RU2306417C2 - Underground mineral mining method - Google Patents

Underground mineral mining method Download PDF

Info

Publication number
RU2306417C2
RU2306417C2 RU2005121278/03A RU2005121278A RU2306417C2 RU 2306417 C2 RU2306417 C2 RU 2306417C2 RU 2005121278/03 A RU2005121278/03 A RU 2005121278/03A RU 2005121278 A RU2005121278 A RU 2005121278A RU 2306417 C2 RU2306417 C2 RU 2306417C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mining
artificial
ore
contouring
units
Prior art date
Application number
RU2005121278/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005121278A (en
Inventor
Юрий Павлович Галченко (RU)
Юрий Павлович Галченко
Игорь Израилевич Айнбиндер (RU)
Игорь Израилевич Айнбиндер
Виктор Францевич Плащинский (RU)
Виктор Францевич Плащинский
Валерий Федорович Пахалуев (RU)
Валерий Федорович Пахалуев
нин Георгий Васильевич Саб (RU)
Георгий Васильевич Сабянин
Юрий Иванович Родионов (RU)
Юрий Иванович Родионов
Петр Геннадьевич Пацкевич (RU)
Петр Геннадьевич Пацкевич
Сергей Антонович Вохмин (RU)
Сергей Антонович Вохмин
Original Assignee
Юрий Павлович Галченко
Игорь Израилевич Айнбиндер
Виктор Францевич Плащинский
Валерий Федорович Пахалуев
Георгий Васильевич Сабянин
Юрий Иванович Родионов
Петр Геннадьевич Пацкевич
Сергей Антонович Вохмин
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 Юрий Павлович Галченко, Игорь Израилевич Айнбиндер, Виктор Францевич Плащинский, Валерий Федорович Пахалуев, Георгий Васильевич Сабянин, Юрий Иванович Родионов, Петр Геннадьевич Пацкевич, Сергей Антонович Вохмин filed Critical Юрий Павлович Галченко
Priority to RU2005121278/03A priority Critical patent/RU2306417C2/en
Publication of RU2005121278A publication Critical patent/RU2005121278A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2306417C2 publication Critical patent/RU2306417C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining, particularly methods of underground mineral mining.
SUBSTANCE: method involves performing second working in two stages. The first stage includes forming contouring artificial massif having constant width or width changing towards outer border thereof along ore body perimeter or along ore body zone to be prepared for further second working. The second stage involves dividing resources defined by contoured zone into excavation units by forming artificial dividing massifs. The third stage includes cutting excavation units with the use of technologies utilizing forced ore separation from massif or uncontrolled mineral caving. Cutting order provides straight line of second working movement in area under excavation, wherein the line is defined by diagonals of two or more simultaneously cut excavation units in plane view. In the case of mineral mining in zones characterized by instable ores and rock protective layer having predetermined shape is created at upper undercut level over each excavation unit. In the case of reservoir filled with pressure fluid presence in surrounding rock forming of contouring artificial massif is accompanied by creation of water-tight diaphragm extending from massif border into rock body.
EFFECT: creation of conditions favorable for high-performance mining system usage, as well as increased mining safety and efficiency.
6 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке месторождений полезных ископаемых.The invention relates to the field of mining and, in particular, to the underground mining of mineral deposits.

Известен способ подземной разработки мощных месторождений, заключающийся в блоковом самообрушении руды [1]. Недостатком данного способа является высокая трудоемкость проходки окаймляющих штреков, частичное и непрогнозируемое разрушение межблоковых целиков, высокие показатели потерь и разубоживания, а также незащищенность горных работ от выделений флюидонесущих коллекторов во вмещающих породах (при их наличии).A known method of underground mining of powerful deposits, which consists in block self-collapse of ore [1]. The disadvantage of this method is the high complexity of boring drifts, partial and unpredictable destruction of pillars, high rates of loss and dilution, as well as the vulnerability of mining operations from the discharge of fluid-bearing reservoirs in the host rocks (if any).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки месторождений полезных ископаемых [2]. Недостатком данного способа является ограниченность области применения исключительно трубкообразными рудными телами, необходимость оставления в кратерной части трубки рудного предохранительного целика, отработка которого после выемки запасов этажа предлагаемым в патенте способом становится практически невозможной, что приводит к неоправданному росту конструктивных потерь неотбитой руды, а также отсутствие верхнего оконтуривающего искусственного массива, что увеличивает горное давление в камерах второй стадии за счет перераспределения опорного давления в процессе строительства кольцевых цилиндрических секций и пилонов между ними.The closest in technical essence and the achieved result is a method of developing mineral deposits [2]. The disadvantage of this method is the limited scope of application exclusively by tube-shaped ore bodies, the need to leave an ore safety pillar in the crater portion of the tube, the development of which after the extraction of floor reserves by the method proposed in the patent becomes practically impossible, which leads to an unjustified increase in the structural losses of unreacted ore, as well as the absence of a top contouring artificial massif, which increases rock pressure in the chambers of the second stage due to redistribution dividing the reference pressure during the construction of annular cylindrical sections and pylons between them.

