Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СЛОЕВОЙ ОТРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВОЙ ТРУБКИ С ЗАКЛАДКОЙ

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных тел, например кимберлитовых трубок, подземным способом с заполнением выработанного пространства закладочным материалом.

Известен способ отработки кимберлитовой трубки в восходящем порядке и сухой закладкой (патент РФ №2132461, опубл. 1999.06.27, E21C 41/22). В верхней части выработанного пространства блока выполняют искусственное днище для отработки вышележащего блока в виде каркасов доставочной выработки и камер для выпуска руды, которые временно заполняются инертными материалами, а промежутки между каркасами заполняют твердеющей закладкой. Удаление инертных материалов из каркасов ведут во время оформления днища для обработки блока в вышележащем этаже. Отбойку руды в блоке проводят одновременно из всех скважин на ограниченное компенсационное пространство с обеспечением полного заполнения блока отбитой рудой. Выпуск отбитой руды производят одновременным дозированным включением в работу всех вибропитателей в блоке, при этом производят заполнение освобождающегося очистного пространства сухой закладкой.

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость ведения работ, связанная с большим объемом проходки и строительства выработок выпуска.

Известен способ слоевой отработки кимберлитовой трубки в восходящем порядке с закладкой (патент РФ №2186981, опубл. 2002.08.10, E21C 41/22). Способ включает выемку руды слоевыми рассечками, проходку закладочно-вентиляционных выработок, выемку руды в слоевых рассечках, доставку руды в слое и проведение закладочных работ в слоевых рассечках. В очередном слое проходят разрезной штрек и закладочно-вентиляционные штреки на границе панели, из разрезного штрека под острым углом к его длинной оси комбайном ведут выемку руды в слоевой рассечке под углом 2-15° к горизонту до закладочно-вентиляционного штрека, и добытую руду доставляют до разрезного штрека и по разрезному штреку до рудоспуска конвейерами. При переходе комбайна в следующую слоевую рассечку в отработанной слоевой рассечке ведут закладочные работы, для этого из перепускной восстающей выработки конвейерами подают закладочный материал в виде дробленой горной породы определенного гранулометрического состава и производят заполнение части объема слоевой рассечки поданной дробленой горной породой, при этом ведут вибрационную укладку ее до максимально возможной степени укладки. Затем производят инъектирование в оставшиеся поры заложенного массива твердеющего раствора, после чего повторяют вышеуказанные операции до заполнения слоевой рассечки закладкой в виде дробленой горной породы с порами, заполненными твердеющим раствором. После выемки руды из всех слоевых рассечек панели и заполнения их закладкой ведут выемку руды комбайном из целиков между заложенными слоевыми рассечками, после чего заполнение выработанного объема целиков ведут также дробленой горной породой с последующим инъектированием в нее твердеющего раствора технологическими операциями, используемыми при заполнении слоевых рассечек. После отработки слоя ведут заполнение разрезного и закладочно-вентиляционных штреков дробленой горной породой с использованием ее для транспортировки установленных в них конвейеров, причем укладку дробленой горной породы и последующее инъектирование в нее твердеющего раствора ведут технологическими операциями, которые используют при заполнении слоевых рассечек. Над заполненными закладкой разрезным и закладочно-вентиляционными штреками комбайном проходят разрезной и закладочно-вентиляционные штреки для выемки нового слоя с выдачей попутно добытой руды конвейерами, использованными при отработке предыдущего слоя. После проходки указанных штреков слоя производят перемонтаж конвейеров подъемом и закреплением их к кровле этих пройденных штреков для отработки нового слоя.

Недостатком данного способа являются высокая трудоемкость выемки руды в слоевых рассечках, а также высокие материальные и трудовые затраты, связанные с операциями инъектирования сухой закладки.

Известен способ слоевой отработки кимберлитовой трубки в восходящем порядке с закладкой, принятый за прототип (патент РФ №2309253, опубл. 27.10.2007, E21C 41/22). Способ включает проходку вентиляционного, откаточного, разрезного штреков, вентиляционного и закладочного восстающих, рудоспуска, выемку руды в слоевых рассечках, доставку руды в слое, проведение закладочных работ в слоевых рассечках. Перед началом слоевой выемки этажа в верхней и нижней его частях возводят железобетонные перекрытия, повторяющие форму горизонтального сечения кимберлитовой трубки, опирают их на вмещающие кимберлитовую трубку породы. Перед закладкой каждой слоевой рассечки ее по периметру и длине изолируют гибким перекрытием, закрепляемым по бокам рассечки в кровлю и почву выработки по ее длине анкерной крепью. После закладки рассечки осуществляют выемку руды в соседней рассечке. В качестве гибкого перекрытия можно использовать металлическую сетку-рабицу, полимерную сетку или брезент.

Недостатком данного способа являются высокая трудоемкость выемки руды в рассечках и низкая скорость отработки запасов слоя из-за большого объема операций по закладке каждой рассечки.

Техническим результатом изобретения является повышение скорости отработки запасов слоя, повышение безопасности ведения работ, расширение возможностей способа.

