Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГИХ КАЛИЙНЫХ ПЛАСТОВ

Предлагаемое изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке калийных месторождений.

Известен способ разработки пластов полезного ископаемого и проходческо-добычной комплекс для его осуществления (патент на изобретение РФ №2074319, опубл. 27.02.1997). Сущность изобретения: после пересечения комбайном при его прямом ходе выемочного блока отработку последнего ведут и при обратном ходе комбайна в присечку к пройденной прямым ходом камере после разворота его исполнительного органа и изменения функции двух приемных устройств комбайна. При этом комбайн раскрепляют при отработке пласта и выполняют его в виде гусеничного шасси с корпусом и поворачивающимся исполнительным органом. Приемные устройства комбайна выполнены с наклонными плитами, скребковыми конвейерами, нагребающими лапами и гидроцилиндрами и установлены на противоположных сторонах комбайна. Передаточный конвейер выполнен с перегибами и наклонными участками корпуса тягового органа с поднятием концевых блоков и размещен под корпусом шасси между гусеницами с зазором между ними.

Недостатком данного способа являются сложность и низкая производительность отработки, связанная с необходимостью перегона комбайна.

Известен способ разработки мощных пологих калийных пластов (патент на изобретение РФ №2254472, опубл. 10.11.2007). Способ разработки мощных пологих калийных пластов включает оконтуривание выемочного блока подготовительными выработками. Перед отработкой запасов в камере проходят из подготовительной выработки заезд. Отработку запасов блока камерами послойно с закладкой выработанного пространства галитом и выдачу сильвинита на поверхность. Отработку камер ведут добычным комбайном избирательного действия из заезда на всю длину камеры, начиная с верхнего слоя сильвинита при одновременном креплении кровли анкерами. Отработанный галит используют в качестве закладочного материала для полной закладки им части камер в зависимости от мощности галита и коэффициента его разрыхления, с чередованием заложенных и незаложенных камер.

Недостатком данного способа является низкая производительность отработки блока, связанная с длительным периодом перегона комбайна для отработки заходки.

Известен способ разработки мощных пологих калийных пластов (патент на изобретение РФ №2310074, опубл. 20.06.2005). Способ разработки мощных пологих калийных пластов включает оконтуривание выемочного блока подготовительными выработками, отработку запасов блока камерами с оставлением междукамерных податливых целиков. Перед отработкой запасов проходят из подготовительной выработки заезд и отработку камер ведут добычным комбайном из заезда послойно, начиная с нижнего слоя сильвинита. Отбитый сильвинит выдают на поверхность, а отработанный затем слой галита используют в качестве закладочного материала в соседней отработанной камере.

Недостатком данного способа является низкая производительность отработки запасов камеры, связанная с длительным периодом перегона комбайна со слоя на слой.

Известен способ разработки мощных пологих калийных пластов, принятый за прототип (патент на изобретение РФ №2272137, опубл. 20.03.2006). Способ включает оконтуривание выемочного блока подготовительными выработками, отработку запасов блока камерами с оставлением междукамерных податливых целиков. Перед отработкой запасов в камере проходят из подготовительной выработки заезд и отработку камер ведут добычным комбайном из заезда заходками, начиная с нижнего слоя сильвинита, при этом отработку ведут по слоям, а внутри слоя заходками, равными заполнению отбитым галитом или сильвинитом транспортного средства по самому мощному слою. Отбитый сильвинит выдают на поверхность, а отработанный галит используют в качестве закладочного материала в соседней отработанной камере.

Недостатком данного способа является высокие трудозатраты на закладку камеры и длительный период возведения закладочного массива.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности отработки блока за счет исключения непроизводительных операций перегона комбайна.

Технический результат достигается тем, что по мере отработки первого слоя бурят шпуры по слою галита, затем по длине камер устанавливают перфорированные трубы, после отработки нижней заходки заряжают и взрывают шпуры по галиту по всей длине заходки, нагнетают по перфорированным трубам в разрыхленный соляной массив воду или ненасыщенный рассол, а после образования консолидированного массива отрабатывают в указанной последовательности расположенные выше слои сильвинита и галита.

Изобретение поясняется следующими фигурами:

фиг. 1 - технологическая схема селективной камерной выемки нижнего сильвинитового слоя, вертикальный разрез;

фиг. 2 - технологическая схема селективной камерной выемки нижнего сильвинитового слоя, разрез по А-А;

фиг. 3 - технологическая схема селективной камерной выемки нижнего сильвинитового слоя, разрез по В-В;

фиг. 4 - технологическая схема селективной камерной выемки верхнего сильвинитового слоя, вертикальный разрез;

фиг. 5 - технологическая схема селективной камерной выемки верхнего сильвинитового слоя, разрез по А-А;

фиг. 6 представлена принципиальная технологическая схема селективной камерной выемки верхнего сильвинитового слоя; где

1 - верхний слой сильвинита;

2 - слой галита;

3 - нижний слой сильвинита;

4 - добычной комбайн;

5 - транспортное средство;

6 - отрабатываемая камера;

7 - подготовительная выработка;

8 - заезд;

9 - камера с закладкой;

10 - отработанная камера;

11 - податливые междукамерные целики;

12 - перфорированные трубы;

13 - шпуры (скважины), пробуренные по слою галита 2.

I, II, III - очередность отрабатываемых слоев.

Способ осуществляют следующим образом. При разработке мощных пологих калийных пластов ведут подготовку выемочного блока путем проведения подготовительных выработок. Затем из подготовительной выработки 7 добычным комбайном 4 (например, комбайном марки JOY 14СМ Continuous Miner) проходят по нижнему слою сильвинита 3 мощностью m_c заезд 8 и отработку камеры 6 ведут послойно, в восходящем порядке заходкой, начиная с нижнего слоя сильвинита 3 до момента отработки заходки по длине камеры. Отбитую сильвинитовую руду доставляют на подготовительную выработку посредством транспортного средства 5, на котором отбитая руда поступает с добычного комбайна 4, и руда отправляется по сети выработок на поверхность. После отработки первого (нижнего) слоя сильвинита 3 по длине камер устанавливают перфорированные трубы 12. По мере отработки первого слоя сильвинита 3 бурят шпуры по слою галита 2, например с использованием модуля для установки анкеров в кровлю. Затем отрабатывают слой галита 2 со складированием его непосредственно в пространство камеры до момента отработки заходки по длине камеры путем заряжания и взрывания шпуров 13. Затем нагнетают по перфорированным трубам в разрыхленный соляной массив отходы, воду или ненасыщенный рассол. После образования консолидированного массива 9 отрабатывают верхний слой сильвинита 1. При необходимости отработки нескольких слоев галита и сильвинита расположенные выше слои сильвинита и галита отрабатывают в указанной последовательности. При этом закладочный массив служит почвой для отработки верхнего слоя сильвинита 1. Между камерами оставляют податливые междукамерные целики 11. Закладка слоями галита без перевозки его на поверхность позволит резко сократить затраты на транспорт и улучшить геомеханическую обстановку в пределах отрабатываемого участка месторождения. После полной отработки запасов отрабатываемой камеры 6 возможна ее дозакладка шламовыми отходами.

Предложенное изобретение позволит улучшить качество добываемой сильвинитовой руды за счет послойной селективной отработки, а так же более надежно управлять кровлей в очистных камерах.

Применение данного способа разработки мощных пологих калийных пластов обеспечивает следующие преимущества:

- снижение трудозатрат на закладку камеры и сокращение периода возведения закладочного массива;

- сократить период отработки камеры;

- повысить прочность получаемого закладочного массива;

- повысить безопасность проведения работ.