RU2173386C2 - Method of mineral mining under conditions of high rock pressure - Google Patents
Method of mineral mining under conditions of high rock pressureInfo
- Publication number
- RU2173386C2 RU2173386C2 RU99125789A RU99125789A RU2173386C2 RU 2173386 C2 RU2173386 C2 RU 2173386C2 RU 99125789 A RU99125789 A RU 99125789A RU 99125789 A RU99125789 A RU 99125789A RU 2173386 C2 RU2173386 C2 RU 2173386C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microchambers
- block
- square
- array
- ore
- Prior art date
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005065 mining Methods 0.000 title abstract description 12
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005422 blasting Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003245 working Effects 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 3
- 239000010753 BS 2869 Class E Substances 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано горнорудными предприятиями при подземной добыче полезных ископаемых с применением буровзрывных работ. Известен способ разработки рудных тел, включающий образование компенсационных камер с массовым обрушением на них целиков зарядами скважин, при котором выемку в нижней части блока осуществляют траншеями (см., например, а.с. N 456903, СССР, кл. E 21 C 41/06). The invention relates to the mining industry and can be used by mining enterprises in underground mining using blasting operations. A known method for the development of ore bodies, including the formation of compensation chambers with a massive collapse of the pillars on them by well charges, in which the excavation in the lower part of the block is carried out in trenches (see, for example, AS N 456903, USSR, class E 21 C 41 / 06).
Известный способ разработки месторождений полезных ископаемых не обеспечивает устойчивость камер и, как следствие, безопасность работ. Увеличиваются потери скважин, особенно в условиях повышенного горного давления. The known method of developing mineral deposits does not ensure the stability of the chambers and, as a consequence, the safety of work. Well losses are increasing, especially in conditions of high rock pressure.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки мощных месторождений полезных ископаемых, включающий образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду концентрированными зарядами ВВ (см. а.с. N 496365, СССР, кл. E 21 C 41/06). Closest to the proposed technical solution in terms of technical nature and the achieved result is a method of developing powerful mineral deposits, including the formation of vertical compensation chambers with breaking the ore mass into the compensation space and the clamping medium with concentrated explosive charges (see AS No. 496365, USSR, CL E 21 C 41/06).
Однако недостатком данного способа является стадийность выемки блока (сначала отрабатываются камерные запасы, а затем целики и потолочина). С понижением горных работ на больших глубинах часто происходит самообрушение бортов камер и потолочин, что повышает опасность работ и увеличиваются потери взрывных скважин за счет самообрушения в верхней части блока и сдвижения их в горизонтальной плоскости в средней части. However, the disadvantage of this method is the staged excavation of the block (first chamber reserves are worked out, and then pillars and ceiling). With a decrease in mining at great depths, self-collapse of the sides of chambers and ceilings often occurs, which increases the risk of work and increases the loss of blast holes due to self-collapse in the upper part of the block and their horizontal displacement in the middle part.
Кроме того, работа зарядов ВВ в нижней части массива блока происходит в тяжелых условиях из-за отсутствия достаточной компенсации и, как следствие, переуплотнение отбитой руды, затрудняющей выпуск ее после массового обрушения. In addition, the work of explosive charges in the lower part of the block array occurs in difficult conditions due to the lack of sufficient compensation and, as a result, re-compaction of the beaten ore, which makes it difficult to release it after a mass collapse.
Единый технический результат предлагаемого изобретения - снижение потерь скважин и повышение безопасности работ за счет сохранения устойчивости обрушаемого рудного массива. A single technical result of the invention is to reduce well losses and increase work safety by maintaining the stability of the collapsed ore mass.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем образование вертикальных компенсационных камер с отбойкой рудного массива на компенсационное пространство и зажимающую среду концентрированными зарядами ВВ, компенсационное пространство выполняют в виде микрокамер (МК) и располагают их по квадратной сетке, при этом в нижней части массива микрокамере придают форму усеченного конуса с объемом, обеспечивающим коэффициент разрыхления в 1,3-2,0 раза больший, чем в верхней части массива, а на участках рудного массива, ограниченных микрокамерами, в центральной его части располагают вертикальные концентрированные заряды (ВКЗ) во взрывных полостях (ВП) или пучках параллельно-сближенных скважин (ППСС). The specified technical result is achieved by the fact that in the known method, including the formation of vertical compensation chambers with breaking the ore mass into a compensation space and a clamping medium with concentrated explosive charges, the compensation space is made in the form of microchambers (MK) and placed on a square grid, while in the lower parts of the array are microcamera shaped like a truncated cone with a volume that provides a loosening factor of 1.3-2.0 times greater than in the upper part of the array, and in areas of ore of the array, limited by microcameras, in its central part are vertical concentrated charges (VKZ) in explosive cavities (VP) or bundles of parallel-parallel wells (PPSS).
