SU785494A1 - Способ разработки крутопадающих рудных тел - Google Patents

Description

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных месторождений камерами с закладкой выработанного пространства.

Известен способ разработки полезных ⁵ ископаемых камерами с обрушением вмещающих пород и возведением искусственных целиков в выработанном пространстве путем заполнения пустот в обрушенных породах вяжущим раствором на границе с очередной очисткой камерой м.

Однако этот способ характеризуется большой себестоимостью добычи полезного ископаемого за счет низкой производительности забойного рабочего, что обусловлено сравнительно малыми . параметрами отбиваемых камер, сдерживания темпа работ из-за невозможности отбойки соседней камеры до полного набора проч- _м ности смежного искусственного целика и большого объема бурения.

Кроме того, известен способ разработки крутопадающих рудных тел, включаю2 щий обработку первичных и вторичных камер сверху вниз со смещением камер нижележащего этажа по простиранию относительно камер вышележащего этажа на половину их ширины, кровле которых придают сводчатую форму, а днищу - подобную зеркальному отражению кровли, выпуск руды и возведение искусственных' целиков в выработанном пространстве камер ^2j.

Недостатком такого способа является сравнительно высокая себестоимость добычи полезного ископаемого из-за большого расхода вяжущего раствора.

Нель изобретения - устранение указанных недостатков.

Поставленная цель достигается тем, что после выпуска руды из первичных камер обрушают их потолочины и заполняют выработанные пространства обрушенными породами, после чего последние инъектируют вяжущим раствором на высоту равную (1,05-1,09) Иц , затем-после отбойки и выпуска руды из вторичных камер производят обрушение их потолочин и аа

781 лолнение выработанного пространства обрушенными породами и последующее иньектирование обрушенных пород нижней части вторичных камер на высоту равную Кф* + (0,05-0,09) ‘ h к , причем при отработке следующих после первого этажей над каждой камерой взрывают часть потолочины ближайшей к вышележащей камере, заполненной несвязанной отбитой породой, где h к - высота камеры, м:

И-р - глубина траншеи, м.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез в направлении подвигания очистных работ (по простиранию), при выемке рудного тела камерной системой разработки на верхнем этаже; на фиг.2 - то же, при /выемке рудного тела из нижележащих залежей; на фиг.З - вертикальное сечение вкрсст простиранию рудного тела по искус:ственной потолочине. . ;

Камерная система разработки полезного ископаемого включает: проходку главных откаточных выработок 1, откаточных 2, вентиляционно-ходовых 3, буровых 4 и вспомогательных выработок 5, бурение ; взрывных скважин 6 для отработки первичных камер 7 и междукамерных целиков (вторичных камер) 8, скважин 9 для взрывания налегающих пород 10 над первичными камерами 7 и породных потолочин 11 ;

над вторичными камерами 8 при отработке первого этажа и скважин 12 и 13 для взрывания искусственных потолочин 14 соответственно над первичными 7 и вторичными 8 камерами при отработке еле- ; дующих после первого этажей, заполнение /выработанного пространства . камер 7 и 8 обрушенными породами 15 и иньекти— рование в них на соответствующую высоту вяжущего раствора через скважины 16 и ι 12 для создания искусственных целиков 17 и искусственных потолочин 14.

Горные работы начинают с проходки откаточных выработок 1 и 2, вентиляционноходовых 3, вспомогательных выработок 5 и буровых выработок 4, из которых бурят взрывные скважины 6. При отработке первого этажа после выемки первичной камеры 7 над ней с помощью скважин 9, пробуренных из выработки 5, взрывают налегающие породы 10, вызывая обрушение их и заполнение выработанного пространства первичной камеры 7. Из междукамерных целиков 8, расположенных рядом, через скважины 16, пробуренные из выработок 2 и 4, обрушенные породы 15 подают вяжущий раствор. При этом инъектированию вяжуииим раствором подвергаются об рушенные породы на высоту, равную (1,051,09) h ц , После того, как искусственный целик 17 наберет прочность, начинают отработку вторичной камеры 8, а после ее отработки с помощью скважин 9, пробуренных из выработки 5, обрушают породную потолочину 11 этой камеры, что приводит к заполнению камеры обрушенными породами. Иньектированием вяжущего раствора в обрушенные породы через скважины 16, пробуренные из откаточных выработок 2, образуют искусственную потолочину 14. Если за один прием заиньектировать вяжущим раствором породы на высоту, равную 1(1 ψ 4- (0,05-0,09) И к > не удается, то после схватывания вяжущего раствора через заиньекти;рованную породу их выработок 2 бурят новые скважины 16 и повторяют иньек тирование.

