PL206805B1 - Sposób sterowania ciśnieniem eksploatacyjnym na froncie wybierania złóż minerałów użytecznych w kopalniach podziemnych - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206805 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 375672 ^{(51) Int.Cl.}

E21C 41/00 (2006.01) E21C 41/22 (2006.01) E21F 15/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 13.06.2005

Sposób sterowania ciśnieniem eksploatacyjnym na froncie wybierania złóż minerałów użytecznych w kopalniach podziemnych

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 27.12.2006 BUP 26/06	(73) Uprawniony z patentu: KGHM CUPRUM SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ CENTRUM BADAWCZO-ROZWOJOWE, Wrocław, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.09.2010 WUP 09/10	(72) Twórca(y) wynalazku: KRZYSZTOF SZCZERBIŃSKI, Legnica, PL RAFAŁ DĘBKOWSKI, Wrocław, PL ZBIGNIEW SADECKI, Wrocław, PL

PL 206 805 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania ciśnieniem eksploatacyjnym, w przypadku prowadzenia podziemnej eksploatacji górniczej pokładowych i pseudopokładowych złóż minerałów użytecznych, znajdujący zastosowanie zwłaszcza do eksploatacji złóż rud miedzi o małej miąższości prowadzonej systemami zabierkowymi lub ubierkowymi.

Znane są sposoby prowadzenia eksploatacji systemami ubierkowym i zabierkowymi, w których wyrobiska poeksploatacyjne likwiduje się poprzez częściowe lub całkowite wypełnienie podsadzką suchą. Znany jest również sposób likwidowania przestrzeni wybranej poprzez zawał wymuszony robotami strzałowymi lub samoczynny. Znany jest również sposób wypełniania pustek poeksploatacyjnych polegający na wykonywaniu strzelań w spągu w celu rozluzowania płonnych skał podścielających złoże. Zastosowanie systemów zabierkowych i ubierkowych jest szczególnie korzystne przy eksploatacji złoża cienkiego, gdy konieczne jest selektywne urabianie calizn. Jednak w porównaniu do powszechnie stosowanych w polskim górnictwie miedzi systemów filarowo-komorowych w przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych nie jest możliwe stosowanie szeregu wypracowanych metod ograniczania zagrożenia tąpaniami. W warunkach dużego zagrożenia tąpaniami szczególnie ważne jest unikanie sytuacji, gdy wyrobiska, w których odbywa się ruch maszyn i ludzi, sąsiadują z caliznami znajdującymi się w stanie sprężystym, które podane są znacznym obciążeniom wynikającym z sumowania się ciśnień pierwotnych i ciśnienia eksploatacyjnego. W przypadku systemów ubierkowych i zabierkowych praktycznie jedyną metodą ograniczania ciśnienia eksploatacyjnego jest wypełnienie zrobów materiałem o jak najmniejszej ściśliwości w celu ograniczenia deformacji warstw nadkładu. Najskuteczniejszą metodą jest wypełnianie zrobów podsadzką hydrauliczną o małej ściśliwości, jest to jednak metoda najdroższa, która może nie mieć ekonomicznego uzasadnienia w przypadku eksploatacji złoża o małej miąższości. Najkorzystniejsza ekonomicznie metoda likwidacji poprzez samoistny lub (mniej korzystna) wymuszony zawał stropu w przypadku złóż, ponad którymi występują grube ławice skał o wysokiej wytrzymałości (jak ma to miejsce w LGOM) nie daje oczekiwanych rezultatów. W przypadku stosowania zawału nie uzyskuje się w takich wypadkach pełnego wypełnienia przestrzeni wybranej i podparcia stropu w bezpośredniej bliskości frontu wybierania. W przypadku wypełniania zrobów podsadzką suchą, zwłaszcza skałą płonną pochodzącą z selektywnego urabiania złoża, uzyskuje się bardzo dobre wypełnienie zrobów przy relatywnie niskich kosztach. Wadą tego sposobu jest jednak to, że nie jest możliwe uzyskanie natychmiastowego podparcia stropu, tj. podsadzka zaczyna przenosić obciążenia od stropu dopiero po pewnym czasie, gdy deformujący się strop zaciśnie gruzowisko podsadzkowe. Przy stałym postępie frontu wybierania opóźnia to moment uzyskania pełnego podparcia stropu (po kompresji podsadzki) zwiększając całkowitą deformację stropu i długość wspornika oddziaływującego na urabianą caliznę, zwiększając tym samym ciśnienia eksploatacyjne.