Целью изобретения является создание условий для использования высокопроизводительных систем разработки, повышение безопасности и эффективности горных работ, а также ослабление или исключение негативного влияния геофакторов.The aim of the invention is the creation of conditions for the use of high-performance development systems, improving the safety and efficiency of mining, as well as weakening or eliminating the negative impact of geofactors.

Указанная цель достигается тем, что очистные работы ведут в три стадии: на первой стадии рудное тело разбивается на отрабатываемые участки путем выемки приконтурных запасов этих участков замкнутой или дискретной оконтуривающей выработкой щелеобразной формы, постоянной - при простом контакте рудного тела или изменяющейся - при сложном контакте, в сторону внешнего контура ширины с последующим возведением плоского защитного слоя и оконтуривающих искусственных массивов путем заполнения этих выработок высокопрочной закладкой с предварительным армированием или без него; на второй стадии отрабатываемый участок путем выемки части его запасов выработками щелеобразной формы с возведением в них разделительных искусственных массивов разбивают на выемочные единицы, размеры горизонтального сечения которых определяют по условию устойчивости обнажения при использовании впоследствии технологий с принудительным отделением руды от массива и по условиям неустойчивости обнажений - при использовании геотехнологии с самообрушением полезного ископаемого, при этом выемку запасов в пределах плоского защитного слоя, оконтуривающих и разделительных искусственных массивов ведут известными методами - этажной или подэтажной отбойкой скважинами из вертикальных или горизонтальных выработок, шпуровой отбойкой, выбуриванием, слоевой выемкой с применением комбайнов; на третьей стадии запасы выемочных единиц отрабатывают последовательно или параллельно теми же методами, а порядок отработки выемочных единиц принимают таким, чтобы диагонали двух или более одновременно отрабатываемых выемочных единиц - в горизонтальном сечении - всегда составляли прямую линию фронта перемещения очистных работ в отрабатываемом участке.This goal is achieved by the fact that the treatment works are carried out in three stages: at the first stage, the ore body is divided into mined areas by excavating the marginal reserves of these areas with a closed or discrete contouring excavation of a slit shape, constant - with a simple contact of the ore body or changing - with a complex contact, towards the outer contour of the width with the subsequent construction of a flat protective layer and contouring artificial arrays by filling these workings with a high-strength bookmark with a preliminary spruce reinforcement or without it; at the second stage, the mined area by excavating part of its reserves by slit-shaped workings with the construction of dividing artificial arrays into them is divided into mining units, the horizontal section sizes of which are determined by the condition of exposure of the outcrop when using subsequently technologies with forced separation of ore from the massif and by the conditions of exposure instability - when using geotechnology with self-collapsing minerals, with the extraction of reserves within a flat protective layer , Artificial contouring and separating arrays are known methods - storey or breaking sublevel wells of vertical or horizontal workings shpurovyh breaking, drilling out, with the use of layered recess harvesting; at the third stage, the reserves of mining units are worked out sequentially or in parallel with the same methods, and the mining order of mining units is taken so that the diagonals of two or more simultaneously operated mining units - in horizontal section - always make a straight line of the front of movement of the treatment works in the worked out area.

При необходимости сокращения сроков начала очистной выемки первую и вторую стадии совмещают во времени.If it is necessary to reduce the start time of the treatment recess, the first and second stages are combined in time.

При разработке месторождений полезных ископаемых с неустойчивыми рудами и налегающими породами защитному слою, в пределах горизонтального сечения всего отрабатываемого участка или каждой выемочной единицы, придают форму свода или купола.When developing mineral deposits with unstable ores and overlying rocks, the protective layer, within the horizontal section of the entire mined area or each mining unit, is shaped like a vault or dome.

При необходимости резкого снижения затрат на добычные работы величину горизонтального сечения каждой выемочной единицы определяют из условий неустойчивости обнажения и очистную выемку осуществляют послойным самообрушением руды, которое инициируют и поддерживают посредством секционного разрушения в пределах толщины обрушаемого слоя рудного массива в зоне замка свода естественного равновесия.If it is necessary to drastically reduce the cost of mining operations, the horizontal section of each mining unit is determined from the conditions of exposure instability and the treatment excavation is carried out by layer-by-layer self-collapse of the ore, which is initiated and maintained by section destruction within the thickness of the collapsed ore mass layer in the area of the castle of natural balance.

При наличии во вмещающих породах напорных флюидонесущих коллекторов, когда возведение оконтуривающего искусственного массива по руде связано с неизбежным проникновением флюидов - вода, рассол, нефть - в выработки отрабатываемого участка, оконтуривающий искусственный массив создают во вмещающих породах вдоль внешнего контура рудного тела путем бурения параллельно этому контуру одного или нескольких рядов скважин, упрочнения и гидроизоляции известными физико-химическими способами массива горных пород вокруг скважин и последующего их заполнения твердеющими закладочными смесями с предварительным армированием или без него.In the presence of pressurized fluid-bearing reservoirs in the host rocks, when the construction of the contouring artificial massif in ore is associated with the inevitable penetration of fluids - water, brine, oil - into the development of the mined area, the contouring artificial mass is created in the host rocks along the outer contour of the ore body by drilling parallel to this contour one or more rows of wells, hardening and waterproofing using the well-known physicochemical methods of the rock mass around the wells and their subsequent filling with hardening filling mixtures with or without preliminary reinforcement.

