Способ комбинированной разработки мощных рудных тел

(9) ( 41/О 4(5) Е ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЙЬСТВУ Н АВТОРСКОМУ ельство С 06, 1976. ьство ССС 02, 1973"работамистве, прощелей, бу ОСОБ К НЫХ РУ, ды откры ОМБИНИРОВАННОЙ РАЗЧНЫХ ТЕЛ, включающ тыми и подземнымим очистном простран выработок.и отреэн взрывание скважин,дин ни ение и 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектный и конструктоинститут горного дела цветной мелургии(прототип),отсыпку внутреннего породНого отваласледом за очистной выемкой рудногомассива, магазинирование руды междуотвалом вскрышных пород и рудныммассивом и выпуск руды на днище подземных выработок, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь руды и земельных площадок, отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющеперекрытие, нижнюю часть которогорасполагают на днище подземных очистных выработок, при этом отрезнующель заполняют отбитой рубой со стороны рудного массива и породами спротивоположной стороны, затем вследза нодвиганием очистных работ гибкоеперекрытие передвигают путем выпускаотбитой руды и перемещения вскрьппныхпород за перекрытие,11503Изобретение относится к горнойпромцшлеиности и может быть использовано при разработке мощных рудныхместорождений,Известен способ разработки мощныхрудных тел, включающий использование разделяющих гибких перекрытиймежду отбиваемым рудным массивом ивмещающими породами Г 11,Недостатком способа является 10узкая область его применения (толькона подземных работах).Наиболее близок к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату способ комбинированной разработки мощных рудных тел,включапщий выемку руды открытымиподземными работами в единичном очистном пространстве, проведение выработоки отрезных щелей, бурение и взрывание 2 Оскважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом эа очистной выемкой рудного массива, магазинированиеруды между отвалом вскрьппных пород,и рудным массивом и выпуск Руды наднище подземных выработок 23,Недостатками известного способаявляются относительно большие потерируды и невысокий объем добычи открытыми работами, что ведет к увеличению затрат на добычу,Цель изобретения - уменьшение потерь руды и земельных площадей.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе комбинированной разработки мощных рудных тел, включающем выемку руды открытыми и подземными работамИ в едином очистном пространстве, проведение 4 О выработок и отрезных щелей, бурение и взрывание скважин, отсыпку внутреннего породного отвала следом за очистной выемкой рудного массива, магазинщювание руды между отвалом вскрьзпнцх пород и рудным массивом и выпуск руды на днище подземных выработок, отрезной щелью сбивают открытые и подземные выработки, в отрезной щели размещают гибкое разделяющее перекрытие, нижнюю часть которого располагают на днище подземных очистных выработок, при этом отрезную щель заполняют отбитой рудой со стороны рудного массива и породами с противоположной стороны, затем вслед эа подвигаиием очистных работ гибкое перекрытие передвигают 68путем выпуска отбитой руды и перемещения вскрышных пород за перекрытие.На фиг. 1 показана схема вскрытия рудного тела, вид в плане; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1 (период проходки); на фиг. 3 - расширение отрезной щели с опусканием в нее разделяющего перекрытия и оформлением рабочего борта; на фиг. 4 - оформление рабочих уступов; на фиг. 5 - этапы горных работ, позволяющих увеличить высоту уступов и глубину открытой разработки; на фиг, 6 - схема разработки, вид в плане; на фиг, 7 - сечение Б-Б на фиг, 6; на фиг. 8 - сечение В-В на фиг, 7; на фиг, 9 - сечение Г-Г на фиг, 6.Способ осуществляется следующим образом.В период подготовки к добычным работам производят вскрытие рудного тела 1 с контуром 2 в плане открытой выработкой 3 с удалением вскрышных пород 4 во внешний отвал 5 и одновременно подземными выработками, например, вертикальными 6 и (или) наклонными стволами шахт 7, транспортными 8 и нарезными выработками (не .