×
10.05.2018
218.016.3e8a

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕУСТОЙЧИВЫХ РУД

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для разработки крутопадающих месторождений неустойчивых руд. Способ включает проходку буродоставочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест протирания горизонтальными или слабонаклонными камерами полигональной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с выемкой руды отбойкой взрывом скважин и закладкой выработанного пространства. Непосредственно над верхним этажом сооружают защитное перекрытие. Ширину, высоту камер различных очередей, угол наклона боковых стен камер определяют из математических выражений, исходя из устойчивого пролета защитного перекрытия, ширины буродоставочного орта и угла внутреннего трения рудного массива. После возведения защитного перекрытия руду в камере отрабатывают буровзрывным способом в зажатой среде. При этом очередная заходка отрабатывается после закладки предыдущей. Изобретение направленно на повышение безопасности отработки руд, минимизацию разубоживания и потерь руды. 4 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для разработки крутопадающих месторождений неустойчивых руд.

Известен способ разработки крутопадающих и наклонных месторождений малой и средней мощности камерами (патент RU №2247245, опубл. 27.02.2003 г.), выполненными в виде вытянутого шестигранника с частичной закладкой, при котором отрабатываемые камеры разделяются на две части, одну из которых, располагаемую на периферии шестигранника, после отбойки и выпуска из нее руды закладывают твердеющей закладкой.

Недостатками данного способа является высокая трудоемкость подготовительных работ и, применительно к слабым рудам, наличие вертикального обнажения в рудном массиве в стенах или одной стене камеры, которое может привести к самопроизвольному, неуправляемому обрушению стен камеры.

Известен способ разработки рудных месторождений (авторское свидетельство SU №1638302, опубл. 30.03.1991 г.), камерами полигональной формы в нисходящем порядке с закладкой выработанного пространства со смещением камер нижележащего этажа на половину их ширины.

К недостаткам данного способа можно отнести наличие вертикальных обнажений в стенках камер, что может привести к их самопроизвольному обрушению и сложную форму камеры, при ведении взрывных работ в камере смежной с заложенной неизбежно разрушение закладочного массива и разубоживание отбитой руды закладкой.

Известен способ крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами (патент RU №2515285, опубл. 10.05.2014 г.), заключающийся в отработке камер нисходящим порядком путем бурения вееров скважин из буровой выработки в кровле камеры и отгрузкой руды с использованием самоходной техники через откаточные выработки, расположенные на почве камеры. Закладка осуществляется до уровня буровой выработки после отработки камеры на всю длину для упрощения вентиляции соседних камер.

Недостатком данного способа являются большие размеры горизонтальных обнажений в кровле камер, которые могут негативно сказаться на устойчивости массива и способны вызвать осадку закладочного материала в кровле рабочей камеры.

Известен способ разработки мощных крутопадающих залежей слабых руд (патент RU №2248448, опубл. 20.03.2005 г.), принятый за прототип. Данный способ включает проходку вентиляционно-закладочных и буропогрузочных ортов, выемку полезного ископаемого камерами ромбической или эллипсовидной формы, со смещением камер смежных этажей и закладкой выработанного пространства.

Недостатками данного способа являются: проветривание выработок по тупиковой схеме с необходимостью установки вентиляторов местного проветривания; образование пустот в кровле камер в результате усадки закладочного массива, что снижает устойчивость обнажений пород; сложность проведения дозакладочных работ.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности отработки мощных крутопадающих месторождений неустойчивых руд, залегающих под днищами карьеров или под толщей обводненных четвертичных отложений, подработка которых сопряжена с опасностью прорыва подземных вод в рабочее пространство рудника.

Технический результат достигается тем, что подготовительные работы осуществляются проходкой вентиляционно-закладочных и тупиковых буродоставочных ортов, со скважинной отбойкой руды взрывным способом, с закладкой камеры с оставлением в кровле недозаклада, достаточного для свободного прохода людей и осуществления вентиляционно-закладочных работ. Ширину В и высоту h камер, высоту камер первого этажа h1 и высоту камер второго этажа h2, угол наклона боковых стен камер α определяют из выражения

B<Lуст; ; ; h2≈B;

где В - ширина камеры, м;

h - высота камеры, м;

Lуст - устойчивый расчетный пролет защитного перекрытия, м;

h1 - высота камеры первого этажа, м;

h2 - высота камеры второго этажа, м;

b - ширина доставочного орта, м;

ϕ - угол внутреннего трения рудного массива, град;

α - угол наклона стенок камеры, град.

