RU2215145C1 - Method of mineral deposit underground mining in strips - Google Patents

Method of mineral deposit underground mining in strips Download PDF

Info

Publication number
RU2215145C1
RU2215145C1 RU2002124017A RU2002124017A RU2215145C1 RU 2215145 C1 RU2215145 C1 RU 2215145C1 RU 2002124017 A RU2002124017 A RU 2002124017A RU 2002124017 A RU2002124017 A RU 2002124017A RU 2215145 C1 RU2215145 C1 RU 2215145C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
worked
roof
workings
mining
wells
Prior art date
Application number
RU2002124017A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Ю.В. Михайлов
В.И. Емельянов
С.В. Горный
М.Д. Новопашин
В.А. Шерстов
В.П. Зубков
Г.П. Необутов
А.А. Назаретова
Original Assignee
Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина
Михайлов Юрий Васильевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, Михайлов Юрий Васильевич filed Critical Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина
Priority to RU2002124017A priority Critical patent/RU2215145C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2215145C1 publication Critical patent/RU2215145C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)

Abstract

FIELD: mining industry; applicable in mining of mineral deposits including those under conditions of cryolite zone (permafrost zone) by underground method in horizontal strips from top down and from bottom upward and filling of worked-out spaces with cementing mixtures. SUBSTANCE: method consists in driving of productive workings-stopes by method of borehole undercharging with leaving of borehole undercharged lengths in pillars between stopes, and extraction of pillars after attaining the required strength of fill in worked-out space. Value of stable exposure of roof of worked-out space is preliminarily determined by offered relationship. Then, mining holes or blastholes are drilled to depth not exceeding the value of stable exposure of roof of worked-out space. Single layers of fill may be made at angle to working floor of 30-45 deg. Ore crushed fines may be filled as floor for upper layer before building up of fill mass. Lower stopes may be driven with displacement of their axes through half of width of upper stope. EFFECT: higher safety of operations and reduced labor input. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области горной промышленности и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых, в том числе в условиях криолитозоны (зоны вечной мерзлоты), подземным способом системами горизонтальных слоев нисходящим или восходящим порядком с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями. The invention relates to the field of mining and can be used in the development of mineral deposits, including in the permafrost zone (permafrost zone), underground method of horizontal layers in descending or ascending order with the laying of the worked out space with hardening mixtures.

Известен способ подземной разработки месторождений горизонтальными слоями, включающий проходку заходок с последующим заполнением их твердеющей закладкой и отработку соседних заходок (целиков) после затвердения закладки (см. В. Р. Именитов. Технология, механизация и организация производственных процессов при подземной разработке рудных месторождений. М.: - Недра, 1973. С. 395-397). There is a method of underground mining of deposits in horizontal layers, including the penetration of openings followed by filling them with a hardening bookmark and the development of neighboring openings (pillars) after hardening the bookmarks (see V. R. Imenitov. Technology, mechanization and organization of production processes in underground mining of ore deposits. M .: - Nedra, 1973.P. 395-397).

Недостатком этого способа является необходимость проведения большого объема горных выработок тупиковыми забоями. The disadvantage of this method is the need for a large volume of mine workings with dead ends.

Из известных способов наиболее близким к предлагаемому является способ разработки руд горизонтальными слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства, заключающийся в проведении заходок методом недозаряженных скважин с оставлением недозаряженных отрезков скважин в целиках между заходками, отработке целиков с заряжанием отрезков скважин в них через трубы, размещаемые в закладываемых смежных заходках и соединяющие устья скважин в соседних целиках (см. авт. св. SU 573596, Е 21 С 41/06, 1975). Of the known methods, the closest to the proposed one is the method of developing ores in horizontal layers with a hardening laying of the mined out space, which consists in making calls using the method of undercharged wells with leaving undercharged sections of wells in pillars between runs, mining pillars with charging sections of wells in them through pipes placed in the laid adjacent approaches and connecting wellheads in adjacent pillars (see ed. St. SU 573596, E 21 C 41/06, 1975).

Недостатком данного способа является высокая трудоемкость работ, а также опасность обрушения кровли очистных выработок - искусственной кровли при нисходящем порядке отработки; или естественного горного массива - при восходящем порядке. The disadvantage of this method is the high complexity of the work, as well as the danger of collapse of the roof of the mine workings - artificial roof with a downward working order; or a natural mountain range - in ascending order.

