CS257761B2 - Mining process for mineral deposits mining - Google Patents

Description

Vynález se týká dobývacího postupu, zejména pro dobývání užitkových nerostů (uhlí, bauxitu atd.) z ložisek větších rozměrů dobýváním na zával, přičemž u tohoto postupu se má dosáhnout při větším výkonu zvýšené koncentrace prací a větší bezpečnosti.

V hornictví stále obecně platí a v poslední době ještě více získává na důležitosti požadavek na těžbu nerostných látek, probíhající v co nejširším měřítku s nejvýše možnou koncentrací těžebních prací a mechanismů a s co nejvyšším výkonem, přičemž zvýšený výkon se v žádném případě nesmí projevit na zhoršení těžebních podmínek a zejména na ohrožení pracovní a provozní bezpečnosti.

Tato hlediska se projevují ve zvýšené míře při získávání užitkových nerostů z rozlehlých ložisek, těžitelných z několika vedle sebe ležících úseků a/nebo plástu, a také z jednotlivých úseků a projevují se zejména také při těžbě uhlí, které získává stále větší význam jako zdroj energie.

Ložiska nerostů, která jsou velmi rozsáhlá, umožňují za určitých okolností těžbu ve velkém při velkém nasazení těžebních prostředků. Taková těžba se však může uskutečňovat po delší dobu jen v takovém případě, provádí-li se těžba v jednotlivých úsecích nebo plástech moderními a vhodnými dobývacími postupy, například strojním dobýváním na zával, popřípadě etážovým dobýváním na zával, přičemž přitom musí být zabezpečeny příznivé těžební a pracovní podmínky a také zvýšená bezpečnost v celém období provádění těžebních prací.

Těžení ložisek užitkových nerostů s velkou roztohou probíhá obvykle v několika záběrech takovým způsobem, že zejména v případě vedle sebe ležících těžebních polí a úseků se mezi jednotlivými těžebními poli ponechává bezpečnostní pilíř se šířkou 100 metrů nebo i více, který se potom v případě potřeby vytěží dodatečně nebo se ponechá na místě jako ztrátová část. Tyto pilíře mají za úkol jednak zabezpečovat bezpečnost porubu nebo alespoň zlepšovat mechanické podmínky dobývání, jednak mají zejména v případě hořlavých nerostů za úkol zabezpečovat oddělení jednotlivých těžebních polí a úseků a vytvářet větrný uzávěr, který by v podstatné míře snižoval nebezpečí a možnost vzniku endogenních důlních požárů.

Nepochybným nedostatkem těžebních postupů se zabezpečovacími pilíři je skutečnost, že využitelný pilíř, tvořený užitkovým nerostem se dotěžuje dodatečně za podstatně horších podmínek a se zvýšenými výrobními náklady, přičemž těžba většího počtu plástů nebo lavic již v takovém případě nemůže být uskutečněna. Tyto okolnosti ve svém důsledku znamenají značnou ztrátu nerostů v porovnání s původním odhadem vytěžitelného množství, přičemž ovlivňují ta ké dříve nebo později těžební podmínky zbývajících částí ložiska nerostu.

Ovlivnění těžebních podmínek se objeví u všech dobývacích postupů [komorování, dobývání v pruzích, stěnování, dobývání na dlouhých porubních frontách) i případně těžení užitkových nerostů na plný výlom, popřípadě jsou těžební podmínky ovlivněny zejména při dobývání v dlouhých těžebních frontách s komplexní mechanizací jen částečně.

Je známý také postup podle popisu vynálezu ze sovětského autorského osvědčení číslo 589 401, při kterém se vytvářejí umělé pilíře. Charakteristickým znakem tohoto způsobu je skutečnost, že tento způsob je vhodný pro těžbu ve dbou plástech v takovém případě, nachází-li se mezi dvěma slojemi nejméně jeden proplástek. Obě sloje, popřípadě oba plásty se vodí tak, že mezi nimi leží horninová vrstva. Horní plást se těží dobýváním v dlouhých pásech, stropy se zajistí zakotvením a potom se uvede do činností zařízení pro stěnování po úsecích, kterým se v ložisku vytvoří až do úrovně stropu umělý pilíř. Potom se vytěží spodní plást, což má za následek vyvolání stropního závalu.