Способ разработки мощных крутопадающих месторождений неустойчивых руд поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - схема подготовки отработки блока камерной системой разработки с закладкой в нисходящем порядке, вертикальный разрез вкрест простирания;

фиг. 2 - план подготовительных и нарезных выработок третьего этажа;

фиг. 3 - схема заложенной камеры;

фиг. 4 - порядок выемки и закладки камер при отработке блока, вертикальный разрез по простиранию, где:

1 - породы лежачего бока рудного тела;

2 - руда;

3 - породы висячего бока;

4 - защитное перекрытие;

5 - откаточный штрек;

6 - рудоспуск;

7 - камера разгрузки;

8 - полевой штрек для проходки камер защитного перекрытия;

9 - вентиляционно-ходовой восстающий;

10 - полевые вентиляционно-доставочные штреки лежачего бока;

11 - буродоставочные орты 3-го этажа;

12 - транспортный уклон лежачего бока;

13 - вентиляционно-закладочный орт 3 этажа;

14 - буродоставочный орт 7-го этажа;

15 - заходка с отбитой рудой;

16 - буродоставочные орты 1-го этажа;

17 - заходка, заполненная закладкой;

18 - полевые вентиляционно-закладочные штреки нечетных этажей;

19 - транспортный уклон висячего бока;

20 - камера с отбитой рудой;

21 - камера, подготовленная к взрыву;

22 - камера, подготовленная к бурению;

23 - камера перед закладкой;

24 - буродоставочные орты;

25 - заложенная камера;

26 - отработанная камера, полностью заполненная закладкой;

27 - вентиляционно-закладочный орт, образованный недозакладом отработанной камеры.

Способ осуществляется следующим образом. На откаточный штрек 5 (фиг. 1) руда из камеры разгрузки 7 перепускается по рудоспуску 6. В камеру разгрузки 7 руда транспортируется по полевому вентиляционно-доставочному штреку 10 из буродоставочного орта 113-го этажа. Буродоставочный орт 11 3-го этажа проходится из полевого вентиляционно-доставочного штрека 10 лежачего бока. Вентиляционно-закладочные орты 13 проходят из полевого вентиляционно-закладочного штрека лежачего бока 10. Доставочные горизонты этажей соединяются транспортными уклонами 12, 19. Для подачи закладки проходится вентиляционно-закладочные штреки 18 в висячем боку и кровле камер оставляют недозаклад 27, достаточный для прохода людей, осуществления вентиляционных и закладочных работ. Отработка камер ведется в направлении от пород висячего бока 3 к породам лежачего бока рудного тела 1 заходками с отбитой рудой 15. Длина заходки принимается с учетом срока стояния камеры и технологических параметров. Каждая заходкас отбитой рудой 15 закладывается вслед за отгрузкой руды.

Вентиляция осуществляться за счет общешахтной депрессии кроме случаев, когда заходка 15 заполнена рудой и сквозная вентиляция невозможна. В таком случае буродоставочный орт 11 проветривается на всю длину очистной выработки по тупиковой схеме с помощью ВМП.

Защитное перекрытие 4, сооружают непосредственно над верхним этажом со стороны лежачего бока. Для подготовки верхнего этажа к выемке непосредственно под защитным перекрытием 4 проходят буродоставочные орты 1-го этажа 16 из полевого штрека для проходки камер защитного перекрытия 8 (фиг. 1). В свою очередь, устойчивый пролет перекрытия зависит от нагрузки на перекрытие, его конструкции и материала.

Высота камер первого этажа, расположенных непосредственно под защитным перекрытием 4, равна половине их ширины и меньше расчетного устойчивого пролета искусственного перекрытия.

Высота камер второго этажа, расположенных непосредственно под защитным перекрытием 4, равна их ширине и меньше расчетного устойчивого пролета искусственного перекрытия.

Камеры отрабатывают заходками длиной от 6 до 15 м. Длина заходки определяется технологическими параметрами и временем цикла полной отработки камеры.

Вентиляционно-закладочный орт над искусственным массивом формируют в процессе закладки камеры, для этого подают закладку в камеру по закладочному трубопроводу, расположенному в вентиляционно-доставочном орте 13. По объему поданной закладки контролируют размеры недокзаклада. Высота недозаклада принимается достаточной для свободного прохода людей и размещения оборудования, осуществления вентиляции и ведения закладочных работ.

