Результат интеллектуальной деятельности: Способ разработки горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке горизонтальных и пологих рудных залежей мощностью более 10-15 м. Способ включает проведение доставочного орта и вентиляционного восстающего, буродоставочных штреков, разделяющих рудное тело на панели, а также отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных штреков. Отбойка слоев производится в зажиме, а выпуск осуществляется по площадно-торцевой схеме под обрушенными породами. Веерные комплекты скважин для отбойки слоев пробуривают из буродоставочных штреков соответствующей панели, отбиваемая за один взрыв секция состоит из нескольких (2-3) слоев. К центру каждой секции между штреками проходят погрузочные заезды. Отработку секций ведут по простиранию рудного тела с опережающей выемкой руд из центральной панели, формируя клиновую форму фронта горных работ. Каждая секция имеет форму параллелепипеда. Высота секции h соответствует мощности залежи, ширина секции а - ширине панели (рекомендуется принимать 8 м, по среднему диаметру потока руды при торцевом выпуске), толщина секции b (рекомендуется принимать , по критической высоте эллипсоида выпуска). Проветривание тупиковых выработок осуществляется подачей свежего воздуха за счет общешахтной депрессии по доставочному орту, далее с помощью вентиляторов местного проветривания - по штрекам и погрузочным заездам. Омывая забой, загрязненный воздух выдается на вентиляционный горизонт по вентиляционному восстающему. Изобретение направленно на повышение качества и полноты извлечения руды при отработке горизонтальных и пологих рудных залежей.

Известен способ разработки рудных месторождений подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды (Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений, 3 изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1984, с. 419-427, рис. XIII. 25), включающий проведение подэтажных буродоставочных ортов, доставочных штреков, рудоспусков, послойную отбойку рудных ромбовидных панелей в зажатой среде вертикальными веерами скважин и послойный торцевой выпуск руды на почву буродоставочных ортов под обрушенными породами.

Недостатком известного способа при торцевом выпуске являются относительно невысокие показатели полноты и качества извлечения руды из недр при разработке крутопадающих залежей - потери составляют 10-15%, разубоживание - 22-30%, при применении данного способа в условиях горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности - потери увеличиваются до 20-25% за счет технической невозможности извлечения руд на почве залежи, в промежутках между ромбовидными панелями. Известен также способ разработки рудных месторождений подэтажным обрушением по патенту РФ №2301335, Е21С 41/22, опубл. в 2007 г., включающий проведение на горизонте выпуска выработок: доставочного штрека, ортов, погрузочных заездов, оконтуривающего штрека, вентиляционной восстающей выработки, а также проведение буровых выработок, отбойку рудных панелей веерами скважин в зажатой среде и выпуск отбитой руды по площадно-торцевой схеме одновременно через орты и погрузочные заезды под обрушенными породами.

Недостатком известного способа является отсутствие технической возможности извлечения руд на почве залежи, в промежутках между ромбовидными панелями и, как следствие, ограниченность области применения способа крутопадающими месторождениями.

Наиболее близким аналогом по технической сущности и совокупности существенных признаков является способ разработки рудных месторождений подэтажным обрушением по патенту РФ №2208162, Е21С 41/22, опубл. в 2003 г., включающий проведение на горизонтах выпуска выработок: штреков, ортов и вентиляционных восстающих, проведение на подэтажах буровых выработок и отбойку рудных панелей скважинами с образованием временного целика над выработками горизонта выпуска, отбойку временного целика секциями с отставанием от отбойки рудных панелей, послойно в зажиме и с торцевым выпуском отбитой руды под обрушенными породами. Дополнительно проходят между ортами погрузочные заезды, а отбойку рудных панелей на подэтажах ведут по простиранию рудного тела, в то время как отбойку временного целика осуществляют секциями из ортов вкрест простирания рудного тела, выпуск отбитой руды производят по площадно-торцевой схеме одновременно через упомянутые орты и погрузочные заезды, которые используют для проветривания очистных забоев.

Недостатком известного способа являются проходка буровых выработок на отдельном горизонте (подэтаже) и, как следствие, повышенный объем проходческих работ, худшие показатели извлечения, вследствие несоответствия параметров рудных панелей фигуре выпуска руды, и двухстадийность процесса очистной выемки, включающей отбойку рудной панели и извлечение временного целика.