Технический результат достигается тем, что в способе слоевой отработки кимберлитовой трубки с закладкой, включающем проходку вентиляционного, откаточного, разрезного штреков, вентиляционного и закладочного восстающих, рудоспуска, слоевую выемку и доставку руды, установку крепи в отработанном пространстве, закладочные работы, согласно изобретению каждый слой отрабатывают с использованием в качестве крепи отработанных автомобильных шин, причем высоту слоя принимают не более высоты шины либо кратным ее другим размерам, закладочный материал подают в отработанное пространство с установленными шинами, при этом крепь из отработанных автомобильных шин используют в качестве опалубки при подаче закладочного материала, для чего отработанные автомобильные шины устанавливают вплотную друг к другу и изолируют от закладываемого пространства материалом, способным дренировать воду.

Для установки отработанных автомобильных шин в вертикальное положение на каждом слое могут быть пройдены ниши.

Способ слоевой отработки кимберлитовой трубки с закладкой поясняется схемами: на фиг.1 показан вертикальный разрез кимберлитовой трубки по линии А-А, на фиг.2 показан горизонтальный разрез трубки по линии Б-Б, на фиг.3 показан вертикальный разрез кимберлитовой трубки по линии С-С, где:

1 - кимберлитовая трубка;

2 - закладочный массив из отработанных слоев;

3 - разрезной штрек;

4 - отработанные автомобильные шины;

5 - откаточный штрек;

6 - вентиляционный штрек;

7 - слой в разных стадиях очистной выемки (бурение, доставка, закладка);

8 - закладочный восстающий;

9 - вентиляционный восстающий;

10 - автосъезд;

11 - рудоспуск;

h_эт - высота этажа.

Способ слоевой отработки кимберлитовой трубки с закладкой осуществляют следующим образом. Проводят кольцевые откаточный 5 и вентиляционный 6 штреки. Расстояние между ними по вертикали ограничивают высотой этажа h_эт. Соединяют их автосъездом 10, рудоспуском 11, закладочным 8 и вентиляционным 9 восстающими. Автосъезд 10 необходим для доступа самоходного оборудования, например самоходной буровой установки, погрузочно-доставочной техники, анкероустановщика и т.д. к каждому слою. Производят слоевую выемку руды участками 7 после проходки слоевого разрезного штрека 3, служащего транспортной выработкой в каждом слое из автосъезда 10 (на фиг.1-3 показаны различные стадии очистной выемки при использовании для отбойки руды буровзрывных работ). Использование крепи 4 из отработанных автомобильных шин позволит вести работы единым фронтом в лаве. При этом крепь 4 из отработанных автомобильных шин позволит эффективно отрабатывать запасы слоя, т.к. обладает рядом положительных свойств. Например, при увеличении нагрузки крепь 4 из отработанных автомобильных шин увеличивает свою площадь и позволяет исключить точечную нагрузку на рудный и закладочный массивы. Шаг установки крепи 4 из отработанных автомобильных шин по продольной и поперечной оси рудного тела определяют, исходя из горного давления и возможности эффективной и безопасной работы самоходной техники в слое, а также высоты шин 4 в заполненном воздухом состоянии. Для установки отработанных автомобильных шин 4 в вертикальное положение на каждом слое можно проходить ниши с габаритами, позволяющими осуществить данную операцию. В качестве крепи из отработанных автомобильных шин 4 при повышенном горном давлении можно использовать автомобильные шины с дисками, заполненные сжатым воздухом. Перед подачей закладочного материала крепь 4 из отработанных автомобильных шин можно связывать друг с другом гибкими или жесткими связями с целью создания объемной конструкции для повышения несущей способности слоя закладочного материала.

Высоту слоя принимают не более высоты крепи 4 из отработанных автомобильных шин либо кратным другим размерам шины 4 (например, ее ширине при укладке крепи 4 горизонтально). Также следует учитывать увеличение линейных размеров крепи 4 из отработанных автомобильных шин при заполнении их воздухом до рабочего давления. Руду доставляют к рудоспуску 11. После полной выемки запасов руды 1 в отработанном слое, состоящем из участков 7, крепь 4 из отработанных автомобильных шин оставляют в слое и подают в полученное пространство закладочный материал, например твердеющую закладку. После набора достаточной прочности закладочного массива производят выемку следующего слоя. При этом получают закладочный массив 2 из отработанных и заложенных слоев. Для вентиляции этажа свежий воздух подают по вентиляционному восстающему 9, который проходит по разрезному штреку 3, с помощью вентиляторов местного проветривания (на чертежах условно не показаны) подают в участки 7, после чего отводят по закладочному восстающему 8. Крепь 4 из отработанных автомобильных шин используют в качестве опалубки при подаче закладочного материала. Для этого ее устанавливают вплотную друг к другу и изолируют от закладываемого пространства материалом, способным дренировать воду, например мешковиной.

Применение способа слоевой отработки кимберлитовой трубки с закладкой обеспечивает следующие преимущества:

- снижение трудоемкости способа;

- повышение скорости отработки слоя;

- возможность утилизации отработанных автомобильных шин;

- повышение безопасности ведения работ.