На фиг. 3 даны пояснения к формулам расчета параметров камер первого, второго, третьего и последующих этажей, показана камера после полной отработки и закладки вентиляционно-закладочного орта.

Камеры 3-го этажа подготавливаются (фиг. 4) проходкой вентиляционно-закладочных ортов 13 и буродоставочных ортов 11. Вентиляционно-закладочные орты проходятся (фиг. 1) в рудном массиве непосредственно под закладочным массивом камер 1-го этажа до сбойки с вентиляционно-закладочным штреком висячего бока 18. Буродоставочные орты 11 проходят по руде в основании камеры.

Порядок технологических процессов в камерах иллюстрируется отработкой 3-го этажа (фиг. 4). Для уменьшения взаимовлияния очистных работ камеры должны отрабатываться через одну. Камера 22, подготовленная к бурению; 21 - камера, подготовленная к взрыву; 20 - камера с отбитой рудой; 23 - камера перед закладкой; камера 25 заложена с оставлением недозаклада 27, который в дальнейшем используется (фиг. 1) как продолжение вентиляционно-закладочного орта 13; 26 - отработанная камера, полностью заполненная закладкой.

Последовательность отработки камер должна исключить подработку закладочного массива вышележащих этажей. Это условие обеспечивается, если камеры, смежные с рабочей, заполнены закладочным материалом, набравшим нормативную прочность, или еще не разрабатывались (рудный целик).

Буродоставочные орты в слабом рудном массиве целесообразно крепить стеклопластиковыми анкерами для исключения возможности вывалов руды из боков и кровли. Выбор данного типа крепи обусловлен возможностью разрушения стержня буровзрывными работами или исполнительным органом комбайна без повреждения его механизмов.

Прогноз устойчивости камер осуществлен путем моделирования области массива шириной 750 м и высотой 200 м с использованием метода конечных элементов на различных этапах ведения горных работ. На первом этапе рассматривался рудный массив, не имеющий ослаблений в виде выработок, далее в модели учитывалось ослабление в виде подготовительных выработок и дополнительная установка анкерной крепи. Затем моделировалась отработка камер. Моделирование показало, что применение камер полигональной формы в сочетании с анкерным креплением при отработке неустойчивых железных руд позволяет обеспечить устойчивость камер и выработок, пройденных в рудном массиве.

Использование заявляемого способа позволяет повысить безопасность труда горнорабочих и упростить схему вентиляции очистных камер при разработке мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд: безопасность труда горнорабочего повышается за счет исключения обрушения из боков камер и уменьшения усадки заложенного массива за счет закладки вентиляционно-доставочных ортов после полной отработки камеры; упрощение схемы вентиляции достигается за счет перехода от тупиковой схемы вентиляции к сквозной за счет общешахтной депрессии.

Способ разработки мощных крутопадающих месторождений неустойчивых руд, включающий проходку буродоставочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест простирания горизонтальными или слабонаклонными камерами полигональной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с отбойкой руды взрывом скважин и закладкой выработанного пространства, отличающийся тем, что камеру заполняют закладкой с оставлением в кровле камеры недозаклада и формируют вентиляционно-закладочный орт в верхней части камеры, обеспечивающий проветривание камеры за счет общешахтной депрессии, и после отработки камер в этаже производят закладку вентиляционно-закладочного орта.
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕУСТОЙЧИВЫХ РУД
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕУСТОЙЧИВЫХ РУД
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕУСТОЙЧИВЫХ РУД
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 141-150 of 204 items.
31.05.2019
№219.017.7072

Устройство для дегазации углеводородного конденсата

Изобретение относится к устройству для дегазации углеводородного конденсата и может быть использовано в нефтехимической отрасли при подготовке нефти и углеводородного конденсата к транспорту. Устройство для дегазации включает емкость, в которой ступенями по высоте размещены трубчатые элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002689740
Дата охранного документа: 28.05.2019
08.06.2019
№219.017.7585

Способ изготовления державки режущего инструмента

Способ включает выполнение державки из по меньшей мере трех слоев: опорного, промежуточного и верхнего, предназначенного для закрепления режущего инструмента, имеющих различную ориентацию по отношению к составляющим силы резания по осям X, Y и Z. Упомянутые слои выполняют в виде макрослоев,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690875
Дата охранного документа: 06.06.2019
09.06.2019
№219.017.7627