Použitelnost tohoto postupu je však jen omezená. Jednotlivé technologické operace neumožňují kontinuální těžbu, a to ovlivňuje celkový dobývací výkon. Způsob je také poměrně nákladný, protože je u něj předepsáno zabezpečování kotvením, prováděné uprostřed celého postupu, které je drahé a složité a které také ztěžuje pozdější vyvolávání závalu.

Úkolem vynálezu je vyřešit dobývací postup, u kterého by se nevyskytovaly nedostatky dosud známých postupů a který by mohl být použit v širokém rozsahu na všech místech výskytu nerostů, vhodných pro těžbu a dobývání na zával, zejména na ložiscích nerostů, majících velký plošný rozsah. Způsob podle tohoto řešení by měl umožnit velkou koncentraci produkce při nižších výrobních nákladech a při větším dobývacím výkonu, dosahovaným současně při zvýšené pracovní a provozní bezpečnosti, přičemž výsledkem by mělo být čistější vytěžení využitelných nerostů.

Tento úkol je vyřešen způsobem dobývání podle vynálezu, při kterém se ložisko nerostu rozdělí podle potřeby vodorovně a/ /nebo svisle na úseky a/nebo plásty, podél těchto úseků a/nebo plástů se vytvoří vedlejší chodby a pokud jé to vyžadováno i omezovací chodby, přičemž nerosty se získávají dobýváním na zával. Podstata způsobu podle vynálezu spočívá v tom, že se alespoň na jedné straně vedlejších a omezovačích chodeb a/nebo stropu plástu, následujícího první plást, vytvoří zpevněná oblast, přičemž tato zpevněná oblast se vytvoří některým ze známých postupů a zpevňuje se zejména závalový materiál, přičemž zpěv257761

В nění se vytvoří v závalovém materiálu a v pilíři, tvořeném nerostem. Nerost se získává po úsecích předsunutým nebo zpětným dobýváním v nejméně jednom úseku a/nebo plástu. Vedlejší a/nebo· omezovači chodby nebo jejich jednotlivé úseky se po vytěžení nerostů přerušují a uzavírají. Doprava a větrání se potom provádí příslušnou otevřenou vedlejší a omezovači chodbou, popřípadě porobovou stěnou.

Podle výhodného konkrétního provedení způsobu podle vynálezu se jedna vedlejší chodba vytvoří před porubní frontou a druhá vedlejší chodba za porubní frontou.

Podle jiného výhodného provedení vynálezu se omezovači chodba vytvoří ve směru šířkového rozsahu ložiska nerostu pouze na jedné straně.

Zpevněná oblast se vytvoří podle výhodného provedení vynálezu z více než jedné zpevněné zóny závalového materiálu a z pilířů, umístěných mezi těmito zónami nebo vedle nich.

Je výhodné, použije-li se pro zpevnění závalového materiálu znečištěných minerálních látek, pocházejících popřípadě z oblámaného materiálu.

Je rovněž výhodné, jestliže se minerální látky, používané pro zpevňování závalového materiálu, semelou na velikost zrna menší než 1 mm, zejména na velikost zrna mezi 0,4 až 0,6 mm.

Podle jiného výhodného provedení vynálezu se zpevňování uskutečňuje plynným kysličníkem uhličitým CO2.

Zpevňování závalového materiálu se provádí podle jiného výhodného provedení vynálezu podél úseků nebo podél ložiska nerostů až do· výšky vedlejších a/nebo· omezovačích chodeb.

Při jiném rovněž výhodném provedení vynálezu se ložisko nerostů (sloj) těží v dělených plástech a/nebo v plástech s etážovým dobýváním. Je výhodné, provádí-li se rubání střídavě v dělených plástech a etážovým dobýváním, přičemž první plást se získává etážovým dobýváním.

Za jedno z výhodných řešení se považuje takové provedení způsobu podle vynálezu, při kterém se jednotlivé úseky těží střídavě předsunutým a zpětným dobýváním. Přitom je výhodné, těží-li se první úsek předsunutým dobýváním.

Podle dalšího výhodného provedení způsobu podle vynálezu se úsek předem vytvořené vedlejší, popřípadě doprovodné chodby, následující za porubní frontou, vytvoří odlámáním.

