Способ управления горным давлением

 

Изобретение относится к подземной разработке пологопадающих рудных месторождений . Цельповышение надежности в работе закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлической закладки в процессе выемки вторичных полос и снижения затрат на обрушение пород кровли в блоках первичных полос. Выемочный участок разделяют на полосы первичной и вторичный отработок . Полосы первой очереди разбивают в плане на квадраты - горизонтальные сечения выемочных единиц - вертикальных блоков . Вертикальные блоки, примыкающие к вторичным полосам, отрабатывают с последующей закладкой их твердеющими смесями . Вертикальные блоки, расположенные внутри первичных полос, отрабатывают в шахматном порядке как с твердеющей закладкой , так и с комбинированной. При комбинированной закладке вначале блок заполняют гидрозакладкой, а затем обрушенными породами кровли, в которые подают твердеющие смеси до уровня контакта рудного тела с покрывающими породами. Полость, образуемую в результате обрушения пород кровли, в сечении уменьшают по сравнению с вертикальными блоками в 2,5- 3 раза. Вторичные полосы для разгрузки от опорного давления зоны очистных работ отрабатывают с предварительным обрушением пород кровли с опережением от границы отбойки руды. Отбиваемая руда выпускается под обрушенными породами кровли, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 Е 21 С 41/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864307/03

- (22) 10.09.90 (46) 23.09.92. Бюл. N 35 (71) Норильский горно-металлургический комбинат им,А,П.Завенягина (72) А.В.Максимов, Х.Х.Кожиев, Д М.Бронников, Г.С.Кириченко и Н,П.Пучнин (56) Авторское свидетельство СССР

%998759, кл. Е 21 С41/22, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1564351, кл. Е 21 С 41/22, 1988. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГОРНЫМ ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к подземной разработке пологопадающих рудных месторождений. Цель- повышение надежности в работе закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлической закладки в процессе выемки вторичных полос и снижения затрат на обрушение пород кровли в блоках первичных полос. Выемочный участок разделяют на полосы первичной и вторичный отработок. Полосы первой очереди разбивают в

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при управлении горным давлением при подземной разработке пологопадающих"рудных месторождений.

Известен. способ управления горным давлением, включающий поддержание налегающих пород рудными и искусственными целиками из твердеющей закладки, а также обрушение пород и отработку выемочного участка камерами с использованием перераспределения горного давления на искусственные целики, при этом в центре Ы, 1763655 A l плане на квадраты — горизонтальные сечения выемочных единиц — вертикальных блоков. Вертикальные блоки, примыкающие к вторичным полосам, отрабатывают с последующей закладкой их твердеющими смесями. Вертикальные блоки, расположенные внутри первичных полос, отрабатывают в шахматном порядке как с твердеющей закладкой, так и с комбинированной. При ком- бинированной закладке вначале блок заполняют гидрозакладкой, а затем обрушенными породами кровли, в которые подают твердеющие смесй до уровня контакта рудного тела с покрывающими породами, Полость, образуемую в результате обрушения пород кровли, в сечении уменьшают по сравнению с вертикальными блоками в 2,5—

3 раза, Вторичные полосы для разгрузки от опорного давления зоны очистных работ отрабатывают с предварительным обрушением пород кровли с опережением от границы отбойки руды. Отбиваемая руда выпускается под обрушенными породами кровли, 1 з.п. ф-лы, 2 ил. выемочного участка оставляют массивный рудный целик и после отработки всего уча- (Я стка производят закладку камер, расположенных по обе стороны от него, затем осуществляют выемку массивного целика (1).

Недостатком этого способа является недостаточная надежность работы закладочного массива. связанная с тем, что эоны обрушений пород получают дополнительное развитие при отработке массивного рудного целика с обрушением пород кровли, и при наличии вышележащих водонос1763655