показаны) Гдля подготовки доставочного горизонта. Доставочный горизонт создают в очистной выработке 9 минимальной высоты Ь = 4-5 м, достаточной для механизированной погрузки руды, вью. пускаемой на подошву выработки, Образуют его очистной выемкой нижнего слоя рудного тела камерами с формированием временных столбчатых целиков 10, Производят сбойку открытой и подземной очистной выработок. Для чего проходят отрезную щель 11 из подземной очистной выработки 9 до дна открытой выработки 3. Отрезную щель 11 выполняют проведением ряда камер 12 по системе с магаэинированием руды, например, путем последовательного взрывания серий вертикальных скважин 13 начиная от восстающего 14 и до сбойки камер между собой и с открытой выработкой 3.Ведут подготовку фронта добычных работ и отвалообразования путем расширения отрезной щели взрываниемскважин 13Для разделения отбитой руды 15 и складируемых вскрьппных пород 16 будущего внутреннего отвала с целью предотвращения их смешивания в щель опускают разделяющее перекрытие 17368 4увеличения высоты уступов с целью интенсификации выемки руды (при ограниченной эдхЬектинной глубине бурения взрывных скважин) уступыВ 1 иГ делят на подуступы в, в и г и иг и взрывают скважины сначала на верхних подуступах в и "г . После очистки площадок экскаватором (с опережением работ по сбрасыванию руды на верхней площадке) взрывают нижние подуступы ви г цВ случае необходимости повышения устойчивости уступов рабочего борта при увеличении их высоты и углов откосов борт 20 отстраивают арочной (в плане) Формы. При этом ряды.временных целиков 10 в подземной очистной выработке 9 располагают по дуге эквидистантно рабочему борту.В период эксплуатации производят опережающую подземную выемку камераминижнегО слоя рудного тела, создающую в очистной выработке широкий афронтработы на достаточном горизонте иоткрытую разработку вышележащегомощного слоя рудного тела.Разработку руд ведут с помощьювзрывных работ.Чля этого с подземной очистнойвыработки 9 и площадок на борту 20открытой выработки бурят скважины 13станком 24, например, типа СБШНи М. Временные целики 10 погашаютрасстреливанием одновременно со взрыванием вышележащей части рудноготела. При этом ширину д рядов целиков, параллельных рабочему борту,устанавливают равной ширине шагаобрушения массива. Отбитую руду 15,сброшенную,по крутым откосам надоставочный горизонт, магазинируюту борта 20, Очистку рабочей площадкиот оставшейся взорванной руды производят экскаватором. 25, например,типа ЭКГИ или ЭВГ. Замагазинированную руду .15 выпускают на доставочньп горизонт, которым являетсявыработка 9, производят погРУзкУ РУдыпогрузочными машинами, например колесными погрузчиками, и доставку кдробилкам и ленточным конвейерам 26,3 1150с якорным устройством 18Перекрытие17 состоит из шарнирно соединенныхзвеньев, например, из плотногоряда параллельно уложенных рельсов(оси которых направлены по падению),скрепленных между собой в продольноми поперечном направлениях.,шарнирнымисоединениями, Якорное устройство 18может быть выполнено, например, ввиде стальных канатов, один конец 10которых анкеруется в нерабочем борту 19 (в дальнейшем в теле отвалапород), а другой - на барабане лебедки через блок, закрепленный на нерекрытии (не показано), Перекрытие 17 15опускают и наращивают по мере расширения щели 11 н выпуска замага, зинированной руды 15, а нижнюю частьее располагают свободно на почвевыработки. При этом щель 11 заполняют одновременно отбитой рудой 15 состороны будущего рабочего борта 20и складируемыми вскрышными породами16 с противоположной стороны.Отстраивают крутонаклонный (под 25углом 40-60 , обеспечивающий скатывание руды) рабочий борт 20 путемрасширения щели 11 взрывными работами. Рабочий борт 20 оформляют в видеуступов 21 с минимально необходимойшириной площадок (25-35 м) с максимально допустимой по условию устой 1чивости откосов и технологии работвысотой Ь = 30-60 м и с крутыми откосами (угол М= 60-80),Для предотвращения ослабленияприоткосного массива взрывом и сохранения заданной ширины рабочей площадки применяют буровзрывные работы(ВВР), включающие, например, взрывание массива, оконтуренного щелевымэкранирующим врубом 22 в первом (отверхнего откоса) ряду скважин 13,Для этого в этом ряду бурят сближенные (на расстоянии 1, 5-3 и) скважиныотносительно малого диаметра (90250 мм) и глубиной 3-10 м, Взрываютих зарядами гирляндиого типа с опережением относительно скважин 13 длядробления руды, Зкранирующая щель 22 50может быть выполнена и термическим,способом разрушения пород. Для безопасности работ на площадках уступовопасные зоны "а" ограждают от рабочей1 3полосыб заградительным ус тройст ,вом , н апрнмер валом пород 2 3 .