Вяжущее

Изобретение относится к составам шлакощелочных вяжущих и может быть использовано в подземном и транспортном строительстве для изготовления бетонов и строительных растворов с повышенной ударной прочностью. Вяжущее, включающее гранулированный доменный шлак с содержанием зерен размером менее 10...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691038
Дата охранного документа: 07.06.2019
19.06.2019
№219.017.83c5

Способ извлечения концентратов металлов из нефти

Предложен способ извлечения концентратов металлов из нефти, включающий контактирование углеводородной среды с водной средой для образования эмульсии и ее разделения. В качестве углеводородной среды используют тяжелую нефть и воду в объемном соотношении 1:1, которую помещают в камеру реактора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002691660
Дата охранного документа: 17.06.2019
26.06.2019
№219.017.91fe

Тяговый электропривод автономного транспортного средства

Изобретение относится к электрическим силовым установкам для транспортных средств. Тяговый электропривод автономного транспортного средства содержит синхронный генератор, преобразователь частоты с конденсатором фильтра в звене постоянного тока, автономный инвертор напряжения, асинхронный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692288
Дата охранного документа: 24.06.2019
26.06.2019
№219.017.92a5

Забойный скребковый конвейер

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к забойным скребковым конвейерам, с тяговой транспортирующей цепью замкнутой вертикальной плоскости. Техническим результатом является повышение устойчивости положения скребков и степени заполнения, желоба рештаков, надежности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692392
Дата охранного документа: 24.06.2019
02.07.2019
№219.017.a2c2

Устройство автономного электропитания

Изобретение относится к области электротехники и энергетики. Устройство автономного электропитания содержит ветрогенератор, преобразователь солнечной энергии в электрическую, блок заряда аккумуляторных батарей, аккумуляторные батареи, выходы которых присоединены через инвертор напряжения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692866
Дата охранного документа: 28.06.2019
03.07.2019
№219.017.a3da

Способ получения топливных брикетов

Изобретение описывает способ получения топливных брикетов, включающий смешение углеродсодержащих материалов, отходов деревообработки и продуктов пылеулавливания процессов сланцепереработки, их формование, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего материала используют угольные шламы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693043
Дата охранного документа: 01.07.2019
04.07.2019
№219.017.a4eb

Способ магнитно-абразивной обработки

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при магнитно-абразивной обработке смежных участков изделия. Осуществляют обработку, например, метчика при регулировании магнитно-абразивной массы посредством круговых насадок с форсунками, через которые в зону обработки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002693274
Дата охранного документа: 02.07.2019
09.08.2019
№219.017.bd52

Способ механической обработки с дроблением стружки

Способ включает предварительный локальный электроконтактный нагрев заготовки по винтовой траектории внешним источником тепла с регулируемой температурой до достижения в срезаемом слое температуры фазового перехода с последующим охлаждением и срезанием припуска. Электроконтактный нагрев...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696512
Дата охранного документа: 02.08.2019
Showing 21-24 of 24 items.
01.11.2019
№219.017.dcfc

Способ сооружения морской буровой платформы на мелководном шельфе арктических морей

Изобретение относится к морским платформам для поисково-оценочного и разведочного бурения скважин на мелководном шельфе арктических морей, а именно к сооружению с ледяного покрова опорных морских буровых платформ на свайных основаниях, выполненных в виде нескольких несущих свайных опор, на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704451
Дата охранного документа: 28.10.2019
17.06.2020
№220.018.2738

Способ крепления лба забоя тоннеля

Изобретение относится к опережающему анкерному креплению горных выработок из призабойного пространства и может быть использовано при строительстве станций метрополитена глубокого заложения в слабоустойчивых грунтах, а также в горнодобывающей промышленности и тоннелестроении. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002723422
Дата охранного документа: 11.06.2020
20.04.2023
№223.018.4cbc

Способ проникновения в подледниковый водоём с отбором стерильных проб и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к способу проникновения в подледниковый водоём с отбором стерильных керновых проб и к устройству для отбора стерильных проб. Способ проникновения в подледниковый водоём с отбором стерильных керновых проб включает бурение скважины и заливку в неё экологически...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002758051
Дата охранного документа: 26.10.2021
23.05.2023
№223.018.6d60

Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при строительстве капитальных и очистных выработок, имеющих взаимное пересечение. Способ упрочнения трещиноватых пород при строительстве сопряжений горизонтальных горных выработок включает бурение скважин под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002760451
Дата охранного документа: 25.11.2021
+ добавить свой РИД