15

25

45

55 ных горизонтов есть опасность затопления горных выработок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ управления горным давлением, включающий разделение выемочного участка на параллельные полосы — первичные и вторичные, которые отрабатываются через одну, выемку первичных полос ведут блоками — no камерно-целиковой схеме с расположением блоков поперек полос, причем;.сначала отрабатывают блоки (камеры) первой стадии с закладкой их твердеющими смесями; а затем — блоки второй стадии, которые наполовину высоты заполняют гидрозакладкой. а в оставшуюся часть обрушают йороды кровли с заполнением образовавшегося пространства по купол свода обрушения и инъектируют обрушенные породы твердеющими смесями, а выработанное пространство полос второй стадии на высоту залежи заполняют по.родами кровли, которую разрушают с опережейием очистных работ в этих полосах (2), Однако для данного способа также характерна недостаточная надежность рабо. ты закладочного массива, выражающаяся в том, что образуемый над искусственно возводимйм целиком первичной полосы по:..:родный целик ймеет разрывной характер (обращенных пород над камерами второй стадии), что приводит к возрастанию нагрузок как на целики из твердеющей закладки, .так и на породные; Кроме того, весьма существенным недостатком способа является обнажение инъектированныx пород камер второй стадии при обработке с обрушением пород кровли вторичных полос. Это может привести к обрушениям инъектированйых пород камер второй стадии в выработанное пространство вторичных полос, что может привести к. потере поддерживающей функции заложеййых камер второй стадии и тоже резкому увеличению нагрузки на целики из твердеющей закладки. К тому же заполнение камер второй стадии пород кровли по купол свода обрушения образуемого пространства характеризуется большой трудоемкостью. . Цель йзобретения — повышение надежности работы закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлической закладки в процессе выемки вторичных полос и снижения затрат на обрушейие пород кровли в блоках первичных полос.

ПОставленная цель достигается тем, что в способе управления горным давления, включающем закладку выработанного пространства твердеющими смесями и гидрозакладку с обрушением на нее пород кровли и инъектирование обрушенных пород твердеющими смесями при отработке запасов первичными и вторичными полосами и выемке руды в первичных полосах вертикальными блоками, а во вторичных полосах всплошную с обрушением налегающих по- род, согласно изобретению, закладку вертикальных блоков на границе с вторичными полосами осуществляют всплошную твердеющими смесями, закладку твердеющими смесями и гидрозакладкой с обрушением на нее пород кровли выработанного пространства вертикальных блоков внутри первичных полос осуществляют в шахматном порядке, формируют при обрушении пород кровли над блоками с гидроэакладкой полости с площадью поперечного сечения меньшей, чем площадь блока, В качестве наиболее оптимального варианта полости, образуемые после обрушения пород кровли, в сечении имеют размеры в 2,5 — 3 раза меньше, чем очистные блоки, и их центр совпадают с вертикальной осью блоков, Отработка вертикальных блоков на границах полос всплошную при последующем. взрывании руды во вторичных полосах дает возможность получить упроченный слой бетонозакладки, что повышает несущую способность искусственного массива первичных полос, Отработка блоков внутри первичных полос в шахматном порядке с твердеющей закладкой и гидрозакладкой с последующим обрушением пород кровли и подачей в них твердеющих смесей до контакта с покрывающими породами с образованием в них плоскостей позволяет при более низких затратах на формирование закладочного массива первичных полос повысить безопасность работ за счет увеличения несущей способности этих полос, Это достигается тем, что уменьшается изрезанность зонами обрушений в покрывающих рудное тело породах над первичными полосами: так, если в прототипе при равных параметрах камер 50% площади покрывающих пород разрушено для заполнения-камер второй стадии по купол свода обрушения, то в предлагаемом решении всего лишь 14% площади разрушено для заполнения блоков с гидрозакладкой по кровлю рудного тела (при параметрах блока

15х15 м), ширине полосы 135 м), т.е, в какомто приближении можно говорить о единой несущей породной части поддерживающего толщу вышележащих пород целика на податливом основании из заложенных блоков первичных полос, 1763655

25

45

Горное давление от покрывающих рудз тело пород воспринимается как блока, заполненными твердеющей закладкой,, и блоками с гидрозэкладкой и обрушенми инъектированными породами, причем и увеличении величины оседаний величиотпора от блоков с комбинированной заедкой увеличивается, увеличивается

:же боковой подпор на блоки с твердеюй закладкой, что повышает их несущую

)собность. Отсюда можно сделать вывод общем повышений несущей способности личных полос при предложенном спосаупрэвления горным давлением. Полости, азуемые после обрушения пород кровдолжны иметь в сечении размеры 2,5 — 3 а меньше, чем очистные блоки, Площадь сечения полости, образуемой л отбойке пород кровли, значительно льше, чем площадь блока; так, если плодь блока сечением 15х15 м составляет

i м, то чесение полости 9х9 м всего 81м .

2 результате проведенных исследований ло установлено, что это соотношение

1жно быть равным 2,5-3, так как при еньшении соотношения резко будет .ньшаться поддерживающая способность оженных блоков, а при увеличении соотиения парабалически увеличивается выа образуемых над блоками полостей, что бывает целый ряд технологических труд;тей.

Таким образом, такая конструкция пер ной полосы позволяет активно включить есущую функцию заложенные блоки с ,розакладкой и обрушенными породами, кже за счет бокового распора повысить очность блоков с твердеющей закладкой, им образом увеличить общую несущую

1собность первичных полос.