В основу настоящего изобретения положена задача создания подземной разработки месторождений полезных ископаемых горизонтальными слоями, обеспечивающего безопасность горных работ за счет определения величины устойчивого обнажения, не допускающего обрушения кровли при добыче полезного ископаемого из недр, а также снижение трудоемкости очистных работ за счет реализации принципа независимости при выполнении основных технологических процессов. The basis of the present invention is the creation of underground mining of mineral deposits in horizontal layers, ensuring the safety of mining by determining the magnitude of stable outcrops that prevent roof collapse during mining from the bowels, as well as reducing the complexity of treatment by implementing the independence principle when performing main technological processes.

Поставленная задача достигается тем, что в способе подземной разработки месторождений полезных ископаемых горизонтальными слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства, заключающемся в проведении очистных выработок методом недозаряжания скважин или шпуров с оставлением недозаряжаемых отрезков скважин в целиках между очистными выработками и отработке целиков после достижения необходимой прочности закладки в заходках, согласно изобретению, предварительно определяют величину устойчивого обнажения кровли очистного пространства В, а затем бурят очистные скважины или шпуры глубиной L, не превышающей величину В, определяемую по формуле:

Figure 00000002

где φ - нагрузка на пролет выработки, кН/м2;
τ - показатель устойчивости налегающего массива (показатель устойчивости проф. Куликова В.В.), м;
γ - объемный вес налегающего массива, кН/м3.The problem is achieved by the fact that in the method of underground mining of mineral deposits in horizontal layers with a hardening laying of worked out space, which consists in carrying out treatment workings by the method of undercharging wells or holes, leaving uncharged sections of wells in the pillars between treatment workings and working out the pillars after reaching the required laying strength in inlets, according to the invention, pre-determine the amount of stable exposure of the roof of the treatment plant transoms, and then drill treatment wells or holes with a depth L not exceeding the value of B, determined by the formula:
Figure 00000002

where φ is the load on the span of the mine, kN / m 2 ;
τ is the indicator of the stability of the overlying massif (indicator of the stability of Prof. V. Kulikov), m;
γ is the bulk density of the overlying array, kN / m 3 .

В предпочтительных вариантах реализации способа:
- единичные слои закладки выполняют под углом к почве выработки α = 30-45o;
- на почву верхнего слоя перед возведением закладочного массива отсыпают рудную дробленую мелочь;
- проведение нижних заходок выполняют смещением их оси на половину ширины верхней очистной выработки.In preferred embodiments of the method:
- the single layers of the bookmarks are performed at an angle to the soil of the development α = 30-45 o ;
- ore crushed ore is poured onto the soil of the upper layer before the construction of the filling mass;
- carrying out lower calls is performed by shifting their axis by half the width of the upper treatment workings.

Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.

Исследованиями установлено, что нагрузка на обнажение одиночной горной выработки по кровле составляет:
φ = γ•l2/8•τ,
откуда

Figure 00000003

где l - пролет выработки по кровле, м.Studies have established that the load on the exposure of a single mine working on the roof is:
φ = γ • l 2/8 • τ,
where from
Figure 00000003

where l is the span of the roof overhang, m

При пересечении двух выработок применяют эквивалентный пролет сопряжения выработок lэкв, который можно разделить на три вида: пересечение, ответвление, примыкание. При этом lэкв= 2S/P, где S/P - гидравлический радиус. Несложные построения показывают, что применительно к нашему случаю эквивалентный пролет составит
lэкв= 2•6•а•в/(6•а+4•в),
где а - ширина первичной выработки, м;
в - ширина выработки примыкания, м;
если а = в = l, то lэкв= 1,2l.At the intersection of two workings, an equivalent span of mating of workings is used, l equiv , which can be divided into three types: intersection, branch, adjacency. Moreover, l equiv = 2S / P, where S / P is the hydraulic radius. Simple constructions show that in our case the equivalent span is
l eq = 2 • 6 • a • b / (6 • a + 4 • b),
where a is the width of the primary output, m;
in - the width of the junction, m;
if a = b = l, then l eq = 1.2l.

