Способ разработки залежей полезных ископаемых

(51)5 Е 21 С 41/16 ЕНИЯ ВТОРСКОМУ ТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ. ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ(71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии(56) Еремин В,И, и др. Эффективность применения сплошной системы разраЬотки соспаренными. пайелями. Горный журнал,1978, М 11, с. 39-42.Авторское свидетельство СССР(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ(57) Изобретение относится к разработке горизонтальных и пологопадающих залежей.Цель - снижение затрат на добычу и повышение несущей способности целиков при Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке горизонтальных и пологопадающих залежей полезных ископаемых, мощность которых меньше высоты очистногопространства,Известен способ разработки маломощных пологопадающих рудных залежей сплошными системами с открытым очистным пространством с выемкой блоков (камер) по простиранию, восстанию и падению рудного тела ведется с подрывкой вмещающих пород почвы или кровли для достижения высоты очистного пространства, необходимой для работы оборудования, Кровлю очистного пространства поддержиотработке горизонтальных и пологопадающих залежей, Проводят подготовительные и неразные выработки. Отработку залежи осуществляют очистным забоем с отбойкой горной массы в породной и рудной частях забоя, Формируют поддерживающие целики и отгружают полезное ископаемое и породу, Породную часть очистного забоя формируют трапециевидной формы, большее основание оформляют на границе с рудной частью очистного забоя, которую отрабатывают шириной, превышающей большее основание трапециевидной породной части очистного забоя, а более основание породной части очистного забоя определяют из расчетной формулы, При Б подрыве пород в почве залежи в нижних углах рудной части очистного забоя формируют треугольные призмы, которые отрабатывают с отставанием от рудной части очистного забоя. 3 ил. вают в устоичивом состоянии околоштрековыми, междублоковыми и внутриблоковыми целиками 1).Недостатком известного способа являются большие затраты на добычу, связанные с большим обьемом выемки вмещающих пород. Кроме того, в случае, когда смещающие породы оказываются менее крепкими, чем руда, поддерживающие целики приобретают участки пониженной прочности, что в целом снижает их несущую способность,Наиболее близким к предлагаемому способу является способ разработки весьма тонких жил полезного ископаемого, включающий проведение подготовительных и нарезныхвыработок,отработкузалежиочист- тем, что породную часть очистного забояным забоем с отбойкой полезного ископаемо- формируют трапециевидной формы, приго в породной и рудной частях забоя, этом большее основание оформляют на граформирование поддерживающих целиков и нице с рудной частью очистного забоя, кото отгрузку полезного ископаемого и породы 2). 5 рую отрабатывают шириной, превышающейНедостатком известного способа явля- большееоснованиетрапециевидной породются большие затраты на добычу, связан- ной части очистного забоя, а больрее осноные с большим объемом выемки пустых вание породной части очистного забоягорйых пород, так.как подрывка пород ве- определяют из выраженйядется на всю ширину рудной части забоя, 10 ЮКроме того, если породы оказываются ме-. зи анеекрепкими, чем руда, поддерживающие а также тем, что при подрывке пород в почвецелики приобретают участки пониженной залежи в нижних углах рудной части очистпрочностй, что снижает их несущую способ- . ного забоя формируют треугольные рудныеность,:,. 15 йризмы, которые отрабатывают с отставаЦелью изобретение является снижениением от рудной части очистного забоя,затрат на добычу за счет уменьшения объ- Таким образом, заявляемый способ соот, ема выемки пустых пород й йовышение не- .ветствует критерию изобретения "новизна".сущей способности целиков при отработке . Известно техническое решение 3), в когоризонтальных и пологопадающих зале тором верхнюю часть межцеликового про.жей; .. :, .: : странства формируют в рудной залежи вПоставленная цель достигается тем,.что виде трапеции, Однако при этом не обеспев известном способе разработки залежей чивается уменьшение объема выемки пусполеэныхископавмых,включзвщем прове- тых пород и упрочнение породной. частидание подготовительных и нарезных выра поддерживающих целиков,боток, отработку залежи очистными забоемИзвестно также техническое решениес отбойкой полезного ископаемого в пород, в котором формируют трапециевидноеной и рудной частях забоя, формирование днище разрезной выработки в породномподдерживающих целиков и отгрузку полез-прослое, Однако при этом не обеспечиваетногоископземогоипороды, породнуючасть 30 ся уменьшение объема выемки пустых породочистного забоя формируют трапециевид- в очйстном забое и увеличение поперечного.