Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых.
Известен способ разработки круто- и наклоннопадающих рудных залежей системой подэтажных штреков (см., например, В.Р.Именитов "Технология, механизация и организация производственных процессов при подземной разработке рудных месторождений". М., Недра, 1973, с.293, рис.153), при котором в нижней части камер блока проходят подготовительные и нарезные выработки днища (штреки и серии дучек и воронок), в междукамерных целиках проходят восстающие, в нижней части блока и в центре камеры делают подсечку, отрезную щель, на которую затем отбивают руду с помощью глубоких скважин, пробуриваемых из подэтажных штреков. Отбитую в камере рудную массу выпускают через выработки днища, после чего обрушают междукамерные целики и потолочину. Недостатки этого способа: 1) большой объем трудоемких и дорогостоящих подготовительно-нарезных выработок, в том числе по породам, 2) большой удельный вес запасов в междукамерных целиках из-за проходки в них восстающих, а также в потолочине и днище, вследствие чего имеют место большие потери и разубоживание руды, особенно при увеличенной высоте этажа, недостаточно устойчивых вмещающих породах и недостаточно крутом угле падения залежей, 3) низкая интенсивность подготовки и отработки блоков и, как следствие этого, ограниченная производственная мощность рудника.
Известен также способ разработки, принятый за прототип (а.с.№609433 от 7.02.78 г., Е 21 С), при котором камеры ромбовидной формы верхнего этажа по отношению к таким же камерам нижнего этажа располагают в шахматном порядке. Подготовка блоков осуществляется проходкой серии полевых штреков (по 3 на каждый этаж), из которых проходят квершлаги и заходки до рудного тела, в нижней части камер проходят орты, из которых ниши, дучки и воронки, а по центрам камер проходят восстающие, которые разделывают в отрезные щели. Отбойку руды в камере осуществляют скважинами, пробуриваемыми из пройденного по руде в средней (по высоте) части камеры промежуточного штрека, а отбитую руду из каждой камеры выпускают только через одну выпускную выработку с доставкой силой взрыва по наклонным нижним стенкам камеры. Недостаток этого способа в том, что форма камеры не позволяет иметь большие ее размеры, особенно в породах слабой устойчивости. Например, если допустимый пролет камеры (в самом широком ее месте) равен 30 м, то высота этажа не может быть установлена более 30 м. Это потребует огромных затрат на проходку этажных вскрывающих и подготовительных выработок. Недостатком этого способа является также то, что из-за больших пролетов камеры в середине ромба и возможных обрушений в этом месте пород висячего бока невозможно снизить потери руды в целиках и ее разубоживание при выпуске. Но самый главный недостаток способа в том, что угол наклона нижней стенки камеры принят меньше угла естественного откоса выпускаемой рудной массы, что требует дополнительных расходов ВВ на взрыводоставку и не обеспечивает полноту выпуска руды из камер. По этой же причине практически невозможно извлечь оставляемые целики. Большой удельный вес целиковых запасов при системах подэтажных штреков является главной причиной больших потерь и разубоживания. Если камерные запасы извлекаются достаточно полно и с небольшим разубоживанием, то целиковые запасы извлекаются не более чем на 60% с большим разубоживанием. Общие потери по блоку составляют порядка 20% при разубоживании не менее 20-25%. Удельный объем подготовительно-нарезных работ при этом варианте составляет порядка 15-20% от запасов блока, а затраты на проведение подготовительно-нарезных выработок составляют более 25% общих затрат на добычу рудной массы. Естественно, что при большом объеме подготовительно-нарезных работ и их трудоемкости интенсивность подготовки запасов к эксплуатации при такой системе разработки очень низка. Таким образом, обычные варианты системы подэтажных штреков имеют серьезные недостатки: 1) большой объем трудоемких и дорогостоящих подготовительно-нарезных выработок, в том числе по породам; 2) большой удельный вес запасов в междукамерных целиках из-за проходки в них восстающих, а также в потолочине и днище, вследствие чего имеют место большие потери и разубоживание руды, особенно при увеличенной высоте этажа, недостаточно устойчивых вмещающих породах и недостаточно крутом угле падения залежей; 3) низкая интенсивность подготовки и отработки блоков и, как следствие этого, ограниченная производственная мощность рудника.
Изобретение направлено на более полное использование недр, снижение объема трудоемких и дорогостоящих подготовительно-нарезных выработок и времени подготовки блока за счет того, что блоки на смежных этажах располагают в шахматном порядке со смещением одних относительно других на половину ширины блоков, которые имеют вид вытянутых вверх шестигранников, запасы каждого блока в пределах шестигранника разделяют на две части: камеру шестигранной формы внутри блока и целик также шестигранной формы со всех шести сторон камеры, подготовка и нарезка запасов камеры осуществляется проходкой полевых этажных штреков и квершлагов, промежуточных подэтажных штреков и квершлагов, а также этажных и подэтажных ортов и штреков, проходимых по полезному ископаемому, из которых разбуриваются и взрываются запасы камер и целиков, отбойка и выпуск полезного ископаемого осуществляется в три очереди - сначала запасов камеры, затем междукамерных целиков под охраной потолочин, после чего запасов потолочин; выпуск полезного ископаемого из камер и целиков осуществляется через торцы этажных ортов и квершлагов, а также через торцы промежуточных подэтажных квершлагов.