Istotą rozwiązania według wynalazku jest sposób, który polega na tym, że po wypełnieniu przestrzeni wybranej podsadzką suchą znanymi sposobami, z przyległych wyrobisk wierci się otwory strzałowe w spągu lub w stropie lub w obu równocześnie w ten sposób, aby możliwe było umieszczenie ładunków materiałów wybuchowych ponad lub pod przestrzenią wypełnioną podsadzką. Następnie odpala się te ładunki uzyskując dodatkową ilość podsadzki z rozluzowanych skał stropowych lub spągowych lub obu równocześnie, tym samym uzyskuje się zwiększenie ich objętości i wstępną kompresję podsadzki. Powoduje to uzyskanie niemal natychmiastowego podparcia stropu, a na pewno znacznie większego niż w znanych sposobach, zmniejszając całkowitą deformację stropu i zmniejszając długość wspornika oddziaływującego na urabiana caliznę, co z kolei pozwala zmniejszyć ciśnienia eksploatacyjne i zagrożenie od tąpnięcia w urabianych caliznach. Takie strzelania kompresujące najkorzystniej wykonywać z częstotliwością równą krokowi podsadzki. Zastosowanie sposobu według wynalazku jest szczególnie korzystne w przypadku takiego prowadzenia eksploatacji, że w ubierce (zabierce), gdy urabiane jest tylko złoże o miąższości mniejszej niż konieczna wysokość wynikająca z gabarytów stosowanych maszyn samojezdnych, za ś wyrobiska wydzielają ce zabierki lub ubierki drążone są, korzystnie w sposób selektywny, wysokością większą od miąższości złoża. W takim przypadku otwory strzałowe wierci się, korzystnie równolegle lub prawie równolegle do spągu złoża, z wyrobisk wydzielających ubierki lub zabierki, w skałach leżących ponad lub pod złoż em w zależności od tego czy wyrobiska wydzielające ubierki lub zabierki prowadzone są, odpowiednio, po spągu złoża lub po stropie złoża.

Sposób według wynalazku posiada szereg istotnych zalet, pozwala na sterowanie ciśnieniem eksploatacyjnym poprzez dobór grubości pakietu rozluzowywanych skał a co za tym idzie stopniem

PL 206 805 B1 wstępnej kompresji podsadzki. Zmniejsza, w porównaniu do znanego sposobu, zagrożenie tąpaniami w wyniku aktywnego zmniejszania ciś nienia eksploatacyjnego w urabianej caliź nie. Obniż a takż e koszty w stosunku do alternatywnej możliwości wypełniania zrobów podsadzką hydrauliczną lub zastosowaniu traconej obudowy podporowej.

Sposób według wynalazku jest przedstawiony i bliżej objaśniony w przykładach zastosowania zilustrowanych rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia eksploatację systemem zabierkowym w polu wybierania, w którym wszystkie wyrobiska prowadzone są wysokością większą od miąższości złoża, zaś fig. 2 przedstawia eksploatację systemem ubierkowym w polu wybierania, w którym wyrobiska wydzielające ubierki prowadzone są wysokością większą od miąższości złoża po jego spągu zaś w ubierkach urabiane jest tylko złoż e.

W przykładzie pierwszym (fig. 1) przedstawiono część pola eksploatacyjnego, w którym złoż e o małej miąższości wybierane jest systemem filarowo-ubierkowym. Filary 1 urabiane są selektywnie ubierkami 2. W ubierkach wybierane jest tylko złoże, a urobiona selektywnie skała płonna lokowana jest w zrobach 3, stanowiąc naturalną podsadzkę suchą. W celu uzyskanie natychmiastowego podparcia warstw stropowych w zrobach, wykonuje się otwory strzałowe 5 w spągu i w stropie na linii wypełnionych podsadzką suchą zrobów. Po załadowaniu materiałem wybuchowym i wykonaniu strzelań, urobione skały stropowe i spągowe 4 zapewniają szczelne wypełnienie zrobów i kompresję podsadzki suchej 3, powodujący tym samym natychmiastowe podparcie stropu.

W drugim przykładzie (fig. 2) przedstawiono część pola eksploatacyjnego, w którym złoże o małej miąższości, wybierane jest systemem komorowo-ubierkowym. Filary 1 wydzielane są komorami 6 o niewielkim wybiegu i wysokości większej od miąższości złoża zapewniającej ruch samojezdnego sprzętu górniczego. W ubierkach 2 wybierane jest tylko złoże, a zroby 3 wypełniane są skałą płonną uzyskaną podczas rozdzielczego urabiania komór 6. W celu uzyskania natychmiastowego podparcia stropu w zrobach, z komór 6 wierci się otwory strzałowe 5 w spągowej części ubierki 2. Po wykonaniu strzelań urobione skały 4 powodują szczelne wypełnienie zrobów.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterowania ciśnieniem eksploatacyjnym w przypadku prowadzenia eksploatacji złóż minerałów użytecznych, zwłaszcza złóż rud miedzi o małej miąższości systemami ubierkowymi lub zabierkowymi, w których wyrobiska eksploatacyjne likwiduje się poprzez wypełnienie ich podsadzką suchą, znamienny tym, że po wypełnieniu pustki podsadzka suchą, na wielkość co najmniej jednego kroku podsadzki, z wyrobisk eksploatacyjnych wierci się otwory strzałowe w spągu i/lub w stropie, w ten sposób, aby możliwe było umieszczenie ładunków materiałów wybuchowych ponad i/lub pod przestrzenią wypełnioną podsadzką, a następnie odpala się te ładunki uzyskując rozluzowanie skały, zwiększenie jej objętości i wstępną kompresję tej podsadzki.
2. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że otwory strzałowe wierci się z wyrobisk wygrodzonych w zrobach.