ной формы, при этом большее основание " сечения породной части опорных целйков,оформляют на границе с рудной частью. которыедостигаютсявззявляемомтехничеочистного забоя, которую отрабатываютском решении.шириной, превышающей большее основа Это позволяет. сделать вывод о его соотние трапециевидной породной части очист-ветствии критерию "существенные отлиного забоя, з большее основаниепороднойчия",частиочистногозабоя определяютиз выра- .: Формировайие породйой части очистжения:; : .:. ного забоя трапециевиднойформы, оформВпввх Вм.2 И/, 40 ление. большего основания на границе с"иф" " з 1 п а .. рудной частью Очистного забоя и определегде Ил вэх - максимальная ширина пород- ние его из выражениянойчзстиОчистноГозабоя, м;: .8 р 2 Яширина рудной части очистного Вл пфх к 2 з 1 пазабоя, м;:,45 з также отработка рудной части очистногоИ - величина линйи наименьшего со- забоя шириной, превышающей большее ос противления зарядов, используемых для: нование трапециевиднОй части очистногоотбойки руды, м; : забоя и формирование:при подрыве пород.а- угол наклона к горизонту боковыхвпочвеэзлеживнижнихуглахруднойчастисторон породной части очистного забоя, 50 очистногоззбоятреугольныхрудныхприэм,град . ,которые отрабатываютс отставанием отКромешного, поставленная цельдостига- рудной части Очистного забоя, позволяетется тем, что при подрывке пород в почве . уменьшитьобъемвыемкипороды на величи,залежи в нйжних углах рудной части очист- ну, определяемую из выражения;ного забоя формируют треугольные рудные1 2 Ю + 1 Ь 00призмы, которые отрабатйвают с отстава Вк зо а снанием от. рудной части очистного забоя,Сопоставительный анализ заявляемого где Ь - вцсогз породной части очистногорешения с прототипом показывает, что эа- забоя, м,являемый способ отличается от известногоВ зависимости от конкретных условий уменьшение объема выемки породы составляет от 30 до 50 соответственно снижаются затраты на добычу горной массы. Одновременно на уровне породной части очистного забоя увеличиваются поперечные сечения опорных целиков, за счет чего повышается их несущая способность.В том случае, если большее основание породной части очистного забоя будет больше, чемЧЧВп щах=В зи ато увеличивается обьем выемки породы и, соответственно, уменьшается поперечное сечение породной части опорных целиков.В случае, если большее основание породной части очистного забоя будет меньше, чемЧЧВп п 1 ах = В -2и ато при отработке треугольных рудных призм, не обеспечивается сброс вэорваной рудной массы с породных площадок, а также не будут соблюдены условия, необходимые для безопасной работы самоходного оборудования.На Фиг,1 показан поперечный разрез отрабатываемых камер с междукамерными целиками и фронтальным видом очистного забоя; на фиг.2 - продольный разрез очистной камеры, а - при селективной выемке, б - при валовой выемке; на фиг.3 - вид призабойного пространства в плане.Способ осуществляется следующимобразом.Подготовка панелей производится с проведением панельных и вентиляционных штреков, заездов в панели и камеры известными способами. Высота очистного пространства камеры 1 формируется с учетом минимальной высоты, обеспечивающей нормальный процесс выполнения технологических операций комплексом самоходйого оборудования (3 - 4 м для отечественного оборудования), и превышает мощность отрабатываемой рудной залежи 2. Для достижения необходимой высоты очистного пространства производят выемку части породного массива 3. Для поддержания нале- гающих Пород в очистном пространстве оставляют ленточные или столбчатые опорные целики 4.Очистной забой 5 камеры 1 состоит из рудной 6 и породной 7 частей,Забой 5 обуривают, например, самоходными буровыми каретками, горизонтальными и наклонными шпурами глубиной до 3-4 м с расположением оконтуривающих шпуров в породной части 7 забоя по периметрузаданной трапеции.Для безопасной работы самоходногооборудования минимальная ширина породной части 7 забоя (меньшее основание трапеции) должна быть равна 4,5-5,0 м,Максимальная ширина породной части7 забоя (большее основание трапеции) принимается меньше ширины рудной части 6 .10 забоя и определяется по формулеВп щах = В ЧЧзи аШирина рудной части очистного забоя(В) равна ширине кровли камеры 1, которая 15 не может превышать величину устойчивогопролета обнаженной кровли. Например, дляшахт Джезказганских рудников Вк колеблется от 8 м до 20 м в зависимости от горногеологических условий (глубина залегания 20 рудного тела, крепости пород кровли, соотношения горизонтальных и вертикальныхсоставляющих горного давления и т,д,),Величина линии наименьшего сопротивления зарядов, используемых для отбой ки руды (ЧЧ), зависит от крепости руды,свойств взрывчатых веществ, диаметрашпуров и т,д, Для шахт Джезказганских рудников ЧЧ составляет от 1 м до 3 м. Уголнаклона к горизонту боковых сторон трапе циевидной породной части очистного забоя(а) принимается не мене угла естественногооткоса (45 - 40). При меньшей величине угла а увеличивается вероятность зависаниярудына наклонных стенках и возникает не обходимость ее сталкивания в процессе погрузки.