Поскольку величина устойчивого обнажения кровли очистного пространства (то есть величина устойчивого пролета сопряжении выработок) в нашем случае равна В=2•lэкв, следовательно, окончательно получим

Figure 00000004

Таким образом, определив величину устойчивого обнажения по кровле сопряжения двух выработок В, принимают максимальную глубину бурения очистных скважин L, которая не должна превышать В, то есть должно быть соблюдено следующее ограничение L≤В.Since the value of the stable exposure of the roof of the treatment space (that is, the value of the stable span of the mating workings) in our case is equal to B = 2 • l eq , therefore, we finally obtain
Figure 00000004

Thus, having determined the value of the stable nudity on the roof of the interface between two workings B, the maximum depth of drilling of the treatment wells L, which should not exceed B, is taken, that is, the following restriction L≤B must be observed.

При разработке месторождений в условиях криолитозоны (зоны вечной мерзлоты), как установлено, в качестве твердеющей закладки наиболее целесообразно применять воду или воду с твердыми отходами горного производства. В этом случае необходимо формировать закладочный массив в рациональном режиме, то есть слоями, толщину которых определяют в зависимости от теплофизических свойств воды и применяемых хладагентов (воздух, пустые породы отвалов, "хвосты" обогатительных фабрик и другое) и их первоначальных температур. При этом для обеспечения плотного контакта закладки и кровли выработки единичные слои закладки выполняют под углом к почве выработки α = 30-45o, что обеспечивает наиболее полное заполнение выработки и равномерное распределение единичного слоя воды по всей поверхности закладочного массива. При углах менее 30o закладочный массив формируется неравномерно, в основном в верхней части массива, при углах более 45o - в нижней части.When developing deposits in the permafrost zone (permafrost zone), it has been established that it is most expedient to use water or water with solid waste from mining as the hardening bookmark. In this case, it is necessary to form a filling array in a rational mode, that is, layers, the thickness of which is determined depending on the thermophysical properties of the water and the refrigerants used (air, waste rock dumps, tailings of processing plants and others) and their initial temperatures. Moreover, to ensure tight contact between the bookmarks and the roof of the mine, the individual layers of the bookmark are made at an angle to the mine soil α = 30-45 o , which ensures the most complete filling of the mine and the uniform distribution of a single layer of water over the entire surface of the filling array. At angles less than 30 o the stowage array is formed unevenly, mainly in the upper part of the array, at angles of more than 45 o - in the lower part.

При разработке месторождения нисходящими слоями принципиальное значение имеет необходимость обеспечения устойчивости кровли нижнего слоя, которая обеспечивается монолитностью закладочного массива верхнего слоя в нижней его части и снижением воздействия взрыва при ведении очистных взрывных работ в нижнем слое. When developing a field in descending layers, of fundamental importance is the need to ensure the stability of the roof of the lower layer, which is ensured by the solidity of the backfill array of the upper layer in its lower part and by reducing the impact of the explosion during blasting operations in the lower layer.

Это условие обеспечивается, во-первых, за счет отсыпки рудной дробленой мелочи на почву верхнего слоя перед возведением закладочного массива, что предотвращает разрушительное воздействие взрывных работ при отработке нижнего слоя, и, во-вторых, за счет проведения нижних заходок со смещением оси заходки на половину ширины очистной выработки верхнего слоя, что создает куполообразный свод при проведении выработок нижнего слоя. This condition is ensured, firstly, by pouring ore crushed fines into the soil of the upper layer before the construction of the filling mass, which prevents the destructive effect of blasting during mining of the lower layer, and, secondly, by conducting lower drillings with a shift of the insertion axis by half the width of the mine workings of the upper layer, which creates a domed arch when conducting workings of the lower layer.

На фиг.1 показан горизонтальный разрез массива, сечение по А -А; на фиг. 2-4 - сечения соответственно по Б-Б, В-В, Г-Г. Figure 1 shows a horizontal section of the array, a section along a-a; in FIG. 2-4 - sections, respectively, on BB, V-V, G-G.

Способ включает образование вентиляционной выработки 1 и доставочной выработки 2 традиционными способами тупиковыми забоями. The method includes the formation of ventilation workings 1 and delivery workings 2 by traditional methods deadlocks.