В случае необходимости увеличенияглубины открытой р аз работки путем В процессе отбойки руды и боковых пород нижнюю часть нерабочих бортов 27 оформляют под углом, прибцижающе- ся к углу наклона поверхности контакта 28 рудного тела 1 с боковыми породами 29. Крутизна самой нижнейчасти борта может быть доведена до отвесного положения.Вскрышные породы 4 перемещают в выработанное пространство за разделяющее перекрытие конвейерами 30 (или другим видом транспорта) и отвалообраэователем 31 отсыпают в отвал 32. Породы укладывают таким образом, чтобы отвал подпирал наибольшую часть нерабочих крутых бортов выработки, Фронт отсыпки пород наиболее приближают, к рабочему борту и перемещают параллельно ему. Откос отвала в сторону борта дюрмируют с соблюдением заданных парамет ров, при которых создаешься необходимое давление на разделяющее перекрытие 17 и эамагаэинированную руду 15. фПеремещение перекрытия 17 произ- Ю водят вслед за подвиганием очистных работ по мере снижения высоты Ь замагаэинированной руды при ее выпуске путем ослабления канатов, удерживающих перекрь 1 тие, и увеличения И высоты до Н призмы активного давления пород отвала на перекрытие, Диапазон необходимого давления на перекрытие меняют в зависимости от свойств пород путем изменения задан- щ ных углов откоса р ив нижней и верхней его частях, Для этого перекрытие (и его части) устанавливают в различное положения: от наклонного (несколько превышающего угол естественного откоса пород отвала) до вертикального. При необходимости повышения оползневого давления на отдельных участках отвала породы смачивают водой, подаваемой по трубопроводу и шлангам.Угол наклона перекрытия и ее максимальное удаление 2 от борта устанавливают расчетом в зависимости м характеристики пород исходя из величины оползневого давления 0 откоса, отвала, необходимого для преодоления сопротивления сдвигу рудного столба, которое определяют по объемной рудной массе и величине ее тре- ИИЯ ф Необходимое давление на перекрытие . определяют в зависимости от параметров откосов отвала (высоты Н имах углом , и р ), физико-механических характеристик пород и рудной массы, Давление О вычисляют как разность1между сдвигающими и удерживающими силами О = ТТ- сТ по поверхностиЖ33 скольжения, которые определяют из выражений1 =РмыТ, = С 5+ И 1где с - угол наклона поверхностискольжения, град;Р - масса расчетного блока, т;С - сцепление, т/м,Б - площадь поверхности скольжения, мф;М - нормальная нагрузка, т;1- коэффициент трения.Условия передвижки уточняют опытом и в процессе работы регулируют измене нием приведенных выше параметров откоса отвала.В целях увеличения экономически выгодной глубины разработки открытоподэемным способом отработку глубоко- подающего рудного тела можно вести в два-три яруса с перевалкой внутреннего отвала с верхнего яруса в выработанное пространство нижнего яруса.Использование изобретения позволяет сократить расходы на вскрышные работы в связи с сокращением их объема и расстояния транспортирования в отвал, снизить убытки от потерь плодородных земель, нарушаемых горными выработками и внешнимй отвалами; увеличить объемы извлекаемых запасов руды с экономией средств на дополнительные вскрышные работы по расширению карьера; сократить расходы на борьбу с нарушениямиустойчивости откосов; обеспечить сокращение пылеобразующей поверхности отвалов й открытой горной выработки и т.д.1150368 Составитель В. Черкашениновактор Л, Пчелинская Техред И,Кузьма Корректор Л. енк Подписи 73/25 Тираж 482 ак НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий5, Москва, Ж, Раувская наб д. 4/5 Патент", г. Ужгород, ул, Проектна лиа