Сущность изобретения представлена на чертежах, где фиг.1 - проекция на вертикальную плоскость системы подэтажных штреков с шестигранной формой камер и шахматным их расположением на смежных этажах; фиг.2 - вертикальный разрез по линии I-I.
Способ осуществляется следующим образом. Запасы всех этажей разбиваются на серии камер шестигранной формы. Камеры каждого нижележащего горизонта располагают по отношению к камерам вышележащего в шахматном порядке, причем камеру необходимо выполнять в виде вытянутого вверх шестигранника, у которого со всех шести сторон оставлен единый рудный целик. После отбойки и выпуска рудной массы из камер целики имеют вид сот с вытянутыми вверх шестигранными ячейками. Такое расположение целиков обеспечивает их максимальную устойчивость при минимальном объеме. Для вскрытия и подготовки запасов на каждом горизонте по породам лежачего бока проходят этажный полевой штрек (1), из которого под каждую камеру проходят небольшие этажные квершлаги (заезды) (3) и этажные орты (4) до висячего бока залежи.
После отбойки запасов камеры этажные квершлаги, подэтажные заезды (5) под целик и орты (16) служат для выпуска руды. Для обеспечения свободного выпуска руды из камеры углы наклона боков образующейся траншеи должны быть приняты не менее угла естественного откоса отбиваемой руды с учетом возможного ее слеживания, например, не менее 45°. В период подготовки-нарезки блоков из ортов в середине каждой камеры по руде на всю высоту камеры проходят у висячего бока отрезные восстающие (7), которые затем разделываются в отрезные щели (8). Для подготовки запасов камер к отбойке из промежуточного штрека или дополнительно пройденных из него заходок разбуриваются верхняя и нижняя части камеры восстающими и нисходящими скважинами. Запасы камеры промежуточным рудным штреком (6) делятся на две равные или неравные части в зависимости от применяемого для бурения нисходящих и восходящих скважин бурового оборудования, исходя из условий его эффективного использования. На этом уровне для подготовки к эксплуатации средней части камеры проходят промежуточный полевой штрек (2), из которого проходят квершлаг и рудный штрек (через все камеры и междукамерные целики). При большой высоте этажа и камер можно проходить несколько промежуточных полевых и рудных штреков, число которых также должно определяться с учетом наиболее эффективного использования бурового оборудования и оборудования для проходки промштреков, а также для интенсификации выпуска руды из камер. Если мощность рудного тела небольшая и руда довольно устойчива, то на уровне середины каждой камеры проходятся сплошные подсечки для обуривания запасов камер параллельными скважинами. При большей мощности эту подсечку можно осуществлять камерно-столбовой системой разработки. После образования по центру камеры отрезной щели путем взрывания скважин на отрезной восстающий, которые могут быть пробурены как из ортов, так и из промежуточного рудного штрека, отбойка запасов камеры осуществляется на эту щель встречным взрыванием скважин с обеих сторон щели для обеспечения лучшего дробления руды, выпуск которой осуществляется через торец орта и заезд. Для разбуривания и взрывания основных запасов камеры используются квершлаги и подэтажные рудные штреки, пройденные из полевого промежуточного штрека. Для создания благоприятных условий отбойки и выпуска руды из орта пробуриваются также скважины, оконтуривающие нижнюю часть камеры. Для подготовки к выемке междукамерного целика (11) из промежуточного полевого штрека под этот целик проходится заезд и орт (12), из которого междукамерный целик разбуривается восходящими (9) и нисходящими (10) скважинами. После выпуска руды из камеры (14) междукамерный целик разбуривается скважинами для отбойки целиковых запасов (13), выпуск руды из которого осуществляется под защитой потолочины фигурной формы (15). Лучше осуществлять очистные работы и выпуск из них рудной массы одновременно в нескольких смежных камерах. После выпуска руды камерных запасов все междукамерные целики целесообразно обрушить одновременно для сокращения разубоживания и потерь от обрушенных пород в ранее отработанных соседних блоках. В третью очередь обрушается потолочина, руда из которой выпускается под обрушенными породами. Таким образом, в предлагаемом варианте системы подэтажных штреков вместо формирования комплекса выработок днища блока проходят только один орт, вместо проходки двух восстающих (один в междукамерном целике, другой в камере - отрезной) проходят один отрезной восстающий, а в междукамерном целике проходят только орт, вместо выемки блоковых запасов в две очереди (в первую очередь камер, во вторую междукамерных целиков и потолочин) при новом варианте запасы вынимаются в три очереди (камеры, междукамерные целики и потолочина), вместо выпуска всей рудной массы через выработки днища при новом варианте выпуск осуществляется через орт в нижней части камеры и орты промежуточных горизонтов. Поскольку запасы руды в потолочине невелики, а остальные запасы могут быть извлечены без существенного разубоживания, то и в целом по блоку потери и разубоживание при этом варианте системы будут в несколько раз меньше, чем при базовом варианте. Улучшаются и другие технико-экономические показатели отработки блока.
