Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами и вмещающими породами.

Известен способ разработки крутопадающих рудных тел (Патент RU №2209972, опубл. 10.08.2003). Данный способ включает разделение рудного тела на слои, отрабатываемые в нисходящем порядке, выемку слоев очистными заходками и закладку выработанного пространства твердеющими материалами. Недостатком данного способа при отработке мощных крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами и вмещающими породами, является то, что при его реализации не обеспечивается полная закладка выработанного пространства, следствием чего являются самопроизвольные обрушения кровли в заходках, опасная степень разрушения неоднократно подрабатываемого массива и большая вероятность прорывов подземных вод в горные выработки.

Известен способ разработки крутопадающих мощных рудных тел (Патент RU №2357082, опубл. 27.05.2009). Данный способ, принятый в качестве способа-прототипа, включает разделение рудного тела на слои, отрабатываемые в нисходящем порядке, выемку слоев заходками и закладку выработанного пространства твердеющими материалами, определение мест расположения и размеров полостей вывалов над закладочным массивом, проходку заходок вприсечку к закладочному массиву, подачу твердеющих материалов по присечным заходкам к местам дозакладки полостей вывалов над закладочным массивом.

Недостатками данного способа при подземной разработке крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами и вмещающими породами, являются: трудность обеспечения полной закладки выработанного пространства в местах, где произошли вывалы пород, руды или закладочного массива из кровли заходок; значительная трудоемкость работ, связанных с необходимостью установки опалубки на границе присечной заходки и полости вывала; высокая опасность горных работ при проходке заходок вприсечку (присечные заходки) к закладочному массиву на участках, в пределах которых над закладочным массивом имеются полости вывалов.

Техническим результатом заявляемого способа при отработке мощных крутопадающих рудных тел, представленных неустойчивыми легко обрушающимися рудами и породами, является повышение полноты закладки выработанного пространства, снижение трудоемкости работ, связанных с закладкой выработанного пространства, и повышение безопасности горных работ.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки мощных крутопадающих рудных тел, включающем разделение рудного тела на слои, отрабатываемые в нисходящем порядке, выемку слоев заходками и закладку выработанного пространства твердеющими материалами, определение мест расположения и размеров полостей вывалов над закладочным массивом, проходку заходок вприсечку к закладочному массиву, подачу твердеющих материалов по присечным заходкам к местам дозакладки полостей вывалов над закладочным массивом, до подхода забоя присечной заходки к полости вывала, расположенной над закладочным массивом, проходку присечной заходки останавливают, из присечной заходки пробуривают две скважины к верхней границе полости вывала, одну из скважин используют для подачи в полость вывала твердеющего материала, по второй скважине отводят воздух из полости вывала в присечную заходку, после закладки полости вывала и достижения закладочным материалом нормативных значений предела прочности продолжают проходку присечной заходки, причем минимально допустимое расстояние от забоя присечной заходки до полости вывала при проведении работ по закладке полости вывала принимают больше глубины зоны интенсивного разрушения горным давлением рудного массива впереди забоя присечной заходки.

Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел поясняется чертежами, представленными на фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 приведена принципиальная схема (вертикальный разрез), поясняющая места расположения скважин, полости вывала и забоя присечной заходки. На фиг.2 приведена принципиальная схема (вид в плане), поясняющая места расположения скважин, полости вывала и забоя присечной заходки.

На фиг.1 и фиг.2: 1 - рудный массив; 2 - забой присечной заходки; 3 - присечная заходка; 4 - скважина, предназначенная для отвода воздуха из полости вывала в присечную заходку; 5 - скважина, используемая для подачи в полость вывала твердеющего материала; 6 - бетононасос; 7 - закладочный трубопровод; 8 - полость вывала над закладочным массивом; 9 - закладочный массив; ABCD - вертикальное сечение полости вывала над закладочным массивом; AOFD - периметр полости вывала в сечении на уровне кровли присечной заходки; m - высота присечной заходки (мощность слоя); h - высота полости вывала; r - глубина зоны интенсивного разрушения горным давлением рудного массива впереди забоя присечной заходки; s - расстояние от забоя присечной заходки до полости вывала при проведении работ по закладке полости вывала; b - ширина ранее пройденной и заложенной твердеющими материалами заходки; а - ширина проходимой присечной заходки.

Способ разработки мощных крутопадающих рудных тел осуществляют следующим образом. Рудное тело делят на слои, отрабатываемые в нисходящем порядке. Выемку слоев производят заходками. Выработанное пространство (пройденные заходки) закладывают твердеющими материалами. Определяют места расположения и размеры полостей вывалов над закладочным массивом.

Места расположения полостей вывалов над закладочным массивом и размеры этих полостей могут быть определены, например, путем бурения из присечной заходки 3 опережающих разведочных скважин в сторону закладочного массива или визуальными наблюдениями в период проходки заходок.

Полость вывала 8 (фиг.1 и фиг.2) расположена над закладочным массивом, созданным в ранее пройденной и заложенной твердеющими материалами заходке шириной b.

До подхода забоя 2 присечной заходки 3 к полости вывала 8 проходку присечной заходки останавливают. При этом минимально допустимое расстояние S от забоя 2 присечной заходки 3 до полости вывала при проведении работ по закладке полости вывала принимают больше глубины r зоны интенсивного разрушения горным давлением рудного массива впереди забоя присечной заходки.

Из присечной заходки 3 пробуривают две скважины 4 и 5 к верхней границе ВС полости вывала 8 (Фиг.1). Одну из скважин 5, используют для подачи в полость вывала твердеющего материала, по второй скважине 4 отводят воздух из полости вывала в присечную заходку 3. После закладки полости вывала и достижения закладочным материалом нормативных значений предела прочности продолжают проходку присечной заходки 3.

Остановка проходки присечной заходки 3 до подхода ее забоя к полости вывала 8 над закладочным массивом позволяет исключить необходимость выполнения опасных и трудоемких работ по возведению на границе полости 8, прилегающей к присечной заходке 3, специальной опалубки, предотвращающей перетекание в присечную заходку 3, подаваемого в полость вывала 8 закладочного материала. Функции опалубки при использовании заявляемого способа выполняет рудный массив, расположенный впереди забоя 2.

При s>r исключается перетекание в присечную заходку 3 закладочного материала, подаваемого в полость вывала 8.

Подачу твердеющих материалов к местам закладки производят, например, с использованием бетононасосов 6, оснащенных системой регулировки подачи закладочной смеси.

Использование заявляемого способа при отработке месторождений с неустойчивыми легкообрушающимися рудами и породами позволяет повысить полноту закладки выработанного пространства, снизить затраты на закладку выработанного пространства и повысить безопасность горных работ.

Заявляемый способ предназначен для использования при разработке мощных крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами и вмещающими породами. Наибольший эффект от использования заявляемого способа достигается при разработке крутопадающих месторождений, представленных мощными залежами неустойчивых руд под толщей обводненных отложений пород, подработка которых сопряжена с опасностью прорыва подземных вод в горные выработки рудника. К числу таких месторождений относятся, например, Яковлевское, Гостищевское и др. месторождения богатых железных руд.