При невозможности бурения во вмещающих породах скважин вдоль контакта руда - порода для защиты горных работ от напорных флюидов параллельно с возведением искусственного оконтуривающего массива по руде от его внешних границ вглубь массива вмещающих пород сооружают одним из известных способов противофильтрационную завесу, мощность которой определяют известными методами.If it is not possible to drill in the host rocks of the wells along the ore-rock contact to protect mining from pressure fluids, in parallel with the construction of an artificial contouring array of ore from its outer boundaries into the interior of the host rock mass, construct one of the known methods an air curtain, the thickness of which is determined by known methods.

В случае необходимости решения экологических проблем, связанных с размещением в выработанном пространстве твердых отходов горно-обогатительного производства, количество выемочных единиц, используемых для этой цели, определяют из условия сохранения равенства величины горного давления и общей несущей способности закладочного массива, площадь горизонтального сечения которого уменьшена на величину суммарной площади выемочных единиц, заполненных твердыми отходами горно-обогатительного производства:If it is necessary to solve environmental problems associated with the placement of solid waste from mining and processing facilities in the developed space, the number of extraction units used for this purpose is determined from the condition that the rock pressure is equal and the total bearing capacity of the filling mass, the horizontal section of which is reduced by value of the total area of mining units filled with solid waste from mining and processing production:

Figure 00000002
Figure 00000002

где N- число выемочных единиц, заполняемых твердыми отходами;where N is the number of mining units filled with solid waste;

n - общее число выемочных единиц на отрабатываемом участке;n is the total number of mining units in the mining area;

γ - объемный вес пород налегающей толщи;γ is the bulk density of the overlying rocks;

Н- глубина разработки;H - depth of development;

σ1 и σ2 - прочность на сжатие материала закладки в выемочнойσ 1 and σ 2 - compressive strength of the material of the bookmark in the excavation

единице и в искусственных массивах, соответственно;unit and in artificial arrays, respectively;

S1 и S2 - площадь выемочной единицы и общая площадь всехS 1 and S 2 - the area of the extraction unit and the total area of all

искусственных массивов, соответственно.artificial arrays, respectively.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показано возведение защитного слоя, оконтуривающих и разделительных искусственных массивов при отработке рудного тела. На фиг.2 показано возведение защитного слоя, оконтуривающего и разделительных искусственных массивов при выемке отрабатываемого участка рудного тела и порядок отработки выемочных единиц в пределах этого участка. На фиг.3 показана очистная выемка руды в выемочной единице методом самообрушения и создание защитного слоя различной формы. На фиг.4 показана очистная выемка руды в выемочной единице методом самообрушения с послойным разрушением руды в замке свода естественного равновесия. На фиг.5 показана отработка месторождения с возведением искусственного оконтуривающего массива и сооружением, параллельно с ним, противофильтрационной завесы. На фиг.6 показана отработка выемочной единицы камерной системой с отбойкой руды горизонтальными скважинами из буровых восстающих с использованием очистных монорельсовых комплексов. На фиг.7 показано возведение защитного слоя, оконтуривающего и разделительных искусственных массивов с применением известных способов со взрывной и механической отбойкой руды. На фиг.8 показано заполнение выработанного пространства выемочных единиц твердеющей закладочной смесью, отходами горного, обогатительного и металлургического производства, бытовыми и другими твердыми отходами.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the construction of a protective layer, contouring and dividing artificial arrays during mining of the ore body. Figure 2 shows the construction of a protective layer, contouring and dividing artificial massifs during the excavation of the mined area of the ore body and the procedure for mining mining units within this area. Figure 3 shows the ore mining in the extraction unit by the method of self-collapse and the creation of a protective layer of various shapes. Figure 4 shows the ore mining in the extraction unit by the self-collapse method with layer-by-layer ore destruction in the castle of the arch of natural equilibrium. Figure 5 shows the development of the field with the construction of an artificial contouring array and the construction, in parallel with it, of an airtight curtain. Figure 6 shows the mining of a mining unit by a chamber system with ore breaking by horizontal wells from drilling risers using treatment monorail complexes. Figure 7 shows the construction of a protective layer, contouring and dividing artificial arrays using known methods with explosive and mechanical breaking of ore. On Fig shows the filling of the worked out space of mining units with a hardening filling mixture, waste from mining, processing and metallurgical production, household and other solid waste.