В таблице приведены значения максимальной ширины породной части очистного 40 забоя(Вп щах= Вк" 2ЧЧзи аа величина уменьшения выемки породы Н-па+, а 100в процентах для различных значений ширины рудной части очистного забоя (В). При валовой выемке очистной забой 5 обуривают и взрывают одновременно по рудной и породной частям, при селективной 50 выемке рудную часть 6 и породную часть 7 взрывают раздельно, причем породнуючасть с опережением на один взрыв. При подрывке пород в почве залежи в нижних углах рудной части 6 очистного за 55 боя на стенках целиков 4 оставляют рудные треугольные призмы 8, Размер сторон этих призм зависит от величины а и ЧЧ Сторона, примыкающая к целику, равна Юсоз а, а сторона, примыкающая к поропороды в кровле или с почвы породной час 40 50 существующими способами следующие 55преимущества: де, равна ЯЙи а, например, при а=45 иЧЧ = 1,5 и,ф фз 1 п а гоз а 0,707 Рудные призмы 8 взрывают с оставанием на 2-4 взрыва (6-16 м) по отношению к взрыву рудной части 6 очистного забоя, чтобы взорванная рудная масса не накапливалась на образующихся после взрыва призм 8 породных площадках 9. В противном случае на площадках 9 будет накапливаться взорванная горная масса, очистка которой, -как правило вручную, очень трудоемка.Взорванную горную массу отгружают, например, самоходными погрузочнцми машинами с нагребающими лапами ипи погрузочно-доставочными машинами. При селективной выемке горную массу породной ирудной частей забоя отгружают отдельно. В этом случае породная горная масса может использоваться в качестве закладки.Выемка породного слоя производится в кровле или в почве в зависимости от того,где находится более слабый породный слой, который и отрабатывается вместе с рудной залежью. Погрузка горной массы производится с почвы рудной залежи 2 при выемке ти 7 забоя, когда выемка породы производится ниже рудной залежи (в почве).При выемке породы ниже рудной залежи наличие наклонных боковых стенок в породной части 7 очистного забоя с углом наклона не мене угла естественного откоса (45-60 ) обеспечивает самоподачу отбитой горной массы к более узкому фронту погрузки, что повышает производительность отгрузки за счет уменьшения маневрирования погрузочного средства,При выемке породы выше рудной залежи кровля по конфигурации приближается к Форме свода естественного равновесия, в результате чего повышается ее устойчивость.Образувщуюся в процессе очистной выемки кровлю выработанного прострайства взависимости от свойств обнажаемых пород крепят штанговой крепыш 10, набрызг - бетоном или оставляют без крепления,Использование предлагаемого способа разработки обеспечивает посравнению с 5 10 15 20- снижение затрат на добычу горной массы за счет уменьшения обьема выемки пустых пород;; повышение безопасности работ за счет повышения несущей способности целиков и устойчивости кровли (в том случае, если выемка породы производится выше рудной залежи);- повышение производительности погруэочных работ за счет самоподачи отбитой горной массы к фронту погрузки (в случае, если выемка породы производитсяниже рудной залежи);- уменьшение разубоживания при валовой выемки за счет уменьшения обьема пустых пород Формула изобретения 1. Способ разработки залежей полезных ископаемых, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок, отработку залежи очистным забоем с отбойкой полезного ископаемого в породной и рудной частях забоя, формирование поддерживающих цели ков и отгрузку полезного ископаемого и породы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения затрат надобычу и г;овышение несущей способностицеликов при отработке горизонтальных и попогопадающих залежей, породную частьочистного забоя формируют трапециевидной формы, при этом большее основаниеоформляют на границе с рудной частью очистного забоя которую отрабатывают шириной, превышающей большее основаниетрапециевидной породной части очистного забоя, а большее основание породной части очистного забоя определяют из выраженияИВо аакс = Вк - 2з 1 п агде Вл тас - максимальная ширина породной части очистного забоя, м;Ь - ширина рудной части очистного забоя, м;ЧЧ " величина линии наименьшего сопротивления зарядов, используемых для отбойки руды, м;а - угол наклона к горизонту боковых сторон породной части очистного забоя, град.. 2. Способ-по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что при подрывке пород в почве залежи в нижних углах рудной части очистного забоя Формируют треугольные рудные призмы, которые отрабатывают с отставанием от рудной части очистного забоя.1763658 иг СоставительРедактор Техред М,Моргентал Корректор А. Доли т", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Производственно-издательский комбин Заказ 3438 Тираж .: Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открйтйям при. ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5