RU2203419C2

RU2203419C2 - Process of underground development of thick ore deposits

Info

Publication number: RU2203419C2
Application number: RU2001114952A
Authority: RU
Inventors: П.А. Филиппов; Л.М. Цинкер; В.В. Дорогунцов; А.П. Гайдин; Б.З. Рубежов; В.В. Приб; В.Л. Меер
Original assignee: ОАО "Восточный научно-исследовательский горнорудный институт"
Priority date: 2001-05-31
Filing date: 2001-05-31
Publication date: 2003-04-27

Abstract

FIELD: mining industry, underground development of thick ore deposits with mass collapse of rock mass in excavated blocks. SUBSTANCE: task of invention lies in reduced seismic effect of shock wave to ensure safety of workings, holes, mine communications and equipment in adjacent blocks, in prevention of transmission of additional stresses on rock mass. In process of opening and preparation of ore deposit ore body along the strike is divided into excavation units ( blocks ). Complex of preparatory-cutting workings is prepared on lower horizon in each block, complex of drilling rooms is prepared at upper horizon. Compensation chamber is formed with displacement from contact with adjacent blocks and vertical protective-shielding crack is created on boundary with adjacent blocks by drilling-out of ore body from drilling rooms by downward and upward holes in vertical direction, by charging said holes with explosives and by blasting hole charges. Crack is originated with formation of vertical contact from compacted medium to entire height of block. Hole charges of mentioned crack are blasted with short-delay firing with reference to holes charges located between compensation chamber and adjacent blocks. Formed compacted rock mass in protective-shielding crack works as dampening layer protecting adjacent block and correspondingly drilling and preparatory-cutting workings, communications and equipment located in it from effect of shock seismic waves. EFFECT: reduced effect of shock seismic wave on workings, holes, mine communications and equipment. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано для подземной разработки мощных рудных месторождений при массовых обрушениях массива горных пород в выемочных блоках. The invention relates to the field of mining and can be used for underground mining of powerful ore deposits during mass collapse of a rock mass in mining blocks.

Известен способ разработки полезных ископаемых (см. а.с. 1045670, Е 21 С 41/06), включающий проходку подготовительно-нарезных, буровых и выпускных выработок, бурение вееров глубоких скважин, взрывание скважин, образование компенсационной камеры, обрушение блока слоями с последующим выпуском руды, при котором компенсационную камеру образуют в центре блока скважинами, не дозаряженными на высоту указанный камеры, а отбойку слоев руды в блоке ведут в направлении, перпендикулярном к линии наименьшего сопротивления от скважины до компенсационной камеры. A known method of developing minerals (see AS 1045670, E 21 C 41/06), including the sinking of preparatory rifled, drilling and final workings, drilling fans of deep wells, blasting wells, the formation of a compensation chamber, the collapse of the block layers with subsequent ore production, in which the compensation chamber is formed in the center of the block by wells that are not recharged to the height of the specified chamber, and the ore layers in the block are blasted in the direction perpendicular to the line of least resistance from the well to the compensation chamber ry.

Известен также способ разработки месторождений полезных ископаемых (см. а. с. 534567, Е 21 С 41/06), заключающийся в массовой отбойке руды с предварительным проведением подготовительно-нарезных выработок и выработок для разделки приемного пространства выемочного блока, в котором одновременно с образованием приемного пространства в почве последнего создают вертикальные защитные щели, а затем производят массовую отбойку полезного ископаемого с последующим выпуском через доставочные выработки. There is also known a method of developing mineral deposits (see and.with. 534567, E 21 C 41/06), which consists in mass breaking of ore with preliminary preparation of rifled workings and workings for cutting the receiving space of the extraction block, in which simultaneously with the formation the receiving space in the soil of the latter create vertical protective slots, and then produce a massive breakdown of the mineral with subsequent release through the delivery workings.

Недостатком указанных способов является нарушение подготовительно-нарезных и буровых выработок, подготовленных скважин в смежных блоках от ударных (сейсмических) нагрузок во время массового взрыва массива горных пород в отрабатываемом выемочном блоке, а также накопление в рудном массиве смежных блоков дополнительных напряжений. The disadvantage of these methods is the violation of the preparatory rifled and drilling workings, prepared wells in adjacent blocks from shock (seismic) loads during a mass explosion of a rock mass in the mined block, as well as the accumulation of additional stresses in the ore mass of adjacent blocks.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ подземной разработки мощных рудных месторождений (Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. - М.: Недра, 1984, с.413, рис. XIII21.а), включающий вскрытие, подготовку выработок в выемочных блоках рудного тела, формирование компенсационной камеры в каждом блоке и обуривание отрабатываемого блока нисходящими и восходящими скважинами, заряжание скважин зарядами ВВ с последующим взрыванием на компенсационную камеру, выпуск отбитой горной массы. Closest to the proposed technical solution is the method of underground mining of powerful ore deposits (Imenitov VR Processes of underground mining in the development of ore deposits. - M .: Nedra, 1984, p. 413, Fig. XIII21.a), including opening, preparation of workings in the extraction blocks of the ore body, the formation of a compensation chamber in each block and the drilling of the mined block with downward and ascending wells, loading the wells with explosive charges, followed by blasting into the compensation chamber, release of the broken mountain m assy.