Система разработки месторождений полезных ископаемых содержит этажные подготовительные выработки 7, внешний контур 2 с локальными неровностями 3 во вмещающих породах 4 и внутренний прямоугольный контур 5 отрабатываемого участка рудного тела 6, нижнюю 7 и верхнюю 8 контурные нарезные выработки, оконтуривающий искусственный массив 9, защитный слой заданной формы - плоскость 10, свод 11 или купол 12 - с почвой на уровне верхней подсечки, нижние 13 и верхние 14 нарезные выработки и восстающие 15 разделительных искусственных массивов 16, оконтуренные этими массивами выемочные единицы 17, отрабатываемые 18 и заполняемые твердеющей закладкой 19 в таком порядке, чтобы фронт перемещения очистных работ 20 проходил бы через диагонали выемочных единиц; каждая из которых имеет оформленное днище 27; нижнюю подсечку 22, верхнюю буровую выработку 23, взрывные скважины 24 для инициирования и поддержания посредством секционного разрушения, в пределах толщины слоя самообрушения 25, обрушенную в выемочной единице рудную массу 26, выпускаемую на доставочные выработки нижнего горизонта 27; противофильтрационную завесу 28, возводимую путем бурения вееров цементационных скважин 29 либо параллельно контуру рудного тела 2 из нижней 30 и верхней 31 буровых выработок во вмещающих породах, либо путем бурения этих скважин из слоевых выработок 32 при наличии во вмещающих породах напорных флюидонесущих коллекторов 33; отработку выемочных единиц 17 известными способами со взрывной отбойкой руды, например горизонтальными скважинами 34 из буровых восстающих 35 с использованием очистных монорельсовых комплексов 36; отработку руды в пределах оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов путем использования известных способов с магазинированием руды 37, с отбойкой руды из подэтажных штреков 38, с отбойкой руды прирезками 39 из буровых восстающих 35 монорельсовыми комплексами 36, слоевой выемки 40 с применением комбайнов, выбуриванием 41 и заполнением отработанного пространства высокопрочными закладочными смесями 42, с армированием или без него; выработанное пространство 43 выемочных единиц 77, заполненное твердеющей закладочной смесью 44, пустыми породами 45, хвостами обогащения 46, металлургическими шлаками 47, бытовыми 48 и другими твердыми отходами 49.The development system of mineral deposits contains floor preparatory workings 7, an external circuit 2 with local irregularities 3 in the host rocks 4 and an internal rectangular contour 5 of the mined section of the ore body 6, the lower 7 and upper 8 contour rifled workings, contouring the artificial massif 9, a protective layer of a given forms - plane 10, vault 11 or dome 12 - with soil at the level of the upper cut, lower 13 and upper 14 rifled workings and rising 15 dividing artificial massifs 16, contoured E arrays excavation units 17, 18 and fulfills fillable settable tab 19 in such a manner as to move the front sewage works 20 would pass through the diagonal excavation units; each of which has a decorated bottom 27; bottom slash 22, upper drill 23, blast holes 24 for initiating and maintaining by section destruction, within the thickness of the self-collapse layer 25, the ore mass 26 collapsed in the mining unit, released to the delivery workings of the lower horizon 27; an airtight curtain 28, erected by drilling fans of cementing wells 29 either parallel to the contour of the ore body 2 from the bottom 30 and top 31 of the drillings in the host rocks, or by drilling these wells from the layer workings 32 in the presence of the host rocks of pressure fluid-bearing reservoirs 33; mining mining units 17 by known methods with explosive breaking of ore, for example horizontal wells 34 from drilling risers 35 using treatment monorail complexes 36; ore mining within contouring 9 and separating 16 man-made arrays by using known methods with ore ore 37, with ore blasting from sub-floor drifts 38, with ore blasting with cuts 39 from drilling uprising 35 monorail complexes 36, layer excavation 40 using combines, drilling 41 and filling the waste space with high-strength filling mixtures 42, with or without reinforcement; mined-out space 43 of mining units 77, filled with a hardening filling mixture 44, waste 45, enrichment tailings 46, metallurgical slag 47, household 48 and other solid wastes 49.

Способ реализуется следующим образом. После проходки на уровне верхнего и нижнего горизонтов этажных подготовительных выработок 7 вдоль внешнего контура 2 отрабатываемого участка рудного тела 6 проходят замкнутые контурные нарезные выработки - нижнюю 7 и верхнюю 8 оконтуривающего искусственного массива 9. Затем проходят нижние 13 и верхние 14 нарезные выработки каждого из намеченных разделительных искусственных массивов 16. Из верхних выработок нарезных 14 и контурных 8 возводят защитный слой необходимой формы - плоской 10, сводчатой 11 или куполообразной 12 - нижняя поверхность которого находится на уровне кровли нарезных 14 и контурных 8 выработок. Из нижних нарезных выработок 7 и 13 начинают возведение снизу вверх оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов, применяя технологию горизонтальных слоев с твердеющей закладкой или другие известные методы - этажную или подэтажную отбойку скважинами из вертикальных или горизонтальных выработок, шпуровую отбойку, выбуривание, слоевую выемку с применением комбайнов. Для выдачи руды и вентиляции работ вдоль внутреннего контура оконтуривающего искусственного массива 9 проходят восстающие 15, которые затем частично выкрепляются при проведении закладочных работ. При этом, в зависимости от формы внешнего контура 2 отрабатываемого участка рудного тела 6, толщина возводимого оконтуривающего искусственного массива 9 может изменяться за счет отработки локальных неровностей 3 внешнего контура 2 (фиг.1).The method is implemented as follows. After sinking at the level of the upper and lower horizons of the floor workings 7 along the outer contour 2 of the ore section 6 to be mined, closed contour threaded workings pass — the lower 7 and the upper 8 of the contouring artificial array 9. Then the lower 13 and upper 14 threaded workings of each of the intended dividing pass artificial arrays 16. From the upper workings of the threaded 14 and contour 8 erect a protective layer of the necessary form - flat 10, vaulted 11 or domed 12 - the lower surface of the cat cerned roof is threaded at 14 and 8 outline the workings. From the lower rifted workings 7 and 13, the contouring 9 and dividing 16 artificial massifs are started from bottom to top, using horizontal layer technology with a hardening tab or other well-known methods - floor or sub-floor break-out by boreholes from vertical or horizontal workings, hole blasting, drilling, layer excavation with use of combines. For the issuance of ore and ventilation of work along the inner contour of the contouring artificial massif 9, rebels 15 pass, which are then partially strengthened during the laying operations. At the same time, depending on the shape of the outer contour 2 of the mined section of the ore body 6, the thickness of the constructed contouring artificial array 9 may vary due to the development of local irregularities 3 of the outer contour 2 (Fig. 1).