Высота иньектирования вяжущего раствора в обрушенные породы, заполнившие выработанные пространства первичных и вторичных камер, объясняется следующим. В первичных камерах высота искус— ственных целиков должна быть такой, чтобы составить единое целое с потолочинами отбиваемых после них вторичных камер, т.е. быть с ними на одном уровне.

Потолочина должна выдерживать как срезающие напряжения, вызываемые вертикальным давлением обрушенных пород ' б оп ) > так и горизонтальные напряжения от бокового распора обрушенных пород, равного (0,2-0,3) (j θρ . При заданной форме потолочины наиболее опасным является горизонтальное давление от бокового распора обрушенных пород, которое в потолочине над серединой камеры, где потолочина имеет минимальную мощность h η , создает следующие напряжения б_г=И-о₍ъ)б₀,г4юд-^оз)б_оп , где 0^ - горизонтальные напряжения в потолочине в сечении по середине камеры.

Потолочина, которая состоит из заиньектированнык вяжущих раствором обрушенных пород, должна выдерживать на сжатие те же напряжения, что и искусственный целик.

Искусственный целик при условии отработки двух рядом расположенных камер должен выдержать двойное вертикальное давление обрушенных пород, поэтому:

(2) где[62ц - : минимальная прочность целй— ха на сжатие.

Для того, чтобы потолочина не разрушалась должно выполняться неравенство

Ъ<т, откуда h _п= (0,05-0,09)h_K. - (3)

На практике прочность искусственного целика должна быть выше минимально допустимой прочности, т.е. создается требуемый запас прочности. Следовательно, и потолочина, мощность которой определя— ю ется по предлагаемой зависимости (3), будет иметь тот же запас прочности.

Поэтому высота иньектирования вяжущего раствора в обрушенные породы в первичных камерах должна быть равна (1,05-н 1,09) h_K , а во вторичных камерах на высоту, равную h-p + (0,05-0,09) И

При отработке следующих после первого этажей по окончании выемки первичной камеры 7 осуществляет посадку искусственной потолочины 14 над половиной по шири—, не камеры путем взрывания концов скважин 12, пробуренных из откаточных выработок 2 верхнего этажа, расположенных в соседнем междукамерном целике 8 и выполняю-25 щих теперь функцию буровых выработок. Оставшуюся часть скважин 12 в . последующем используют для иньектирования вяжущего раствора в обрушенные породы над этой камерой. Вяжущий раствор по- jo дают также и через скважины 16 из выработок 4, которые находятся в междукамерных целиках 8, и из откаточных выработок 2. После выбора прочности искусственного целика приступают к выемке вторичной : камеры 8. Половину искусственной потолочины 14 по ширине над этой камерой обрушают с помощью скважин 13, пробуренных из выработки 5. При этом выработки 5 проходят в лежачем эд и высячем боку рудного тела, если его мощность не превышает 50-60см. При большей мощности рудного тела выработки 5 проходят как' в лежащем или высячем боку рудного тела (с одной стороны), эд так и в искусственньи целиках рядом отработанной панели. Инъектирование вяжущего раствора во вторичные камеры производят аналогично описанному при отработке первого этажа. эд

Учитывая, что толщина искусственной потолочины составляет (0,05-0,09) то объем иньектируемых обрушенных пород не превышает 65-70% от объема вынимаемого полезного ископаемого, и объем вяжущего раствора соответственно - 20-30%. Следовательно, в предлагаемой системе разработки, по сравнению с известной , расход вяжущего раствора уменьшается и себестоимость добычи полезного ископаемого снизится,