Недостатком данного способа являются нарушения рудного массива, а соответственно пробуренных скважин в смежных блоках от сейсмического воздействия волн, разрушение подготовительно-нарезных и буровых выработок, шихтовых коммуникаций и оборудования от воздействия ударной волны при массовом обрушении массива горных пород в выемочном блоке. The disadvantage of this method is the violation of the ore mass, and accordingly drilled wells in adjacent blocks from the seismic effects of waves, the destruction of preparatory rifled and drilling workings, charge lines and equipment from the effects of a shock wave during mass collapse of a rock mass in a mining block.

Единым техническим результатом предлагаемого технического решения является снижение сейсмического воздействия ударной волны для обеспечения сохранности выработок, скважин, шахтовых коммуникаций и оборудования в смежных блоках, предотвращение передачи на массив горных пород дополнительных напряжений. A single technical result of the proposed technical solution is to reduce the seismic effect of the shock wave to ensure the safety of workings, wells, mine communications and equipment in adjacent blocks, preventing the transmission of additional stresses to the rock mass.

Единый технический результат достигается тем, что в известном способе подземной разработки мощных рудных месторождений, включающем вскрытие, подготовку выработок в блоках рудного тела, формирование компенсационной камеры в каждом блоке и обуривание отрабатываемого блока нисходящими и восходящими скважинами, заряжание скважин зарядами ВВ с последующим взрыванием на компенсационную камеру, выпуск отбитой горной массы, при этом компенсационную камеру формируют со смещением от контакта со смежными блоками, а на границе со смежными блоками создают вертикальную защитно-экранирующую щель путем разбуривания рудного массива из буровых выработок нисходящими и восходящими скважинами в вертикальном направлении, зарядкой указанных скважин зарядами ВВ и взрыванием скважинных зарядов, причем щель образуют с формированием вертикального контакта из уплотненной среды на всю высоту блока, а скважинные заряды указанной щели взрывают с короткозамедленным опережением по отношению к скважинным зарядам, расположенным между компенсационной камерой и смежными блоками. A single technical result is achieved by the fact that in the known method of underground mining of powerful ore deposits, which includes opening, preparing workings in ore body blocks, forming a compensation chamber in each block and drilling the produced block with downward and upward wells, charging wells with explosive charges, followed by blasting at the compensation the chamber, the release of the broken rock mass, while the compensation chamber is formed with an offset from contact with adjacent blocks, and at the border with adjacent blocks we create a vertical protective-shielding gap by drilling the ore mass from the mine workings downward and ascending wells in the vertical direction, charging the indicated wells with explosive charges and blasting the well charges, the gap being formed with the formation of vertical contact from the sealed medium to the entire block height, and the well charges this gap explode with a slower lead in relation to the borehole charges located between the compensation chamber and adjacent blocks.

Смещение компенсационной камеры от контакта со смежным блоком позволяет сохранить массив смежного блока от разрушения при производстве взрывных работ в выемочном блоке. Формирование компенсационной камеры с короткозамедленным последующим взрыванием пучков скважин, расположенных в выемочном блоке по обе стороны от камеры, позволяет создать эффект встречного гашения ударных (сейсмических) волн. The offset of the compensation chamber from contact with the adjacent block allows you to save the array of the adjacent block from destruction during blasting in the extraction block. The formation of a compensation chamber with a short-delayed subsequent blasting of the bunches of wells located in the extraction block on both sides of the chamber allows creating the effect of counter damping of shock (seismic) waves.

Формирование защитно-экранирующей щели на границе со смежным блоком из уплотненной горной массы (не выпущенной) позволяет значительно снизить ударную (сейсмическую) волну в связи с ее гашением в уплотненной среде горной породы, так как коэффициенты гашения ударных волн в монолитном массиве составляют 3,0, а в разрушенных горных породах составляют 5,0. Создание защитно-экранирующей щели перед отбойкой горного массива, расположенного между компенсационной камерой и смежным блоком, короткозамедленным взрыванием пучков скважин определяет формирование защитного (демпферного) слоя при массовой отбойке в выемочном блоке, значительно снижающего передачу напряжений из взрываемого блока в горный массив. The formation of a protective-shielding gap at the border with an adjacent block of compacted rock mass (not released) can significantly reduce the shock (seismic) wave due to its quenching in the compacted rock environment, since the shock absorption coefficients in the monolithic mass are 3.0 , and in the destroyed rocks are 5.0. The creation of a protective-shielding gap before breaking off the rock mass located between the compensation chamber and the adjacent block, by slow-blasting the explosion of bunches of wells determines the formation of a protective (damper) layer during mass break-down in the excavation block, which significantly reduces the transmission of stresses from the blast block to the rock mass.