После возведения защитного слоя 10, искусственных массивов 9 и 16 в образованных ими выемочных единицах 17 ведут очистную выемку. Порядок отработки выемочных единиц 17 в пределах отрабатываемого участка рудного тела 6 принимают таким, чтобы при ведении очистных работ в любой отрабатываемой выемочной единице 18 смежные с ней по всем четырем сторонам выемочные единицы были бы или не отработаны 77 или заполнены закладкой 19, что обеспечивает сохранность участков разделительных искусственных массивов 16, формирующих отрабатываемую выемочную единицу. Это достигается путем такого порядка отработки выемочных единиц, при котором диагонали двух или более одновременно отрабатываемых выемочных единиц 18 всегда составляли бы прямую линию фронта перемещения очистных работ 20 в отрабатываемом участке (фиг.2).After the erection of the protective layer 10, artificial arrays 9 and 16 in the extraction units 17 formed by them, a cleaning recess is conducted. The procedure for mining the extraction units 17 within the mining section of the ore body 6 is taken so that when conducting mining operations in any mining mining unit 18, the mining units adjacent to it on all four sides would either not be worked out 77 or filled with bookmark 19, which ensures the safety of the sites dividing artificial arrays 16, forming a mined mining unit. This is achieved by such an order of mining extraction units, in which the diagonals of two or more simultaneously mined mining units 18 would always constitute a straight line of the front of movement of the treatment works 20 in the mining section (figure 2).

При разработке месторождений полезных ископаемых, представленных неустойчивыми рудами и налегающими породами, форму плоского защитного слоя 10 изменяют на сводчатую 11 или куполообразную 12, а мощность определяют из условия его устойчивости по известным методикам (фиг.3).When developing mineral deposits represented by unstable ores and overlying rocks, the shape of the flat protective layer 10 is changed to vaulted 11 or domed 12, and the power is determined from the condition of its stability by known methods (figure 3).

Подготовка каждой выемочной единицы 17 включает в себя формирование днища 21 одной из известных конструкций, проведение нижней подсечки 22 и бурение из верхней буровой выработки 23 одного или нескольких рядов взрывных скважин 24, проходящих через зону замка сводов естественного равновесия. Технологический процесс послойного самообрушения инициируют и поддерживают путем заряжания и взрывания скважин 24 секциями, длина которых равна толщине самообрушаемого слоя 25. Полученная в процессе самообрушения рудная масса 26 выпускается через выработки днища 21 на доставочные выработки нижнего горизонта 27 (фиг.4).The preparation of each extraction unit 17 includes the formation of a bottom 21 of one of the known structures, conducting a bottom cutoff 22, and drilling one or more rows of blast holes 24 passing through the castle zone of the natural equilibrium arches from the upper drill hole 23. The process of layer-by-layer self-collapse is initiated and maintained by loading and blasting wells in 24 sections, the length of which is equal to the thickness of the self-collapsing layer 25. The ore mass 26 obtained in the process of self-collapse is discharged through the workings of the bottom 21 to the delivery workings of the lower horizon 27 (Fig. 4).

В сложных гидрогеологических условиях, особенно при наличии напорных флюидонесущих коллекторов 32, возникает необходимость дополнительной защиты внешнего контура 2 отрабатываемого участка рудного тела за счет возведения противофильтрационной завесы 28. Эту завесу возводят на стадии возведения оконтуривающего искусственного массива 9 от его внешней границы 2 вглубь массива вмещающих пород 4. Одновременно с проведением слоевой выработки 33 в сторону массива вмещающих пород 4 бурят цементационные скважины 29 и одним из известных физико-химических способов проводят укрепление и гидроизоляцию пород, прилегающих к слоевой выработке 33 (фиг.5).In difficult hydrogeological conditions, especially in the presence of pressure-bearing fluid-bearing reservoirs 32, there is a need for additional protection of the external contour 2 of the ore body to be mined by erecting an anti-filter curtain 28. This curtain is erected at the stage of erecting a contouring artificial massif 9 from its outer boundary 2 into the interior of the enclosing rocks 4. Simultaneously with the conduct of layer mining 33 in the direction of the host rock mass 4, cementation wells 29 are drilled and one of the well-known physicochemicals methods, carry out the strengthening and waterproofing of rocks adjacent to the layer development 33 (figure 5).

При отработке участков месторождений с локальным увеличением устойчивости рудного массива до средней и выше средней и кимберлитовых трубок небольшого диаметра отрабатываемый участок рудного тела 6 вынимают с применением камерной системы разработки с отбойкой руды горизонтальными скважинами 34 из буровых восстающих 35 с использованием очистных монорельсовых комплексов 36 (фиг.6).When mining sections of deposits with a local increase in the stability of the ore mass to medium and above average and small diameter kimberlite pipes, the mined section of the ore body 6 is removed using a mining development system with ore breaking by horizontal wells 34 from drilling risers 35 using treatment monorail complexes 36 (Fig. 6).