Техническая задача заключается в повышении эффективности технологии за счет снижения объема проходческих работ и достижения высоких показателей качества и полноты извлечения руды из недр при отработке горизонтальных и пологих залежей мощностью от 10-15 м.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности подэтажным обрушением, включающем проведение выработок: доставочного орта, буродоставочных штреков, разделяющих рудное тело на панели; погрузочных заездов, разделяющих панели на секции; вентиляционного восстающего, а также отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных штреков, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды по площадно-торцевой схеме одновременно через буродоставочные штреки и погрузочные заезды, согласно техническому решению в качестве буровых выработок используют штреки горизонта выпуска, осуществляют отбойку рудных секций, имеющих форму параллелепипеда, с опережением отработки секций в центральной панели, обеспечивая клиновую в плане форму фронта горных работ, определяющую временную устойчивость налегающих пород над извлекаемыми секциями и увеличение точек выпуска отбитой руды для центральной панели до трех, для остальных панелей - до двух.

Использование в качестве буровых выработок штреков горизонта выпуска обеспечивает снижение объемов проходческих работ, а следовательно, снижение затрат на проходку выработок и повышение интенсивности отработки месторождений, что ведет к повышению эффективности технологии. Послойная отбойка рудных секций, имеющих форму параллелепипеда, и площадно-торцевая схема выпуска обеспечивают возможность выделения и оставления в недрах прослоев пустых пород и некондиционных руд и, как следствие, повышение качества извлечения отбитой руды из недр. Полнота извлечения отбитой руды обеспечивается формированием за счет опережающей отработки секций в центральной панели, клиновой в плане формы фронта горных работ, определяющей временную устойчивость налегающих пород над извлекаемыми секциями и увеличение точек выпуска отбитой руды для секций центральной панели до трех, для секций остальных панелей - до двух. Потери руды при этом составляют 7,0÷8,5%, разубоживание не превышает 12,0÷13,5%, выход чистой руды до начала разубоживания - 65÷72%.

Целесообразно принять следующие параметры выпускаемых секций:

- высота секции h принимается равной мощности залежи;

- ширина секции а соответствует ширине панели (рекомендуется принимать 8 м, по среднему диаметру потока руды при торцевом выпуске);

- толщина секции b рекомендуется , что соответствует критической высоте эллипсоида выпуска.

Этим достигаются минимальные потери и разубоживание отбитой руды, а, следовательно, повышается эффективность технологии.

Послойный выпуск отбитой руды целесообразно вести одинаковыми дозами из погрузочного заезда и буродоставочного штрека. Этим достигается дополнительное повышение показателей полноты и качества извлечения руды, следовательно, и повышение эффективности технологии.

Сущность способа разработки горизонтальных и пологих рудных залежей средней мощности поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 показана схема технологии, вид сверху: 2 - доставочный орт; 5 - доставочный штрек; 6 - рудная панель; 7 - погрузочный заезд; 8 - граница секции; 10 - отбиваемые слои; 11 - камера заполненная твердеющей закладкой.

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1: 2 - доставочный орт; 4 - вентиляционно-ходовой восстающий; 7 - погрузочный заезд; 9 - веера скважин.

на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1: 1 - горизонт выпуска; 2 - доставочный орт; 3 - вентиляционный горизонт; 4 - вентиляционно-ходовой восстающий; 5 - доставочный штрек; 9 - веера скважин.

Заявленный способ реализуется следующим образом.

Весь комплекс подготовительно-нарезных работ выполняется в пределах одного горизонта выпуска 1. На границе выемочного участка проходят доставочный орт 2 вкрест простирания рудного тела, который сбивается с вентиляционным горизонтом 3 восстающим 4. Из доставочного орта 2 проходят доставочные штреки 5, разделяющие рудное тело на панели 6 по простиранию рудного тела. Ширину панели при этом выбирают равной расстоянию между доставочными штреками 5. Далее из доставочных штреков 5 под углом 45-60° проходят погрузочные заезды 7 к центру отбиваемой секции 8, причем к секциям центральной панели проходятся два заезда друг против друга, к остальным секциям по одному заезду с одной из сторон панели. В качестве буровых выработок служат доставочные штреки 5, из которых бурятся веера скважин 9.

Отработку рудных панелей 6 осуществляют секциями 8, имеющими форму параллелепипеда и состоящими из нескольких слоев 10, определяемых расстоянием между веерами скважин 9, пробуренных из доставочных штреков 5. Отработку выемочного участка ведут по простиранию рудного тела с опережающей выемкой руд центральной панели, формируя клиновую в плане форму фронта горных работ, обеспечивающую временную устойчивость налегающих пород над извлекаемыми секциями и увеличение точек выпуска отбитой руды для секций центральной панели до трех, для секций остальных панелей - до двух. Выпуск отбитой руды ведут по площадно-торцевой схеме соответственно с двух погрузочных заездов и штрека в секциях центральной панели, с одного погрузочного заезда и штрека - в секциях остальных панелей. Очистные забои проветривают за счет общешахтной депрессии и вентиляторов местного проветривания, путем подачи потока свежего воздуха через доставочный орт 2 и доставочные штреки 5 с последующим выбросом загрязненного воздуха на вентиляционный горизонт по восстающему 4.