Указанное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный продольный разрез отрабатываемого и смежных выемочных блоков, на фиг. 2 показан разрез по А-А фиг. 1; а на фиг. 3 показан разрез по Б-Б фиг.1. The specified technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 is a vertical longitudinal section through the mined and adjacent mining blocks; FIG. 2 shows a section along aa of FIG. 1; and in FIG. 3 shows a section along BB of FIG.

При вскрытии и подготовке мощных рудных месторождений рудное тело по простиранию разделяют на выемочные единицы (блоки) 1. В каждом блоке 1 на нижнем горизонте подготавливается комплекс подготовительно-нарезных выработок 2, на верхнем горизонте подготавливается комплекс буровых выработок 3. Компенсационную камеру 4 формируют со смещением от контакта со смежным блоком 5 путем взрывания зарядов в скважинах, пробуренных из буровых выработок 3. Рудный массив выемочного блока 1 разбуривают нисходящими 6 и 10 и восходящими 7 и 8 скважинами. В блоке 1 на границе со смежным блоком 5 из буровых 3 и подготовительно-нарезных выработок 2 бурят нисходящие 9 и восходящие 11 скважины. Взрыванием зарядов в скважинах 9 и 11 с помощью короткозамедленного опережения по отношению к скважинам 10 образуют защитно-экранирующую щель. Образованная уплотненная горная масса в защитно-экранирующей щели служит демпферным слоем, защищающим смежный блок 5, а соответственно расположенные в нем буровые и подготовительно-нарезные выработки, коммуникации и оборудование от воздействия ударных (сейсмических) волн. Отбитую руду выпускают через выпускные выработки 12 блока 1. During the opening and preparation of powerful ore deposits, the ore body along the strike is divided into mining units (blocks) 1. In each block 1, a complex of preparatory cut workings 2 is prepared on the lower horizon, a complex of drilling workings is prepared on the upper horizon 3. The compensation chamber 4 is formed with an offset from contact with the adjacent block 5 by blasting charges in the wells drilled from the workings 3. The ore mass of the extraction block 1 is drilled in descending 6 and 10 and ascending 7 and 8 wells. In block 1, on the border with adjacent block 5 of drilling 3 and preparatory rifling workings 2, downstream 9 and 11 upstream wells are drilled. By blasting charges in wells 9 and 11 using a short-delayed lead in relation to the wells 10 form a protective-shielding gap. The formed compacted rock mass in the protective-shielding slit serves as a damper layer protecting the adjacent block 5, and, accordingly, the drilling and preparation-cutting workings, communications and equipment from shock (seismic) waves. The beaten ore is released through the outlet 12 of block 1.

Предлагаемый способ подготовки и отбойки выемочных блоков при подземной разработке мощных рудных месторождений прошел апробацию на Шерегешском руднике при производстве массовых взрывов в блоках 20, 19, 18, 17 участка "Главный" в этаже 255÷325 м, позволивших предотвратить нарушения пробуренных скважин в смежных блоках, разрушений горных выработок в смежных блоках не обнаружено, обеспечена сохранность коммуникаций и оборудования. The proposed method for preparing and breaking excavation blocks during underground mining of powerful ore deposits was tested at the Sheregesh mine during the production of mass explosions in blocks 20, 19, 18, 17 of the Main section on the floor 255 ÷ 325 m, which allowed to prevent disturbance of drilled wells in adjacent blocks , destruction of mine workings in adjacent blocks was not found, the safety of communications and equipment was ensured.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа по четырем взорванным блокам (в базовых блоках нарушения скважин составляли от 3 до 5%, производилось перезакрепление бетоном козырьков выпускных выработок и кровли подготовительно-нарезных выработок, за счет вывала кусков породы отсекались кабели электроснабжения и т.п.) составил 3 млн. 120 тыс. рублей. The economic effect of the implementation of the proposed method for four blasted blocks (in the base blocks, well disturbances ranged from 3 to 5%, the visors of the exhaust workings and the roof of the pre-cut workings were reinforced with concrete, power supply cables were cut off due to the dumping of pieces of rock, etc.) amounted to 3 million 120 thousand rubles.

Claims

The method of underground mining of powerful ore deposits, including opening, preparing workings in ore body blocks, forming a compensation chamber in each block and drilling the working block with downward and upward wells, loading wells with explosive charges followed by blasting into the compensation chamber, releasing broken rock mass, characterized in that the compensation chamber is formed with an offset from contact with adjacent blocks, and at the border with adjacent blocks create a vertical protective-shielding slot by drilling the ore mass from the mine workings in descending and ascending wells in the vertical direction, charging the indicated wells with explosive charges and blasting the well charges, the gap being formed with the formation of vertical contact from the sealed medium to the entire block height, and the borehole charges of the specified gap explode with a slower lead ahead in relation to the downhole charges located between the compensation chamber and adjacent blocks.