При отработке участков или целых месторождений с рудами и вмещающими породами выше средней устойчивости и устойчивыми при создании оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов применяют известные способы разработки со взрывной или механической отбойкой руды, например систему с магазинированием руды 37, систему подэтажных штреков 38, систему с отбойкой руды прирезками 39 из буровых восстающих 35 монорельсовыми комплексами 36, слоевую выемку 40 с применением комбайнов, выбуривание 41. По мере отработки запасов в пределах оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов отработанное пространство заполняется высокопрочными закладочными смесями 42 с предварительным армированием или без него (фиг.7).When mining sites or entire deposits with ores and host rocks above average stability and stable when creating contouring 9 and separation 16 artificial arrays, well-known development methods are used with explosive or mechanical breaking of ore, for example, a system with ore ore 37, a system of deck drifts 38, a system with ore breaking by sections 39 from drilling uprising 35 monorail complexes 36, layer excavation 40 using combines, drilling 41. As reserves are mined within the window ivayuschego 9 and 16 separating the spent artificial arrays space is filled with high-strength filling mixture 42 with the reinforcement preliminary or without (Figure 7).

После возведения оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов и набора высокопрочной закладкой паспортной прочности, выемочные единицы 17 отрабатывают в диагональном порядке (см. фиг.2) с применением известных для условий разработки мощных рудных месторождений камерных систем разработки со взрывной отбойкой руды, а выработанное пространство 43 этих камер заполняют твердеющими закладочными смесями 44, твердыми отходами горного производства, например пустыми породами 45, отходами горно-обогатительного производства - хвостами обогащения 46, металлургического передела - шлаками 47, а также бытовыми 48 и другими видами твердых отходов 49 (фиг.8).After the construction of contouring 9 and separating 16 artificial arrays and a set of high-strength laying of passport strength, the mining units 17 are worked out in a diagonal order (see figure 2) using chamber development systems with explosive breaking of ore known for the conditions of development of powerful ore deposits, and the worked out space 43 of these chambers are filled with hardening filling mixtures 44, solid waste from mining, for example waste rock 45, waste from mining and processing industry - to tailings and enrichment 46, metallurgical processing - slag 47, as well as household 48 and other types of solid waste 49 (Fig.8).

Так как отработанные выемочные единицы 43 при заполнении их различными видами отходов 45, 46, 47, 48, 49 не могут воспринимать горное давление, оно компенсируется за счет несущей способности камер, заполненных твердеющими закладочными смесями 44, и возведенных оконтуривающего 9 и разделительных 16 искусственных массивов, то устойчивость всей системы будет обеспечена, если количество заполненных отходами камер (N) будет связано с прочностью на сжатие закладочных смесей в выемочной единице (σ1) и в искусственных массивах (σ2) следующим соотношением:Since spent mining units 43, when filled with various types of waste 45, 46, 47, 48, 49, cannot absorb rock pressure, it is compensated by the load-bearing capacity of the chambers filled with hardening filling mixtures 44 and erected contouring 9 and dividing 16 artificial massifs , then the stability of the entire system will be ensured if the number of chambers filled with waste (N) is related to the compressive strength of the filling mixtures in the extraction unit (σ 1 ) and in artificial arrays (σ 2 ) by the following relation :

Figure 00000003
Figure 00000003

где n - общее число выемочных единиц на отрабатываемом участке, ед.;where n is the total number of mining units in the mining area, units .;

γ - объемный вес пород налегающей толщи, т/м3;γ is the bulk density of the overlying rocks, t / m 3 ;

H - глубина разработки, м;H - development depth, m;

S1 и S2 - площадь выемочной единицы и общая площадь всех искусственных массивов, соответственно, м2;S 1 and S 2 - the area of the extraction unit and the total area of all artificial massifs, respectively, m 2 ;

σ1 - предел прочности на сжатие закладочной смеси в выемочной единице, т/м2;σ 1 is the compressive strength of the filling mixture in the extraction unit, t / m 2 ;

σ2 - предел прочности на сжатие закладочного материала в искусственных оконтуривающих и разделительных массивах, т/м2.σ 2 is the compressive strength of the filling material in artificial contouring and dividing arrays, t / m 2 .

Источники информацииInformation sources

1. Каплунов Р.П., Прокопьев Е.П., Стариков Н.А., Бричкин А.В. Подземная разработка рудных и россыпных месторождений. М.: Металлургиздат, 1955, с.551-561.1. Kaplunov R.P., Prokopyev E.P., Starikov N.A., Brichkin A.V. Underground mining of ore and placer deposits. M.: Metallurgizdat, 1955, p. 515-561.

2. Патент 2078209 РФ, МКИ Е21С41/00. Способ разработки месторождений полезных ископаемых и суперструктура для его осуществления / Черней Э.И., Ус Б.П., Байбаков С.Н., Лазарев В.Н. - Дата публикации 27.04.1997.2. RF patent 2078209, MKI E21C41 / 00. A method of developing mineral deposits and a superstructure for its implementation / Cherney E.I., Us B.P., Baibakov S.N., Lazarev V.N. - Date of publication 04/27/1997.