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных месторождений камерами с заклад кой вьфаботанного пространства. Известен способ разработки полезных йскопаемьк камерами с обрушением вмещ ющих пород и возведением искусственных целиков в выработанном пространстве путем заполнени  пустот в обрушенных по- РОД61Х в жущим раствором на границе с очередной очисткой камерой .Ij. Однако этот способ характеризуетс  большой себестоимостью добычи полезног ископаемого за счет низкой производительности забойного рабочего, что обусловлено сравнительно мальп ли . параметрами отбиваемых камер, сдерживани  тем па работ из-за невозможности отбойки соседней камеры до полного набора (рочности смежного искусственного целика и большого обьема бурени . Кроме того, известен способ разработки крутопадающих рудньсс тел, включак щий обработку первичных и вторичных камер сверху вниз со смещением камер нижележащего этажа по простираник относительно камер вышележащего этажа на поповнну их ширины, крсюле которых придают сводчатую форму, а днищу - подобную аеркальнсыу отражению кровпи, выпуск руды и возведение искусственных целиков в выработанном пространстве камер 2|. Недостатком такого способа  вл етс  сравнительно высока  себестоимость добычи полезного ископаемого иэ-за большого |}асхода в жущего раствора. Цель изобретени  - устранение указан ных недостатков. Поставленна  цепь достигаетс  тем, что после выпуска руды из первичных камер обрушают их потолочины и заполн ют выработанные пространства обрушенными породами , после чегю последние инъектируют в жущим раствором на высоту равную (1,О5-1,О9) Нц , затем-после отбойки и выпуска руды из вторичных камер производ т обрушение их потолочин и аа378 полнение вьфаботанного пространства обрушенными породами и последующее иньектированне обрушенных пород нижней части вторнчных камер на высоту равную hrp + (0,05-0,09) h причем при отработке следующих после первого этажей над каждсй камерой взрывают часть потолочины ближайшей к вышележащей камере, заполненной несв занной отбитой породой, где П 1 - высота камеры, м: j глубина траншеи, м. На фиг. 1 изображен вертикальньй разрез в направлении подвигайи  очистньк работ (по простираншо), при выемке рудНого тела камерной системой разработки :иа верхнем этаже; на фиг.2 - то же, при :Быемке рудного тела из нижележащих за лежей; на .З - вертикальное сечение iBKpecT простиранэдо рудного тела по искус ственной потолочине. Камерна  система разработки попеэного ископаемого включает: проходку главных откаточных выработок 1, откаточньк 2, вентил ыионно-ходовьрс 3, буровых 4 к вспомогательных выработок 5, бурение взрывных скважин 6 дл  отработки первичных камер 7 и междукамерньос целиков :(вторичньк камер) 8, скважин 9 дл  взры вани  Н шегаюш;их пород 10 каа первичными камерами 7 и породных потолочгШ 11 над BTOpnmbHs-sH камерами 8 при отработке первого этажа н скважин 12 и 13 дл  взрьюшш  искусственных потолочин 14 .соответственно над nepBH ibJMK 7 и вторичными 8 камерами при отработке следующих после первого этажей, заполнение ; выработанного пространства . камер 7 и 8 oбpyшeнньпvш породами 15 н иньекги™ рование в них на соответствутошую высоту в жущего раствора через скважины 16 н 12 дл  создани  искусственньк целиков 17 и искусственньрс потолочин 14. Торные работы начинают с проходки от каточных выработок 1 и 2, вентил ционно ходовых 3, вспомогательных выработок 5 и буровых выработок 4, на которых бур т взрывные скважины 6. При отработке первого этажа поспе выемки первичной камеры 7 над ней с п(ощыо скважин 9, пробуренных из выработки 5, взрывают налегающие породы 1О, вызьша  обрушение их и запопнение выработанного пространства первичной камеры 7 Из междукамер ных цепиков 8, расположенных р дом, через скважины 16, пробуренные из выработок 2   4, обрушенные породы 15 подают в жущий раствор. При этом инъектирсюанию раствором подвергаютс  об4 рушенные породы на высоту, равную (1,051 ,09) П ц , После того, как искусствен- ньй целик 17 наберет прочность, начинают отработку вторичной камеры 8, а после ее отработки с помощью скважин 9, пробуренных из выработки 5, обрушают породную потолочину 11 этой камеры, что приводит к заполнению камеры обрушенными породами. Иньектированием в жущего раствора в обрушенные породы через скважины 16, пробуренные из откаточных выработок 2, образуют искусственную Потолочину 14. Если за один прием заиньектировать в жущим раствором породы на высоту, равную |l f (0,05-0,09) h к , не удаетс , то после схватьшанн  в жущего раствора через заиньекти;рованную породу их выработок 2 бур т новые скважины 16 к повтор ют tfflbeKткрование . Высота иньектировани  в жущего раствора в обрушенные породы, заполнившие выработанные пространства первичньос и вторишых камер, объ сн етс  следующим . В первичных камерах высота искус- ственных целиков должна быть такой, чтобы составить единэе целое с потолочинами отбиваемых после них вторичных камер, т.