Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ СВЕРХМОЩНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЭТАЖНО-КАМЕРНОЙ СИСТЕМОЙ

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке сверхмощных месторождений этажно-камерной системой.

Известен способ подземной разработки крутопадающего месторождения твердого полезного ископаемого, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием первичных и вторичных камер, отработку руды с использованием буровзрывной отбойки, заполнение отработанного пространства закладкой (см. патент РФ на изобретение №2334875, МПК-2006.01 E21C 41/22, опубл. 27.09.2008). В данном способе отбойку запасов первичных и вторичных камер производят общими рядами вееров скважин, пробуренных из полевого бурового штрека. Причем отбойку производят методом недозаряда скважин с забойкой из водорастворимого геля, затем производят частичный выпуск руды из первичных камер в выработки выпуска с оставлением в них части руды, после чего производят закладку первичных камер твердеющей смесью. После набора закладкой нормативной прочности производят промывку и заряжание с отбойкой оставшихся участков скважин во вторичной камере, руду выпускают из нее и затем закладывают.

Данный способ имеет несколько недостатков. Во-первых, между этажами остаются целики, недоступные для последующей отработки, что приводит к потерям руды. Во-вторых, вторичное использование скважин через значительный период времени (время набора прочности твердеющей закладкой нормативной прочности) особенно в рудах средней и малой устойчивости невозможно, то есть требуется перебуривание скважин, что значительно удорожает и замедляет процесс.

Наиболее близкой к заявляемому способу является этажно-камерная система разработки мощных месторождений, включающая разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камеры, проходкой в ней отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью (см. Корректировка технического проекта. Вскрытие новых участков месторождения для поддержания мощности шахты им. Губкина до 2012 г. Том 2. Книга 2. Горные работы. Санкт-Петербург, 2008, разработчик Санкт-Петербургская горная проектно-инжиниринговая компания, Листы 5, 6, 7). В данном способе выработку ведут блоками, между которыми оставляют целики. Кроме того, блок имеет сложное многоуровневое днище, предполагающее проведение большого количества нарезных выработок для выпуска руды из очистного пространства.

Недостатком прототипа является сложность осуществления способа и повышенные материальные и трудовые затраты из-за наличия большого количества нарезных выработок, а также большие потери руды, связанные с тем, что между блоками и над транспортными штреками остаются рудные целики.

Результатом предлагаемого технического решения является сокращения количества нарезных выработок и снижение потерь руды практически до полной их ликвидации.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки сверхмощных месторождений этажно-камерной системой, включающем разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камер, проходкой в них отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью, согласно изобретению, подготовительные и нарезные выработки проводят одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах, причем при проведении подготовительных выработок проходят транспортные и вентиляционные штреки по породе, а нарезные выработки выполняют в крест простиранию месторождения с заездами на подготовительные выработки в лежачем и висячем боках, при этом блок делят на камеры первой и второй очереди, на границе которых проходят транспортные орты, причем в камерах первой очереди по центру проходят буровые орты, которые соединяют заездами с транспортными ортами, затем осуществляют отработку камер первой очереди, закладывают их и после набора прочности из подготовительной выработки проходят буровой орт по центру камер второй очереди, после чего соединяют его заездами с транспортным ортом и осуществляют отработку камер второй очереди, закладывают их и после набора прочности проходят орт на границе блоков и проводят отработку третьей очереди - оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают.

Данный способ позволит сократить количество нарезных выработок за счет упрощения подготовки днища блока и снизить потери руды практически до полной их ликвидации за счет последовательной отработки практически всего объема рудника.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный разрез месторождения с указанием последовательности отработки камер, на фиг. 2 - горизонтальный разрез по Α-A на уровне рабочего горизонта, на фиг. 3 - горизонтальный разрез по Б-Б на уровне вентиляционного горизонта.

Способ осуществляют следующим образом.

Проходят подготовительные выработки по породе, формируя полевые штреки 1 и 2 в лежачем и висячем боках месторождения одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Разделяют рудную площадь на блоки 3, причем ширину блока определяют равной мощности месторождения, высоту - равной высоте этажа, а длину устанавливают в зависимости от прочностных характеристик руды. Блоки разделяют на камеры первой (I) и второй (II) очереди.

Выполняют нарезные работы. При этом проходят на границе камер первой и второй очереди транспортные орты 4 на рабочем горизонте и буровые орты 5 и 6 по центру камер первой очереди одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Между буровыми ортами 5 и 6 на вентиляционном и рабочем горизонтах по центру ширины камеры первой очереди проходят отрезной восстающий 7, предварительно пройдя заезд 8 между буровым 6 и транспортным 4 ортами в месте расположения отрезного восстающего 7 для выгрузки руды от проходки восстающего. Отрезной восстающий 7 разделывают в отрезную щель 9 на длину камеры с бурением вееров скважин 10 из буровых ортов 5 и 6. Затем выполняют очистные работы путем последовательного разбуривания вееров скважин 10 из буровых ортов 5 и 6 как рабочего, так и вентиляционного горизонтов на отрезную щель 9. Одновременно формируют выпускную воронку в виде траншеи. По мере отбойки руды для ее выпуска проходят заезды 11 с бурового орта 6 на транспортный орт 4. По окончании отработки камер первой очереди их закладывают твердеющей смесью, используя вентиляционный горизонт.

После набора прочности из подготовительной выработки проходят буровые орты 12 и 13 по центру камер второй очереди, после чего соединяют его заездами 14 с транспортным ортом 4 и осуществляют отработку камер второй очереди аналогично камерам первой очереди. Закладывают их и после набора прочности проходят орт 15 на границе блоков и производят отработку третьей очереди (III) - оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают.

В зависимости от применяемого оборудования данный способ позволяет применить любой вид транспорта (рельсовый, самоходный, конвейерный) для транспортирования руды к стволу для последующей выдачи ее на поверхность. Кроме того, формирование днища с выработками в одном уровне позволит значительно снизить количество нарезных работ, а отработка межкамерных и межблочных целиков позволит снизить потери руды практически до полной их ликвидации.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом сократить количество нарезных выработок и снизить потери руды практически до полной их ликвидации.