Claims (6)

1. Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых, включающий в себя подготовительные и нарезные работы, очистные работы, проводимые в несколько стадий, включающие выемку части рудного тела оконтуривающими и разделительными выработками с последующим возведением оконтуривающих и разделительных искусственных массивов путем заполнения этих выработок высокопрочной закладкой с предварительным армированием или без него, разбиение рудного тела на отрабатываемые участки, а этих участков - на выемочные единицы, их отработку и закладку выработанного пространства, отличающийся тем, что очистные работы ведут в три стадии: на первой стадии рудное тело разбивается на отрабатываемые участки путем выемки приконтурных запасов этих участков замкнутой или дискретной оконтуривающей выработкой щелеобразной формы, постоянной при простом контакте рудного тела или изменяющейся в сторону внешнего контура ширины при сложном контакте рудного тела с возведением в этих выработках плоского защитного слоя и боковых оконтуривающих искусственных массивов, на второй стадии отрабатываемый участок путем выемки его запасов выработками щелеобразной формы с возведением в них разделительных искусственных массивов разбивают на выемочные единицы, размеры горизонтального сечения которых определяют по условию устойчивости обнажения при использовании впоследствии геотехнологий с принудительным отделением руды от массива и по условиям неустойчивости обнажений - при использовании геотехнологии с самообрушением руды, при этом выемку запасов приконтурной части рудного тела и разделительных массивов ведут известными методами - этажной или подэтажной отбойкой скважинами из вертикальных или горизонтальных выработок, шпуровой отбойкой, выбуриванием или слоевой выемкой с применением комбайнов, а выемочные единицы отрабатывают на третьей стадии теми же методами последовательно или параллельно, при этом порядок отработки выемочных единиц принимают таким, чтобы диагонали двух или более отрабатываемых выемочных единиц в горизонтальном сечении всегда составляли прямую линию фронта перемещения очистных работ в отрабатываемом участке.1. The method of underground mining of mineral deposits, including preparatory and rifling, purification work carried out in several stages, including the extraction of part of the ore body contouring and dividing workings, followed by the construction of contouring and dividing artificial arrays by filling these workings with high-strength bookmark with preliminary reinforcing or without it, dividing the ore body into quarries, and of these quarries into mining units, their mining and laying of the mined-out space, characterized in that the treatment works are carried out in three stages: at the first stage, the ore body is divided into the worked out areas by excavating the marginal reserves of these areas with a closed or discrete contouring excavation of a slot-like shape, constant when the ore body is in simple contact or changes in the direction of the external contour the width of the complex contact of the ore body with the construction of a flat protective layer and lateral contouring artificial massifs in these workings, at the second stage the area to be rolled by excavation of its reserves by slit-shaped workings with the construction of separating artificial arrays is divided into excavation units, the horizontal section sizes of which are determined by the condition of exposure stability when subsequently using geotechnologies with forced separation of ore from the array and by conditions of exposure instability - when using geotechnology with self-collapse of the ore, while the extraction of reserves of the marginal part of the ore body and the separation massifs are known and methods - floor or sub-floor blasting with boreholes from vertical or horizontal workings, hole blasting, drilling or lay-hole excavation using combines, and extraction units are worked out at the third stage using the same methods sequentially or in parallel, while the procedure for working out mining units is taken so that the diagonals two or more mining excavation units in horizontal section always constituted a straight line of the front of displacement of treatment works in the mining section. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую и вторую стадии совмещают во времени.2. The method according to claim 1, characterized in that the first and second stages are combined in time. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при разработке месторождений полезных ископаемых, представленных неустойчивыми рудами и налегающими породами, защитному слою в пределах горизонтального сечения всего отрабатываемого участка или каждой выемочной единицы придают форму свода или купола.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when developing mineral deposits represented by unstable ores and overlying rocks, the protective layer within the horizontal section of the entire worked out area or each mining unit is shaped like a vault or dome. 4. Способ по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что очистную выемку в каждой выемочной единице осуществляют послойным самообрушением руды, которое инициируют и поддерживают посредством секционного разрушения, в пределах толщины обрушаемого слоя, рудного массива в зоне замка свода естественного равновесия.4. The method according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the cleaning recess in each extraction unit is carried out by layer-by-layer self-collapse of the ore, which is initiated and supported by sectional destruction, within the thickness of the collapsed layer, of the ore mass in the area of the natural arch castle equilibrium. 5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что при наличии во вмещающих породах коллекторов с напорными флюидами параллельно с возведением искусственного оконтуривающего массива от внешних границ вглубь породного массива сооружают противофильтрационную завесу.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the presence of reservoirs with pressure fluids in the host rocks, an anti-filter curtain is constructed in parallel with the construction of an artificial contouring array from the outer boundaries deep into the rock mass. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что выработанное пространство части отработанных камер заполняют твердыми отходами горного, обогатительного и металлургического переделов или непромышленными и бытовыми твердыми отходами, при этом количество камер, используемых для этих целей в пределах отрабатываемого участка, определяют из выражения6. The method according to claim 1, characterized in that the worked-out space of the part of the spent chambers is filled with solid waste from mining, processing and metallurgical processing or non-industrial and household solid waste, while the number of chambers used for these purposes within the mine section is determined from the expression
Figure 00000004
Figure 00000004
где n - общее число выемочных единиц на отрабатываемом участке, ед.;where n is the total number of mining units in the mining area, units .; γ - объемный вес пород налегающей толщи, т/м3;γ is the bulk density of the overlying rocks, t / m 3 ; Н - глубина разработки, м;N - depth of development, m; S1 и S2 - площадь выемочной единицы и общая площадь всех искусственных массивов, соответственно, м2;S 1 and S 2 - the area of the extraction unit and the total area of all artificial massifs, respectively, m 2 ; σ1 - предел прочности на сжатие закладочной смеси в выемочной единице,σ 1 is the compressive strength of the filling mixture in the extraction unit, т/м2;t / m 2 ; σ2 - предел прочности на сжатие закладочного материала в искусственных оконтуривающих и разделительных массивах, т/м2.σ 2 is the compressive strength of the filling material in artificial contouring and dividing arrays, t / m 2 .
RU2005121278/03A 2005-07-08 2005-07-08 Underground mineral mining method RU2306417C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121278/03A RU2306417C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Underground mineral mining method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005121278/03A RU2306417C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Underground mineral mining method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005121278A RU2005121278A (en) 2007-01-20
RU2306417C2 true RU2306417C2 (en) 2007-09-20

