Способ отработки околоствольных целиков на мощных пологопадающих залежах

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцнапистическихРеспублик пп 981 609(22) Заявлено, 080880 (21) 2970712/22-03 И 11 М К э с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Е 21 С 41/06 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени1научнО-исследовательский институт геомеханикии маркшейдерского дела(54) СПОСОБ ОТРАБОТКИ ОКОЛОСТВОЛЬНЫХ ЦЕЛИКОВ НА МОЩНЫХ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ЗАЛЕХАХИзобретение относится к горнодобывающей промышленности и может бытьиспользовано при обработке околостволь-,,ных охранных целиков на мощных, пологопадающих,пластообразных залежах полезных ископаемых или при отработкетаких же залежей овальной формы,ограниченных размеров на средних ибольших глубинах с закладкой выработанного пространства твердеющейсмесью.Известен способ вскрытия и подготовки пологих и наклонных пластов полезного ископаемого, согласно которому месторождение вскрывают вначале 15фланговыми стволами, через которыеотрабатывают полезное ископаемое вграницах охранных целиков под главные стволы и сооружения поверхностЧГого комплекса, а главные стволы прово 20дят после окончания процесса сдвиженияподработанной толщи пород, причемподготовительные выработки для после.дующей отработки шахтного поля начинают проводить одновременно с отработкой пластов в границах охранныхцеликов 1,Такой способ вскрытия и подготовки не исключает оставления охранныхцеликов под вспомогательные стволы 30 и их поверхностные сооружения, требует проведения значительного числа подготовительных выработок до начала очистных работ по отработке около.ствольных целиков под главную площадку, предусматривает выдачу полезного ископаемого в какой-то период существования горного предприятия через вспомогательные стволы, что приводит к дополнительным капитальным вложениям при сооружении на площадках вспомогательных стволов комплексов для приемки полезного ископаемого. До окончания строительства главных стволов проветривание и транспорт полезного ископаемого осуществляется по временным схемам что, не может обеспечить надежную безопасность работ и требует дополнитель" ных капиталовложений.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ отработки мощных пологопадающих залежей, включающий проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставление между по 981609верхностью закладки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства, закладываемого после очистной выемки 2.Однако при этом способе очистной забой должен быть прямолинейным,впе реди забоя проходят довольно густую сеть слоевых подготовительных выработок, как минимум одна выработка на слой, слои располагают субпараллельно почве и кровле рудного тела.Этот способ не обеспечивает полного подбучивания закладкой пород кровли, до начала очистных работ требуется проведение большого количества подготовительных выработок, проводимых по почве, кровле и в самом рудном теле, что заметно удлиняет сроки начала очистных работ. Кроме того, при этом способе подцержание кровли, особенно, когда устойчивость пород кровли ниже устойчивости руды, обнажаемой сразу на значительных площадках, затруднено, а применение лю" бых видов крепи, кроме штанговой, исключается. На удароопасных месторождениях угроза возникновения горных ударов не снижается при отработке всех слоев, а на больших глубинах рудная стенка-и рудный уступ становятся неустойчивыми.Приведенные положения делают не- ЗО приемлемым данныйспособ разработки для выемки полезного ископаемого в пределах околоствольных целиков, на больших глубинах и на удароопасных месторождениях. 35Целью изобретения является исключение потерь полезного ископаемого в околоствольных охранных целиках и сокращение объема подготовительных и нарезных выработок, в том числе 40 при неустойчивых породах кровли на больших глубинах и на удароопасных месторождениях. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разработки мощных пологопадающих залежей, включающему проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставлением между поверхностью закладки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства, закладываемого пос ле очистной выемки, очистную выемку ведут вокруг ствола непрерывным забоем, причем слои располагают по винтовой линии между почвой и кровлей залежи и в процессе очистной 60 выемки отодвигают от ствола на ширину слоя на каждом обороте вокруг ствола.А также.