При этом микрокамеры по площади и высоте обрушаемого массива располагают равномерно со стороной квадрата, равной кратному значению ширины блока (панели), и определяют по формуле
где aмк - сторона квадрата, м;
Bбл - ширина блока, м;
nр - количество принимаемых рядов микрокамер, шт.At the same time, microcameras are uniformly distributed with the square side and the square side equal to a multiple of the width of the block (panel) by the area and height of the collapsed array, and determined by the formula
where a mk is the side of the square, m;
B bl - the width of the block, m;
n p - the number of received rows of microchambers, pcs.
В условиях напряженно-деформированного состояния массива равномерное расположение микрокамер по площади и высоте обрушаемого блока обеспечивает равномерное распределение напряжений, действующих в горизонтальной плоскости нормально направленных рудных тел. При этом микрокамеры и рудный массив в пределах блока (панели) приобретают устойчивое состояние и могут выдерживать самые высокие напряжения, за счет чего снижаются потери скважин и обеспечивается безопасность горных работ. Under the conditions of the stress-strain state of the array, the uniform arrangement of the microchambers over the area and height of the collapsed block provides a uniform distribution of stresses acting in the horizontal plane of normally directed ore bodies. At the same time, microchambers and the ore mass within the block (panel) acquire a stable state and can withstand the highest stresses, thereby reducing well losses and ensuring the safety of mining operations.
Расположение микрокамер по квадратной сетке создает условия равного сопротивления зарядам, расположенным в центральной части, что обеспечивает равномерность дробления по площади и высоте обрушаемого рудного массива. При этом радиус действия зарядов ВВ (трещинообразования) определяют по формуле
Rтр = 0,71•aМК, м, (2)
где Rтр - радиус трещинообразования от действия зарядов ВВ, м.The location of microchambers on a square grid creates conditions for equal resistance to charges located in the central part, which ensures uniform crushing over the area and height of the collapsed ore mass. The radius of action of explosive charges (cracking) is determined by the formula
R Tr = 0.71 • a MK , m, (2)
where R Tr - the radius of cracking from the action of explosive charges, m
Учитывая, что в нижней части обрушаемого массива имеет место переуплотнение отбитой руды с увеличенным выходом негабарита за счет отклонений скважин от заданного направления, а ее выпуск затруднен в начальной стадии после массового обрушения, микрокамеры выполняют в форме усеченного конуса высотой до 1/3 высоты отбиваемого рудного массива с объемом, обеспечивающим коэффициент разрыхления, в 1,3-2 раза больший, чем в верхней части рудного массива. При этих условиях облегчается работа зарядов ВВ в нижней части блока и обеспечивается равномерный выпуск руды по всей его площади. Given that in the lower part of the collapsed mass there is a re-compaction of the beaten ore with an increased oversized yield due to deviations of the wells from the given direction, and its production is difficult in the initial stage after the mass collapse, microcameras are made in the form of a truncated cone with a height of up to 1/3 of the height of the mined ore massif with a volume providing a loosening coefficient 1.3–2 times larger than in the upper part of the ore massif. Under these conditions, the work of explosive charges in the lower part of the block is facilitated and the uniform release of ore over its entire area is ensured.
Предложенное техническое решение отличается от известного а.с. N 496365 следующими отличительными признаками:
- компенсационное пространство выполняют в виде микрокамер с равномерным расположением их по площади и высоте обрушаемого рудного массива;
- микрокамеры в нижней части образуются в форме усеченного конуса высотой до 1/3 высоты отбиваемого рудного массива;
- коэффициент разрыхления в пределах высоты усеченного конуса в 1,3-2,0 раза больше, чем в верхней части рудного массива;
- микрокамеры располагают по квадратной сетке, со стороной квадрата равной кратному значению ширины блока (панели);
- вертикальные концентрированные заряды (ВКЗ) располагают на участках рудного массива, ограниченного микрокамерами в центральной части на пересечении диагоналей квадрата.The proposed technical solution differs from the known A.S. N 496365 the following distinguishing features:
- the compensation space is performed in the form of microchambers with their uniform distribution over the area and height of the collapsed ore mass;
- microchambers in the lower part are formed in the form of a truncated cone up to 1/3 of the height of the beaten ore mass;
- the coefficient of loosening within the height of the truncated cone is 1.3-2.0 times greater than in the upper part of the ore mass;
- microcameras are placed on a square grid, with the side of the square equal to a multiple of the width of the block (panel);
- vertical concentrated charges (VKZ) are located in sections of the ore mass, limited by microcameras in the central part at the intersection of the diagonals of the square.