Аналогично проходят разрезную очистную выработку 3. Затем из очистной выработки (заходки) 3, перпендикулярно ей бурят горизонтальные и наклонные по кровле и почве скважины 4 в несколько рядов. При этом глубина L скважин 4 должна быть меньше величины устойчивого обнажения кровли В, которая определяется по формуле:

Figure 00000005

где φ - нагрузка на пролет выработки, кН/м2;
τ - показатель устойчивости налегающего массива (показатель устойчивости проф. Куликова В.В.), м;
γ - объемный вес налегающего массива, кН/м3;
В - устойчивый пролет выработанного пространства, м.Similarly, a split treatment workout 3 passes. Then, from a treatment workout (run-in) 3, horizontal and inclined wells 4 are drilled perpendicularly to it in the roof and soil in several rows. Moreover, the depth L of the wells 4 should be less than the value of the stable exposure of the roof, which is determined by the formula:
Figure 00000005

where φ is the load on the span of the mine, kN / m 2 ;
τ is the indicator of the stability of the overlying massif (indicator of the stability of Prof. V. Kulikov), m;
γ is the bulk density of the overlying array, kN / m 3 ;
In - a stable span of the worked out space, m

Это условие позволяет обеспечить устойчивость кровли, так как максимальная величина обнажения очистного пространства по кровле может быть не более глубины скважин. This condition allows to ensure the stability of the roof, since the maximum exposure of the treatment space along the roof can be no more than the depth of the wells.

После этого скважины заряжают частично на глубину 5, то есть на ширину (как правило, это половина длины L) заходки 6, которая образуется в результате отбойки этой части скважин. After this, the wells are partially charged to a depth of 5, that is, to the width (usually half the length L) of the insert 6, which is formed as a result of breaking this part of the wells.

Как только выработка 6 будет пройдена на всю длину (от откаточной до вентиляционной выработки) или частично, концы скважин тампонируют пробками 7, на почву выработки 3 отсыпают рудную мелочь 8, а выработку 3 заполняют закладкой 9. После набора закладочным массивом необходимой прочности выполняют отбойку оставшихся частей скважин 10, образуя очистное пространство 11 шириной L. Вследствие того, что L меньше величины утойчивого обнажения В, обеспечивается безопасность проведения горных работ, так как предотвращается обрушение кровли. Кроме того, ввиду того, что при отработке верхнего слоя на почву выработок отсыпали рудную мелочь 8, тем самым предотвращалось разрушение кровли очистного пространства от воздействия взрывных работ. As soon as mine 6 is run the entire length (from exhaust to ventilation mine) or partially, the ends of the wells are plugged with plugs 7, ore ore 8 is poured into the mine 3 and mine 3 is filled with bookmark 9. After filling with the necessary strength, the remaining ones are broken off parts of wells 10, forming a treatment space 11 of width L. Due to the fact that L is less than the value of the stable exposure B, the safety of mining operations is ensured, since roof collapse is prevented. In addition, due to the fact that during mining of the upper layer, ore fines were poured onto the mine workings 8, thereby preventing the destruction of the roof of the treatment space from the effects of blasting.

Для обеспечения высокой производительности добычных работ бурение скважин из разрезной выработки 3 выполняют на обе стороны (чтобы не загромождать схему, это обстоятельство на ней не отображено). To ensure high productivity of mining operations, drilling of wells from the split workings 3 is performed on both sides (so as not to clutter up the scheme, this circumstance is not displayed on it).

При последующей отработке слоя выше обозначенные операции повторяются. In the subsequent development of the layer above, the indicated operations are repeated.

Изобретение обеспечивает высокую эффективность подземной разработки месторождений с закладкой выработанного пространства за счет создания независимости выполнения основных технологических процессов: бурение очистных скважин, взрывные работы, доставка и транспортировка отбитого полезного ископаемого, а также безопасность проведения горных работ за счет обеспечения стабильной устойчивости закладочного массива при его обнажениях. The invention provides high efficiency of underground mining with the laying of developed space by creating independence for the implementation of the main technological processes: drilling treatment wells, blasting, delivery and transportation of recaptured minerals, as well as the safety of mining operations by ensuring stable stability of the filling array when it is exposed .