тем, что при наличии на одной промплощадке нескольких ство лов, имеющих частично перекрывающиеся охранные целики, очистную выемку начинают у каждого ствола отдельно, а после встречи забоев выемку целикаведут общим для всех стволов Фронтом,И, наконец, Тем что у кровли залежи спиральным забоем отрабатываюти закладывают опережающий слой и подего защитой отрабатывают оставшуюся часть рудного тела.На фиг. 1 показан начальный период очистных работ вокруг ствола,вертикальный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на Фиг. 1; на Фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 - продолжение очистной выемки и создание опережающего слоя; на Фиг. 5- разрезА-А на фиг. 4, на Фиг. 6 - развитие работ при наличии на промплощадке трех стволов,Способ осуществляется следующим образом.До начала очистных работ но направлению одного из диаметров ствола по обе его стороны проводят по кровле рудного тела вентиляционно-эакладочный штрек (уклон ) 1, по почве рудного тела откаточный штрек 2, параллельный вентиляционному штреку, кольцевую доставочно-разрезную выработку 3 и по витку винтовой линии спираль- ную разрезную выработку 4 от почвы до кровли рудного тела, по мере развития очистных работ проводят вприсечку к выработанному пространствутолько спиральную доставочную выработку 5, и штреки у почвы и;кровли рудного тела. На этом подготовительнонарезные работы заканчивают и начинают собственно очистные работы, Изразрезной выработки 4 обуривают и отбивают слой руды 6, который делаютнесколько шире разрезной выработки.После уборки отбивной руды разрезнуювыработку закладывают твердеющейсмесью, Между кровлей выработки иповерхностью закладки оставляют недозаложенное пространство 7, высотакоторого достаточна для обурения очередного слоя и проветривания работ,По достижении закладкой необходимойпрочности также с некоторым расширением отбивают следующий слой 8, ицикл работ повторяют. При закладкекаждого слоя у кровли рудного телаоставляют недоэаложенное пространство 9, которое погашают после подвига-ния очистной выработки по кровле рудного тела на расстояние, равное расстоянию между вентиляционно-закладочными выработками. Для более надежного подбучивания кровли и созданияпервоначального подпора закладочныммассивом кровли закладку в пространство 9 подают под избыточным давлением, для чего сооружают соответствующие перемычки 10,981609 Подача закладки в подкровельный слой под давлениемнесколько деформирует уложенный ранее закладочный масшается поддействием опорного давле-ния или на удароопасных залежах укровли рудного тела отрабатывают спиральным забоем слой 14 полезного ископаемого, который закладывают после 5 его подвигания на расстояние, равноерасстоянию между вентиляционно-закладочными выработками 1. Оставшуюся"часть рудного тела отрабатывают аналогично описанному выше, При ведении 10 работ таким способом в пределах охранного целика под один или группустволов, расположенных на одной промышленной площадке, ствол или группастволов остается все время в центре 15 выработанного пространства, что исключает искривление ствола в вертикальной плоскости.При отработке подкровельнога сив, что в свою очередь уменьшаетосадку закладки под давлением налегающих пород и тем самым снижает общее оседание пород кровли. Подпор закладочным массивам пород1 игЛ.,ии кровли уменьшает их прогибы при обнажении на участке между закладочным массивом и рудной стенкой очистного забоя, а обнажение кровли небольшимиучастками позволяет применять на сопряжении наклонного слоя с кровлей залежи в качестве временной крепи штанговую крепь или штанги с набрыэгбетоном, а на остальной части при необходимости любые виды подцерживаю,щих крепей.Расширение каждого последующего слоя ведут на величину, определяемую по формуле где а - приращение ширины каждогопоследующего слоя при начале очистных работ, м- проектная ширина (конеч"ная ) очистной выработки,м,и - высота (вертикальная ) от-СЛбиваемого слоя, м,п - количество оборотов, накоторых достигают проектной ширины выработки,и - мощность рудного тела, м,Таким образом, после отработкикаждого слоя очистной забой движется вверх и по спирали вокруг ствола,ных ископаелых, располагать границу 4 О выработанного пространства симметрично по отношению к всем стволам. Такое С изменением радиуса выработанного пространства изменяется и угол наклона спирального забоя к горизонту (при данной мощности рудного тела), Поэтому на первых витках для обеспечения работы самоходного оборудования делают вокруг ствола более одного витка. На значительном же расстоянии от ствола очистная выработка может охватывать неполностью окружность выработанного пространства, а только ее часть. И залежь отрабатывают несколькими забоями, располагаемыми на части витка винтовой линии между почвой и кровлей рудного тела.