На фиг.1 приведен порядок ведения ра(разрез-А-А на фиг.2); на фиг.2 — вертиьное сечение залежи (разрез Б-Б на .1).

Способ осуществляют следующим обом.

Выемочный участок разделяют на полопервичной 1 и вторичной отработки 2. осы первой очереди разбавляют в плане квадраты со стороной 12 — 15 м, являющи. горизонтальными сечениями выемочк единиц — вертикальных блоков.

>тикальные блоки 3, примыкающие к втоным полосам, отрабатывают с последуей закладкой их твердеющими смесями

>тикэльные блоки, расположенные внутпервичных полос. отрабатывают в шахгном порядке как с твердеющей падкой 4, так и с комбинированной 5.

1 комбинированной закладке вначале блок заполняют гидрозакладкой 6 (примерно до половины), а затем обрушенными породами кровли 7, в которые пода от твердеющие смеси до уровня контакта рудного тела с покрывающими породами. Полость 8, образуемая в результате обрушения пород кровли, в сечении уменьша|от по сравнению с вертикальными блоками в 2,5—

3 раза.

Таким образом, породный массив в кровле получается увеличенной площади с более высокими несущими характеристиками. Породы кровли обрушают лишь для заполнения блоков до покрывающих пород.

После гидразакладки рекомендуется по мере воэможности частично заполнять блоки пустой породой, получаемой при проходке выработок вышележащего вентзакладочного горизонта, а оставшуюся часть — обрушением пород кровли.

Вторичные полосы, как и в прототипе, для разгрузки от опорного давления эоны очистных работ, отрабатывают с предварительным обрушением пород кровли с опережением от границы отбойки руды на .

25 — 30 м, Отбиваемая руда 9 выпускается под обрушенными породами кровл л 10, Таким образом, в отработанной части залежи гарноедавление перераспределяется через породный массив на искусственные целики внутри и по краям первичных полос и укрепляемые твердеющими смесями обрушенные породы кровли блоков с гидрозакладкой, расположенные в шахматном порядке внутри первичных полос, Пример. Залежь вкрапленных руд залегает на глубине 500 метров, средняя ее мощность 40 метров. На большей своей площади залежь подработана выемкой сплошных руд средней мощность 35 метров, что будет способствовать применению систем с обрушением при выемке вторичных полос. Ширину полос первой очереди принимают 135 метров. Ширину полос второй очереди не менее 100 м. Для разгрузки ат горного давления зоны очистных работ во вторичных полосах производят принудительное обрушение пород кровли с опережением от границы отбойки руды на

25-30 м. Ширину первичной полосы разбивают на 9 очистных вертикальных блоков сечением 15х15 м.

При отработке блоков с заполнением их до половины высоты гидроэакладкай для заполнения их парадами в центре вертикальной оси формируют взрыванием пород кровли полость сечением 9х9 метров, Для заполнения оставшегося объема блоков породами необходимо их обрушать на высоту

42 — 37 м при коэффициенте разрыхления

1763655

1,35 — 1,5 м и при площади поперечного сечения 9х9 = 81 м .

Подача твердеющих смесей в обрушен-. ные породы блоков с гидрозакладкой способствует повышению их несущей 5 способности и оформлению первичной полосы в единый несущий целик.

Формула изобретения

1, Способ управления горным давлени- 10 ем, включающий закладку выработанного пространства твердеющими смесями и гидрозакладку с обрушением на нее пород кровли и иньектирование обрушенных пород твердеющими смесями при отработке 15 запасов первичными и вторичными полосами и выемке руды в первичных полосах вертикальными блоками, а во вторичных полосах всплош ную с обрушением налегающих пород,отличающийся тем,что,с 20 целью повышения надежности работ закладочного массива за счет исключения образования обнажений массива гидравлич ской закладки в процессе выемки втори ных полос и снижения затрат на обрушен пород кровли в блоках первичных поло закладку твердеющими смесями вертикал ных блоков на границе с вторичными пол сами осуществляют всплошную, заклад! твердеющими смесями и гидрозакладкой обрушением на нее пород кровли выраб танного пространства вертикальных блокс внутри первичных полос осуществляют шахматном порядке, причем при обруш нии пород кровли над блоками с гидроза ладкой формируют пОлосы с площады поперечного сечения, меньшей площади и< перечного сечения блока.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что полости над блоками с гидрозакла кой формируют на продолжении вертикал ной оси блока сечением в 2.5 — 3 раз меньше, чем поперечное сечение блока.

1763655

Составитель Г. Смекалова

Техред М,Моргентал . Корректор А. Долинич

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3438 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4!5