Сущность предлагаемого способа разработки полезных ископаемых в условиях повышенного горного давления поясняется фиг. 1, фиг. 2. На фиг.1 показан поперечный разрез добычного блока; фиг. 2 - план расположения микрокамер (МК) и взрывных полостей (ВП) для размещения вертикальных концентрированных зарядов (ВКЗ), а также зарядов ВВ для отрезки блока от массива. The essence of the proposed method for the development of minerals under conditions of high rock pressure is illustrated in FIG. 1, FIG. 2. Figure 1 shows a cross section of a mining block; FIG. 2 - a plan of the location of microchambers (MK) and explosive cavities (VP) for the placement of vertical concentrated charges (VKZ), as well as explosive charges for the block segment from the array.
Указанный способ осуществляется следующим образом. The specified method is as follows.
Из буровых выработок 1 секционным взрыванием глубоких скважин проходят восстающие выработки для создания компенсационных микрокамер 2 и размещения ВКЗ - 3. После проходки восстающей микрокамеры на 1/3 высоты блока взрывают дополнительные скважины, обуренные под углом - с горизонта подсечки, на пройденный восстающий, образуя конусообразную форму микрокамеры в нижней ее части высотой до 1/3 высоты отбиваемого слоя (панели), т.е. From the workings 1, sectional deep blasting is carried out by rebellious workings to create compensating
hк ≅ 1/3 Hп (см. фиг.1), (3)
где hк - высота конуса, м;
Hп - высота отбиваемого слоя (панели), м.h to ≅ 1/3 H p (see figure 1), (3)
where h to - the height of the cone, m;
H p - the height of the beating layer (panel), m
При этом объем конусообразных микрокамер должен удовлетворять условию
где ΣVмк - суммарный объем микрокамер, приходящийся на 1 заряд, м3;
Vвп - объем взрывной полости, м3;
Vм - объем отбиваемой части массива, приходящийся на 1 заряд, м3;
Kкн - коэффициент компенсации в нижней части блока (1/3Hп);
Ккв - коэффициент компенсации в верхней части блока (2/3Hп).In this case, the volume of conical microchambers must satisfy the condition
where ΣV mk is the total volume of microchambers per 1 charge, m 3 ;
V VP - the volume of the explosive cavity, m 3 ;
V m - the volume of the beaten part of the array per 1 charge, m 3 ;
K kn - compensation factor in the lower part of the block (1 / 3H p );
K square - compensation factor in the upper part of the block (2 / 3H p ).
Расположение МК в панели (блока) принимается 2-рядное по квадратной сетке со стороной квадрата, определяемой по формуле (1). The location of the MK in the panel (block) is taken 2-row on a square grid with the side of the square determined by the formula (1).
Вертикальные концентрированные заряды располагают в восстающих выработках в центральной части массива, ограниченного МК со стороны массива и МК и зажатого средой со стороны отработки. При этом место расположения ВКЗ определяется в точке пересечения диагоналей квадрата 4 с радиусом действия, определяемого по формуле (2). Для уменьшения потерь и разубоживания руды за счет снижения прихвата породы со стороны висячего и лежачего боков между микрокамерами и зажатой средой располагают ВКЗ в пучках параллельно-сближенных скважин 5 с диаметрально противоположным смещением их по обе стороны от линии размещения зарядов по длине блока (см. а.с. N 1277672, СССР, кл. E 21 С 37/00, 41/06). Vertical concentrated charges are located in the uprising workings in the central part of the massif, bounded by the MK on the side of the massif and MK and sandwiched by the medium on the mining side. In this case, the location of the VKZ is determined at the intersection of the diagonals of
Аналогично располагают заряды в последнем ряду микрокамер со стороны массива, смещая их от линии расположения зарядов по ширине блока. Отработку блока производят в одну стадию массовым обрушением с использованием схем КЗВ. Similarly, charges are placed in the last row of microchambers from the array side, displacing them from the line of charge arrangement along the block width. Block mining is carried out in one stage by mass collapse using KZV schemes.
В первую очередь взрывают заряды пучков скважин во II ряду микрокамер со стороны массива с замедлением от центра к флангам блока или одновременно в зависимости от мощности зарядов и длины блока. First of all, the charges of well beams in the II row of microchambers from the side of the array are blown up, slowing down from the center to the flanks of the block or at the same time depending on the power of the charges and the length of the block.
При этом осуществляется отрезка блока от массива, предотвращая распространение взрывной волны по рудному телу, снижая сейсмическое воздействие на выработки соседнего блока. In this case, the block is cut from the array, preventing the propagation of the blast wave over the ore body, reducing the seismic effect on the workings of the neighboring block.