При неустойчивых породах кровли залежи на больших глубинах, когда рудная стенка очистного забоя раэру 55 шлагов, восстающих и других выработок, что снижает капитальные вложения и исключает потери полезного искоиаер мого в околоствольных охранных целйках. Применение твердеющей закладки изакладка подкровельного слоя под избыточным давлением обеспечивает мини мальные оседания налегающих пород,При наличии на одной промышленной площадке двух или более стволов, например трех, очистные работы ведут около каждого ствола самостоятельны- ми забоями 11, которые при встрече выработанных пространств 12, объеди-, няют в один забой 13, дальнейшую отработку рудного тела ведут общим для всех стволов забоем. 20 25 30 35( надрабатывающего) слоя ширина очистной выработки может быть принята минимальной, причем не Исключается применение крепей любых видов. Подкровельный слой отрабатывают глухими заходками шириной, определяемой устойчивостью пород кровли, применяемой механизацией и видом крепи, или лентами с оставлением между стенкой полезного ископаемого и закладочным массивом пространства для проветривания забоя и запасного выхода.Способ обладает следующими преимуществами: спиральная конфигурация забоя позволяет вести непрерывную отработку рудного тела, при оставлении ствола в центре выработанного пространства, а при наличии нескольких стволов на одной промышленной площадке, что чаще встречается в практике разработки месторождений полезположение стволов по отношению,р контурам выработанного пространства исключает возникновение энакоперемеиныхгоризонтальных деформаций горных пород, вмещающих стволы, что резко уменьшает величину деФормации стволов и обеспечивает их безопасную эксплуатацию как в период отработки целиков,так и в последующий период работы шахты.,Ведение очистных работ непосредственно .от стволов, вскрывающих месторождение, расположенных в пределах залежи полеэногд ископаемого, делает ненужной проходку вскрывающих квер7 981609 Формула изобретения 3 которые легко компенсируются введением податливых элементов в конструкцию крепи и армировки стволов,Кроме того, криволинейная конфигурация очистного забоя способствует более равномерному распределению горного давления, исключает его концентрацию в угловых частях и на пересечениях подготовительных выработок с очистными.Опережающая отработка спиральным 10 забоем слоя небольшой мощности обес печивает применение предлагаемого способа разработки при неустойчивых породах кровли за счет уменьшения ширины очистной выработки при отработке 15 опережающего слоя, применения крепей поддерживающего типа, которые не применимы при ведении работ по прототипу. Опережающая надработка спиральным забоем основной части залежи снижает 20 горное давление на очистной забой и исключает воэможность возникновения горных ударов и разрушение рудных элементов при ведении работ на больших глубинах. 25 1. Способ отработки околоствольных целиков на мощных пологопадающих залежах, включающий проходку подготовительных и нарезных выработок, очистную выемку полезного ископаемого слоями в восходящем порядке с послойной закладкой выработанного пространства твердеющей смесью и оставлением между поверхностью заклад ки и кровлей рудного тела свободного технологического пространства,закладываемого после очистной выемки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью исключения потерь полезного ископаемого в околоствольныхохранных целиках и сокращения объема подготовительных и нарезных выработок, в том числе при неустойчивыХпородах кровли, на больших глубинахи на удароопасйых месторождениях,очистную выемку ведут вокруг стволанепрерывным забоем, причем слои располагают по винтовой линии между почвой и кровлей залежи и в процессеочистной выемки отодвигают от стволана ширину слоя на каждом обороте вокруг ствола,2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при наличии наодной промплощадке нескольких стволов, имеющих частично перекрывающиеся охранные целики, очистную выемкуначинают у каждого ствола отдельно,а после встречи забоев выемку целикаведут общим для всех стволов фронтом.3, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что у кровли залежиспиральным забоем отрабатывают и закладывают опережающий слой и под егозащитой отрабатывают оставшуюся частьрудного тела,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 640030, кл. Е 21 С 41/04, 1977.2. Авторское свидетельство СССРР 487236, кл. Е 21 С 41/04, 1971981609ИПИ Закаэ 9664/49 Тираж 623 Подписи филиал ППП "Патентф, г.Ужгород, ул.Проектная,