Family

ID=37774342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005121278/03A RU2306417C2 (en) 2005-07-08 2005-07-08 Underground mineral mining method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2306417C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445459C1 (en) * 2010-07-07 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Method for underground development of high-ore deposits
CN102644464A (en) * 2012-04-12 2012-08-22 东北大学 Constructing method for mining embedded artificial boundary ore pillar from open-pit to underground mine
CN102979526A (en) * 2012-11-28 2013-03-20 山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿 Building process of ore removal trench by adopting filling method in medium-length hole sublevel mining
CN104153781A (en) * 2014-08-08 2014-11-19 西北矿冶研究院 Caving mining method through inverted order sequence excavation and induced-cracking
RU2536514C1 (en) * 2013-09-02 2014-12-27 Василий Александрович Фохт Chamber method of mining heavy, valuable, comminuted ore deposits

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БРОННИКОВ Д.М. и др. Разработка руд на больших глубинах. - М.: Недра, 1982. с.266-267. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445459C1 (en) * 2010-07-07 2012-03-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Method for underground development of high-ore deposits
CN102644464A (en) * 2012-04-12 2012-08-22 东北大学 Constructing method for mining embedded artificial boundary ore pillar from open-pit to underground mine
CN102644464B (en) * 2012-04-12 2014-01-01 东北大学 Constructing method for mining embedded artificial boundary ore pillar from open-pit to underground mine
CN102979526A (en) * 2012-11-28 2013-03-20 山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿 Building process of ore removal trench by adopting filling method in medium-length hole sublevel mining
CN102979526B (en) * 2012-11-28 2015-01-07 山东黄金矿业(莱州)有限公司焦家金矿 Building process of ore removal trench by adopting filling method in medium-length hole sublevel mining
RU2536514C1 (en) * 2013-09-02 2014-12-27 Василий Александрович Фохт Chamber method of mining heavy, valuable, comminuted ore deposits
CN104153781A (en) * 2014-08-08 2014-11-19 西北矿冶研究院 Caving mining method through inverted order sequence excavation and induced-cracking

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005121278A (en) 2007-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2454540C1 (en) Rock pressure control method
MX2012009756A (en) Underground mining.
RU2306417C2 (en) Underground mineral mining method
RU2323337C2 (en) Method for underground thick ore body mining
RU2439323C1 (en) Method to mine inclined ore deposits
RU2270338C1 (en) Method for preparation and excavation of inclined and steep mineral bed
RU2447290C1 (en) Method for degassing of coal beds
CN111997616B (en) Method for continuously recycling residual top-bottom column by adopting large section
US4135450A (en) Method of underground mining
RU2059810C1 (en) Method for mining of steeply dipping mineral deposits
RU2607131C1 (en) Thick flat dipping ore deposits at big depths development method
Turchaninov et al. Conditions of changing of extra-hard rock into weak rock under the influence of tectonic stresses of massifs
RU2395691C2 (en) Method for strengthening of hydraulic stowage massif surfaces
RU2184850C1 (en) Method of underground mining of thick flat deposits of low-hardness ores
RU2059073C1 (en) Method for development of mineral deposits
RU2278972C1 (en) Method for steep ore deposit development
SU1532705A1 (en) Method of mining mineral deposits
RU2755287C1 (en) Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies
RU2757619C1 (en) Method for developing low-powered steel ore bodies
RU2224890C1 (en) Method for extracting sloping or slanted shock-hazardous layers
RU2134786C1 (en) Method for saving sections of development workings
RU2762170C1 (en) Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies
RU2709846C1 (en) Method for underground development of kimberlite pipes
RU2672296C1 (en) Method of developing adjacent of coal seams
CN113653490B (en) Ground control method for rock burst of close-distance coal seam group

Legal Events

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

Effective date: 20100709

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20130727

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140709