Claims (4)

1. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых горизонтальными слоями с твердеющей закладкой выработанного пространства, заключающийся в проведении очистных выработок - заходок методом недозаряжания скважин или шпуров с оставлением недозаряженных отрезков скважин в целиках между очистными выработками и отработке целиков после достижения необходимой прочности закладки в очистном пространстве, отличающийся тем, что предварительно определяют величину устойчивого обнажения кровли очистного пространства В, а затем бурят очистные скважины или шпуры глубиной L, не превышающей величину В, определяемую по формуле
Figure 00000006

где φ - нагрузка на пролет выработки, кН/м2;
τ - показатель устойчивости налегающего массива (показатель устойчивости проф. Куликова В. В. ), м;
γ - объемный вес налегающего массива, кН/м3.1. The method of underground mining of mineral deposits in horizontal layers with a hardening laying of worked out space, which consists in carrying out treatment workings - calls by the method of undercharging wells or holes with leaving uncharged sections of wells in the pillars between treatment workings and working out the pillars after reaching the required laying strength in the treatment space, characterized in that they preliminarily determine the value of the stable exposure of the roof of the treatment space B, and then b cleaning wells or holes are drilled with a depth L not exceeding the value of B, determined by the formula
Figure 00000006

where φ is the load on the span of the mine, kN / m 2 ;
τ is the indicator of the stability of the overlying array (the indicator of stability of Prof. V. Kulikov), m;
γ is the bulk density of the overlying array, kN / m 3 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что единичные слои закладки выполняют под углом к почве выработки α= 30-45o.2. The method according to p. 1, characterized in that the single layers of the bookmarks are performed at an angle to the soil working α = 30-45 o . 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на почву верхнего слоя перед возведением закладочного массива отсыпают рудную дробленую мелочь. 3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that on the soil of the upper layer before the erection of the filling mass, ore crushed ore is sprinkled. 4. Способ по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что проведение нижних заходок выполняют смещением их оси на половину ширины верхней очистной выработки. 4. The method according to p. 1, or 2, or 3, characterized in that the conduct of the lower calls is performed by shifting their axis by half the width of the upper treatment workings.
RU2002124017A 2002-09-09 2002-09-09 Method of mineral deposit underground mining in strips RU2215145C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124017A RU2215145C1 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Method of mineral deposit underground mining in strips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002124017A RU2215145C1 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Method of mineral deposit underground mining in strips

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2215145C1 true RU2215145C1 (en) 2003-10-27

Family

ID=31989406

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002124017A RU2215145C1 (en) 2002-09-09 2002-09-09 Method of mineral deposit underground mining in strips

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2215145C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858217A (en) * 2010-05-18 2010-10-13 中南大学 House pillar changeable panel upward demix filling mining method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101858217A (en) * 2010-05-18 2010-10-13 中南大学 House pillar changeable panel upward demix filling mining method
CN101858217B (en) * 2010-05-18 2012-03-21 中南大学 House pillar changeable panel upward demix filling mining method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102587916A (en) Method for filling and mining after ore caving
CN102071940A (en) Construction method for mine shaft through multilayer goaf
RU2215145C1 (en) Method of mineral deposit underground mining in strips
RU2248448C1 (en) Method for extraction of steep-falling deposits of weak ores
CN1186520C (en) Artificial stud construction method adopting two materials for cementation
RU2445461C1 (en) Method to mine thick steep deposits of unstable ores
RU2114307C1 (en) Method for opencast mining of flooded mineral deposits
RU2400625C1 (en) Method for combined development of mineral deposits
SU1155757A1 (en) Method of mining mineral deposits
SU825964A1 (en) Method of working thick steeply-inclined ore bodies
RU2202041C2 (en) Process of development of reserves of thick steeply deepening deposits of ore located under pits
RU2762170C1 (en) Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies
SU1162978A1 (en) Method of subterranean mining of minerals
SU1239336A1 (en) Method of mining thick mineral deposits
RU1789737C (en) Method for formation of vertical working
SU934009A1 (en) Method of working thick gently-sloping ore deposits
SU1032840A1 (en) Method of excavating steep ore bodies
RU2229600C1 (en) Method for excavation of steep-falling ore deposits
RU2038476C1 (en) Coal deposit exploitation method
RU2093678C1 (en) Method for mining thick steep ore bodies
SU1129354A1 (en) Method of underground working of mineral deposits
SU1317128A1 (en) Method of mining thick ore deposits
SU1452992A1 (en) Method of remining of mineral deposits
SU1703817A1 (en) Method of mining ore deposits
SU1004639A1 (en) Method of mining thick gently-sloping beds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100910