Současně se při jiném výhodném provedení vynálezu využije jako dopravní cesty vedlejší chodby, vytvořené bezprostředně po porubní frontě.

Příklady provádění způsobu podle vynálezu jsou zobrazeny na výkresech, kde na obr.

je znázorněn půdorysný pohled na ložisko užitkových nerostů, dělitelné do několika úseků (plástů), ve kterém probíhá předsunuté nebo zpětné dobývání, opatřené zesílenou oblastí bez pilířů tvořených nerosty a omezovacímí chodbami, na obr. 2 je podobný půdorysný pohled na příklad z obr. 1, na kterém jsou pouze předsunuté úseky, na obr. 3 je svislý řez ložiskem, vedený rovinou III—III z obr. 2, obr. 4 znázorňuje předsunuté dobývání s jedním jediným úsekem a se zesílenou oblastí, zobrazenou v· půdorysném pohledu, která je umístěna vedle pomocné chodby uvnitř úseku, na obr. 5 je svislý rez ložiskem, vedený rovinou V—V z obr. 4, na obr. 6 je znázorněno v řezu trojplástové dobývání, přičemž první plást je tak zvaným děleným plástem, a na obr. 7 je znázorněno dobývání mocné sloje, dělitelné do několika plástů, ve které se první plást těží etážovým dobýváním.

Pro objasnění příkladů je třeba nejprve vysvětlit význam jednotlivých čar: silnými čárami jsou vyznačený hranice slojí, aktivní (otevřené) úseky vedlejších a omezovačích chodeb, zesílené oblasti a porubní fronta: přerušované čáry se vztahují к úsekům vedlejších a omezovačích chodeb, ve kterých do chází к závalu; tečkované čáry 0značují další hranice úseků a plástů a rozložení sloje.

Ve vztahových značkách 10 až 89 znamená první číslice dvoumístného čísla ve všech případech očíslování úseku (plástu), přičemž druhá číslice znamená:

= úsek * = levostranná doprovodná (vedlejší) chodba odpovídajícího úseku (podle obrázku) = zesílená oblast odpovídajícího úseku = plást s dělením plástu = plást s etážovým dobýváním na zával — zpevněná oblast stropu odpovídajícího plástu

Ostatní vztahové značky:

= omezovači chodba == strop

Podle příkladu z obr. 1 probíhá těžba v úseku 10 předsunutým dobýváním, v jehož průběhu se současně vytěžuje materiál z doprovodných vedlejších chodeb 11, 21 společně s porubní frontou. S pokračujícím těžením se části, ležící za porubní stěnou zavalí (řídké šrafování) a v průběhu tvoření závalu se podél vedlejší chodby 21 uvnitř úseku 10 vytvoří zpevněná oblast (husté šrafování) zpevněním závalového materiálu. Po vytěžení úseku 10 se dobývací stroj přemístí ohraničující chodbou nebo omezovači chodbou 90 do druhého úseku 20 a dobývání pokračuje zpětným dobýváním. V jeho průběhu se vytváří v úseku vedlejší chodby 31, ležícím za porubní frontou, popřípadě za porobovou stěnou, zpevněná oblast vedle vedlejší chodby 31; část vedlejší chodby 21, vytvořená zálomem a ležící za porubovou stěnou, a část omezovači chodby 90, která již v dalším postup není potřebná, se opustí. Doprava vytěženého materiálu a větrání důlního prostoru se provádí otevřenou částí chodby 21, porubovou stěnou, otevřenou částí chodby 31, která je dopravní chodbou, omezovací chodbou 90, přičemž tyto části důlního díla navazují na neznázorněné hlavní dopravní chodby a větrací chodby.

Obr. 2 a 3 znázorňují dobývání podobné sloje, probíhající v několika úsecích, při němž se každý úsek dobývá předsunutým dobývacím postupem. Tento způsob dobývání může být použit při těžení stoupajících slojí a je výhodný zejména v podmínkách s bohatým výskytem vody. Tento způsob dobývání může být přirozeně využit a uskutečněn zpětným dobýváním. V obou případech je výhodné je-li doprovodná dopravní chodba hotovena současně s vlastním dobýváním, aby byl к dispozici alespoň jeden úsek chodby, nacházející se v dobrých podmínkách. Naproti tomu je nevýhodné, že délka potřebné výstroje porubní fronty se prodlužuje o výběhovou délku výstroje.

