, обеспечивает безопасное ведение горных работ в очистном пространстве, что способствует повышению эффективности разработки месторождения. Сетка может быть различной - дорожная, «рабица», георешетка и т.д.

Предлагаемый способ позволяет производить отработку рудных месторождений при углах падения рудного тела до 25° и обеспечивает поточное производство работ при подземной разработке участков рудного поля с мощностью рудной залежи до 8 м, с пологим и наклонным залеганием рудного тела, неустойчивыми рудами и вмещающими породами.

Поточная (цикличная) последовательность операций забойного цикла обеспечивает повышение производительности за счет увеличения темпов добычи руды в эксплуатационном блоке, снижение затрат на добычу и переработку руды за счет снижения простоев оборудования. Кроме того, внедрение данного способа обеспечит безопасную отработку запасов руды, за счет надежного крепления кровли и стенок очистных камер путем закрепления на сталеполимерных анкерах полимерной или металлической сетки. Указанные факторы способствуют повышению эффективности разработки месторождения.