е. с ними на одном уровне. Потолочина дачжна выдерживать как срезающие напр жени , вызываемые вертикальным давлением обрушенных пород 6 оп ) так н горизонтальные напр жени  от бокового распора обрушенных пород, равного (О,,3)6оп , При заданной форме потолочины наиболее опас-  вл етс  горизонтальное давление от бокового распора обрушенных пород, которое в потолочине над серединой камеры , где потолоч ша имеет минимальную мощность li , создает следующие напр жен и  ( ,(,,ъ,,{(,ъ ь „где С)п - горизонтальные напр жени  в тготолочине в сечении по середине камеры. Потолочина, котора  состоит из заиньектированных в жущих раствором обрушенньрс пород, должна выдерживать на сжатие те же напр жени , что и искусственный целик. Искусственный цел к при условии отработки двух р дом расположенных камер должен выдержать двойное вертикальное давление обрушенных пород, поэтому: Ицгй„„ ( 2) ,прочность целиминимальна  сжатие. Дл  того, чтобы потолочина не разрушалась Должно выполн тьс  неравенство 2уц - 2 С.г,откуда hn 10.05-0.091 hf.- (3) На практике прочность искусственного целика должна быть выше минимально допустимой прочности, т.е. создаетс  требуемый запас прочности. Следовательно, и потолочина, моишость которой определ - етс  по предлагаемой зависимости (3), будет иметь тот же запас прочности. Поэтому высота иньектировани  в жущего раствора в обрушенные породы в первичных камерах должна бъггь равна 11,051 .09) Нц , а во вторичнъгх камерах на высоту, равную г + (0,05-0,09) h (. При отработке следующих после .первого этажей по окончании выемки первичной камеры 7 осуществл ет посадку искусственной потолочины 14 над половиной по шири- не камеры путем взръюани  концов скважин 12, пробуренных из откаточнъгх въгработок 2 верхнего этажа, расположенных в соседнем междукамерном целике 8 и въто 1н ющих теперь функцию буровък въфаботок. Оставшуюс  часть cквaжиIi 12 в . последующем используют дл  инъектнровани  в жущего раствора в обрушенные породы над этой камерой. В жущий раствор подают такжеи через скважины 16 из въь .работок 4, которые наход тс  в междукамернък целиках 8, и из откаточнъгх вър работок
2. 2. После выбора прочности искус ственного целика приступают к выемке вторичной : камеры 8. Половину искусственной потолочины 14 по ширине над этой камерой обрушают с помощью скважин 13, пробуренных из въфаботки 5. Пр этом въфаботки 5 проход т в лежачем и выс чем боку рудного тела, если его мощность не превъшает 50-60см. большей мощности рудного тела въфаботки 5 проход т как в лежащем или выс чем боку рудного тела (с одной стороны) так и Ё искусственнъгх целиках р дом OIPработанной панели. Инъектирование в жущего раствора во вторичные камеры произ вод т аналогично описанному при отработке первого этажа. Учитъша , что толщина искусственной потолочины составл ет (О,05-О,О9)/ j то объем иньектируемых обрушенных пород не превьплает 65-70% от объема вынимаемого полезного ископаемого, и объем в жущего раствора соответственно - 20-30%. Следовательно, в предлагаемой системе разработки, по сравнению с известной , расход в жущего раствора уменьшаетс  и себестоимость добъгчи полезного ископаемого снизитс . Формула изобретени  Способ разработки крутопадающих рудных тел, включающий отработку первнчнъл и вторичнъгх камер сверху вниз со смещением камер нижележащего этажа по прости- райию относительно камер вышележащего этажа на половину их ширины, крсепе которых придают сводчатую форму, а днищу подобную зеркальному отражению кровпи, выпуск руды и возведение искусственных «еликов и выработанном пространстве камер , отличающийс  тем, что, с целью снижени  себестоимости добычи полезного ископаемого за счет снижений расхода в жущего раствора, после выпуска руды из пе(ичных камер обрушают их ПОТОЛОЧИНЫ и заполн ют выработанное . пространство обрушеннъгми породами, после чего последние инъектируют в жущим раствором на высоту, равную (1,05-1,09) h j , затем после отбойки и выпуска руды из вторичных камер производ т обрушение их потолочин и заполнение выработанного пространства обрушенными по родами и последующее инъектирсюание обрушеннъге пород нижней части вторичных камер на высоту равную h.jt4-(0,05-0,09) h ц , причем при отработке следующих после первого этажей, над каждой камерой взрывают часть потолочины ближайшей к вышележащей камере заполненной несв занной отбитой породой, где h к - высота камеры, м, h-p - глубина траншеи, м. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 398747, кл. Е 21 С 41/06, О4.1О.71. 2,Авторское свидетельство СССР N9 153893, кл. Е 21 С 41/О6, ОЗ.О2.62 (прототип).