Во вторую очередь взрывают ВКЗ по основному массиву блока 3 с замедлением от центра к флангам блока. In the second turn, the VKZ is blown up in the main array of
В последнюю очередь обрушается потолочина блока зарядами ВВ 6. Предлагаемый способ разработки полезных ископаемых в условиях повышенного горного давления по сравнению с прототипом (а.с. N 496365) позволяет:
1. Снизить потери скважин за счет равномерного распределения напряжений в массиве как по площади, так и высоте обрушаемых блоков.Lastly, the ceiling of the block collapses with explosive charges 6. The proposed method for the development of minerals under conditions of high rock pressure in comparison with the prototype (a.s. N 496365) allows:
1. To reduce the loss of wells due to the uniform distribution of stresses in the array both in area and height of collapsed blocks.
2. Устранить самообрушение микрокамер и потолочин в условиях высокого горного давления. 2. Eliminate the self-collapse of microchambers and ceilings under high rock pressure.
3. Обеспечить интенсивный и равномерный выпуск руды в начальной стадии после массового обрушения. 3. To ensure intensive and uniform ore release in the initial stage after mass collapse.
4. Сохранить устойчивость рудного массива до его обрушения зарядами ВВ. 4. To maintain the stability of the ore mass until it collapses with explosive charges.
5. Обеспечить безопасность труда рабочих при подготовке блока к отработке и проведению массового взрыва. 5. Ensure the safety of workers during the preparation of the unit for testing and conducting a mass explosion.
Claims (3)
где aмк - сторона квадрата, м;
Вбл - ширина блока (панели), м;
np - количество принимаемых рядов микрокамер, шт.1. A method of developing minerals under high rock pressure, including the formation of vertical compensation chambers with breaking the ore mass into a compensation space and a clamping medium with concentrated explosive charges, characterized in that the compensation space is made in the form of microcameras and arranged on a square grid with a square side defined by the formula
where a mk is the side of the square, m;
In bl - the width of the block (panel), m;
n p - the number of received rows of microchambers, pcs.
Rтр = 0,71•aмк, м.3. The method of developing minerals under high rock pressure according to claim 1, characterized in that the vertical concentrated charges are located between the microchambers in the central part of the sections of the array with a radius of action
R Tr = 0.71 • a mk , m.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2173386C2 true RU2173386C2 (en) | 2001-09-10 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478912C1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Method to explode rock massifs of various strength |
| RU2573663C1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Relief of rock-bump and structurally disordered deposits |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОЗЛОВСКИЙ Е.А. Горная энциклопедия, т.3 - М.: Советская энциклопедия, 1987, с. 75. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478912C1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный горный университет" (МГГУ) | Method to explode rock massifs of various strength |
| RU2573663C1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Relief of rock-bump and structurally disordered deposits |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6532874B2 (en) | Method of blasting bench of rock with improved blasting efficiency and reduced blasting nuisance | |
| CN110966002B (en) | Roof cutting pressure relief method based on intensive drilling | |
| KR101077067B1 (en) | The blasting method of tunnel under stopping by vertical & horizental bench drilling : tvh - bench | |
| CN108252651B (en) | Method for fully mechanized mining face multipoint dispersion parallel type blast hole presplitting roof | |
| RU2511330C2 (en) | Method for large-scale explosive destruction of mine rock masses of complex structure for selective extraction of mineral deposit at open-pit mining | |
| US4069760A (en) | Method for driving a shaft with shaped charges | |
| RU2173386C2 (en) | Method of mineral mining under conditions of high rock pressure | |
| US4135450A (en) | Method of underground mining | |
| KR20000025044A (en) | Method of blasting bench using 4 free faces in blasting rock of 2 free faces | |
| NO762410L (en) | ||
| US4262965A (en) | Triangular blasting into limited voids for vertical free face retorts | |
| RU2213222C2 (en) | Method of pillar breakage | |
| RU2702483C1 (en) | Non-explosive method for separation of large-size granite blocks from an array | |
| JP3486103B2 (en) | How to blast rock | |
| KR102550484B1 (en) | Double explosive blasting method | |
| US4673218A (en) | Tunnel excavation method | |
| RU2186979C2 (en) | Method of mining of thick ore deposits | |
| RU2197615C2 (en) | Method of mining thick ore deposits | |
| CN112610226B (en) | Pre-splitting hole distribution structure for lithologic roadway engineering and tunneling method | |
| RU2174601C1 (en) | Process of preparing bottoms of chambers or blocks | |
| SU1546638A1 (en) | Method of mining sloping ore deposits | |
| CN112922600B (en) | Stress cut-off type ground pressure control method | |
| RU2133447C1 (en) | Method of blasting of crumbling rocks onto open surface | |
| RU2182663C2 (en) | Method of mining of thick deposits in unstable massif | |
| Volchenko et al. | Geomechanical substantiation of the resource-saving alternatives of the induced block caving method |