V úseku 60 (obr. 4, 5) je vytvořena zpevněná oblast 62 mezi doprovodnými chodbami 61, 71 a vedle nich. tj. uvnitř úseku, která v příkladném provedení sestává ze dvou pásů zpevněného závalového materiálu, přičemž mezi těmito pásy je ponechán v přírodním stavu pilíř nezpevněného závalového materiálu.

Dobývání nerostné sloje podle obr. 6 probíhá ve třech plástech. Plásty nacházející se pod stropem a vytvořené rozdělením ložiska na plásty, se odtěží a vyvolá se v nich zával. Na horizontu závalu se vytvoří v materiálu závalu v oblasti stropu plástu 26 zpevněná oblast 27 zpevněním závalového materiálu, prováděným jako u jiných běžných postupů přiváděním plynného oxidu uhličitého CO2. Únosnost zpevněných částí se volí tak, aby zpevnění zpozdilo zával stropu bezprostředně následujícího plástu 26. Všechen využitelný nerostný materiál plástu 26 se tak může využít etážovým dobýváním, takže tímto řešením je možno dosáhnout téměř úplného vytěžení nerostných surovin s minimálními ztrátami ponechaných nerostů. Zpevněná oblast, vytvořená na horizontu plástu 26 a mající odpovídající únosnost, umožňuje dobývání následujícího plástu 35, vytvořeného ve formě děleného plástu, pod zpevněným stropem.

Na obr. 7 je znázorněn postup těžby velmi mocné a tím i ve srovnání s předchozími příklady v podstatě větším počtu plástů těžitelné sloje nerostného materiálu. V tomto příkladu je první plást 15 těžen etážovým dobýváním. Na jeho horizontu se vytvoří zpevněný strop 27 pro následující plást 25. Po vytěžení tohoto plástu se vytvoří na horizontu závalového materiálu zpevněná ob last 37 pro strop následujícího a etážovým dobýváním těženého plástu 36.

Způsobem dobývání podle vynálezu se dosahuje zejména těchto výhod:

Způsob podle vynálezu může být využit pro dobývání na zával všech druhů nerostů nezávisle na rozloze sloje a představuje velmi výhodnou metodu těžby při dobývání rozsáhlých nebo velmi rozsáhlých ložisek nerostů.

Zpevněné oblasti umožňují vzájemné oddělení a izolování závalového materiálu, který je v mnohých případech hořlavý, na jednotlivé úseky a plásty a oddělení od těch částí ložiska užitkových nerostů, které ještě nebyly těženy. Zpevněné oblasti, které při přenášení tlaku mají aktivní působení, současně mají příznivý účinek spočívající v tom, že se do vedlejších doprovodných a omezovačích chodeb, probíhajících podél vedle zpevněné oblasti nebo v její blízkosti, přenáší jen malý tlak, což přináší značné výhody pro dimenzování, zabezpečování a provádění údržby těchto chodeb. Při dobývání v mnoha plástech umožňuje zpevnění stropu jednotlivých plástů pomocí zpevněných oblastí použití bezpečnějších, čistších metod, při kterých dochází к menším ztrátám (etážové dobývání na zával).

Z hlediska optimálního využití všech zjištěných ložisek a také z hlediska plynulého a bezpečného těžení a nejlepšího využití podmínek má velký význam, že vytváření a využívání zpevněných oblastí dovoluje podstatné zmenšení dělicích pilířů a v mnoha případech dovoluje úplné vypuštění těchto jinak nezbytných pilířů.

Zpevněné oblasti přinášejí další výhodu spočívající v tom, že při jejich použití se dosahuje v doprovodných vedlejších chodbách a také v porubové stěně výhodnějšího rozložení horninových tlaků, které jsou převáděny kolem chodeb.

Při provádění způsobu podle vynálezu je možno uskutečnit řadu těžebních operací v za sebou následujících úsecích a/nebo plástech, odpovídajících zvláštnostem nerostu, rozměrům a uspořádáním slojí a geologickým podmínkám.

Způsobem podle vynálezu je možno uskutečnit těžební postup při velké koncentraci těžebních prostředků a s velkou kapacitou, který může probíhat plynule, aniž by přitom docházelo· ke zvyšování výrobních nákladů a snižování bezpečnosti. Základním charakteristickým znakem způsobu podle vynálezu je moderní a bezpečné dobývání s minimálními výrobními a provozními náklady. Způsob podle vynálezu je možno charakterizovat dalšími podstatnými prvky, které dosud nebyly zmíněny: při provádění způsobu musí být nasazen a udržován podstatně menší rozsah strojního zařízení, takže se také zkracuje doba potřebná pro přemístění a montáž a demontáž těžebního a dopravního zařízení; protože při způsobu podle vy257761 nálezu se udržuje podstatně menší délka zařízení, přičemž je možno také zajistit mootevřených chodeb, je pro· dopravu materiá- děrní větrání pracovišť.

lu třeba podstatně menší délky dopravního

Claims (15)

1. Dobývací postup pro dobývání ložisek nerostů, při kterém se ložisko nerostu rozdělí podle potřeby vodorovně a/nebo svisle na úseky a/nebo plásty, podél nichž *a popřípadě i podél celého ložiska nerostu se zřídí doprovodné vedlejší chodby a podle potřeby i omezovači chodby, přičemž těžený materiál se dobývá na zával, vyznačujícíc se tím, že nejméně na jedné straně doprovodných a omezovačích chodeb a/nebo ve stropě nejméně jednoho dalšího plástu, následujícího po prvním plástu, se vytvoří zpevněná oblast, přičemž zpevněné oblasti se vytvářejí známým způsobem, zejména zpevněním závalového materiálu a popřípadě mají formu pilířů závalového materiálu nebo nerostu, načež se nerost těží předsazeným a/nebo zpětným dobýváním v nejméně jednom úseku a/nebo plástu a po vytěžení nerostného materiálu se nejméně jedna doprovodná a/nebo omezovači chodba nebo její jednotlivé úseky zavalí a potom se doprava těženého materiálu a větrání provádí otevřenými úseky doprovodných a omezovačích chodeb a popřípadě porubovou stěnou.

2. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že jedna doprovodná vedlejší chodba se vytvoří před porubní frontou a druhá za porubní frontou.

3. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že omezovači chodba se vytvoří ve směru šířkového rozměru ložiska nerostu jen na jedné straně.

4. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že zpevněná oblast se vytvoří z více než jednoho pásu zpevněného závalového materiálu a z pilířů, nacházejících se mezi těmito pásy a/nebo vedle nich.

5. Dobývací postup podle bodu 1. vyznačující se tím, že jako přísada pro zpevnění závalového materiálu se použije nejméně jed na minerální látka, zejména získaná prii těžbě a znečištěná.

6. Dobývací postup podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že minerální látka, použitá pro zpevnění závalového materiálu, se semele na velikost zrna pod 1 mm, zejména pod 0,4 až 0,6 mm.

7. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že pro zpevnění závalového materiálu se do něj přivádí plynný kysličník uhličitý CO2.

8. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že zpevňování závalového materiálu se provádí podél úseků nebo sloje nerostu až do výše doprovodných vedlejších a/nebo omezovačích chodeb.

9. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že sloj se těží v plástech s dělením na jednotlivé plásty a/nebo v plástech s etážovým dobýváním.

10. Dobývací postup podle bodu 9, vyznačující se tím, že dobývání postupuje střídavě v rozdělených plástech a etážovým dobýváním.

11. Dobývací postup podle bodu 10, vyznačující se tím, že první plást se těží etážovým dobýváním.

12. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že dobývání jednotlivých úseků se provádí střídavě předsunutým a zpětným dobýváním.

13. Dobývací postup podle bodu 12, vyznačující se tím, že první úsek se těží předsunutým dobýváním.

14. Dobývací postup podle bodu 2, vyznačující se tím, že úsek předtím naražené doprovodné vedlejší chodby, následující za porubní frontou, se zavalí.

15. Dobývací postup podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako dopravní chodby se využije doprovodné chodby, naražené za porubní frontou.