Способ разработки залежей полезных ископаемых
Изобретение относится к разработке горизонтальных и пологопадающих залежей. Цель - снижение затрат на добычу и повышение несущей способности целиков при отработке горизонтальных и пологопэдающих залежей. Проводят подготовительные и неразные выработки. Отработку залежи осуществляют очистным забоем с отбойкой горной массы в породной и рудной частях забоя. Формируют поддерживающие целики и отгружают полезное ископаемое и породу . Породную часть очистного забоя формируют трапециевидной формы, большее основание оформляют на границе с рудной частью очистного забоя, которую отрабатывают шириной, превышающей большее основание трапециевидной породной части очистного забоя, а более основание породной части очистного забоя определяют из расчетной формулы. При подрыве пород в почве залежи в нижних углах рудной части очистного забоя формируют треугольные призмы, которые отрабатывают с отставанием от рудной части очистного забоя. 3 ил. сл с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ,ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886618/03 (22) 28;11.90 (46) 23.09.92. Бюл; № 35 (71) Джезказганский научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии (72) И,Д.Кондров, М,К;Курмангалиев, С,Куанышбаев и Ж.Д.Джалмухамбетов (56) Еремин В.И, и др. Эффективность применения сплошной системы разработки со спаренными. пайелями. Горный журнал, 1978, N. 11, с. 39-42. Авторское свидетельство СССР ¹ 7722442211, кл. Е 21 С 41/22, 1944, (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к разработке горизонтальных и пологопадающих залежей. Цель — снижение затрат на добычу и повышение несущей способности целиков при Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке горизонтальных и пологопадающих залежей полезных ископаемых, мощность которых меньше высоты очистного пространства. Известен способ разработки маломощных пологопадающих рудных залежей сплошными системами с открытым очистным пространством с выемкой блоков (камер) по простиранию, восстанию и падению рудного тела ведется с подрывкой вмещающих пород почвы или кровли для достижения высоты очистного пространства, необходимой для работы оборудования, Кровлю очистного пространства поддержи Ы, 1763658 А1 отработке горизонтальных и пологопадающих залежей. Проводят подготовительные и неразные выработки. Отработку залежи осуществляют очистным забоем с отбойкой горной массы в породной и рудной частях забоя. Формируют поддерживающие целики и отгружают полезное ископаемое и породу, Породную часть очистного забоя формируют трапециевидной формы, большее основание оформляют на границе с рудной частью очистного забоя, которую отрабатывают шириной, превышающей большее основание трапециевидной породной части очистного забоя, а более основание породной части очистного забоя определяют из расчетной формулы, При подрыве пород в почве залежи в нижних углах рудной части очистного забоя формируют треугольные призмы, которые отрабатывают с отставанием от рудной части очистного забоя. 3 ил. вают в устойчивом состоянии околоштрековыми, междублоковыми и внутриблоковыми целиками (1). - М Недостатком известного способа являются большие затраты на добычу, связанные с большим обьемом выемки вмещающих пород. Кроме того, в случае, когда смеща- д ющие породы оказываются менее крепкими, чем руда, поддерживающие целики приобретают участки пониженной прочности, что в целом снижает их несущую способность. Наиболее близким к предлагаемому способу является способ разработки весьма тонких жил полезного ископаемого, включающий проведение подготовительных и на1763658 резныхвыработок,отработкузалежиочист- тем, что породную часть очистного забоя ным забоем с отбойкой полезного ископаемо- формируют трапециевидной формы, при го в породной и рудной частях забоя, этом большее основание оформляют на гра. формирование:поддерживающих целиков и нице с рудной частью очистного забоя, кото отгрузку полезного ископаемого и породы (2). 5 рую отрабатывают шириной, превышающей Недостатком известного способа явля- большееоснованиетрапециевидной пород: -ются большие затраты на добычу, связан-. ной части очистного забоя, а большее осноные с большим объемом выемки пустых вание породной части очистного забоя горйых пород, так как подрывка пород ве- определяют из вырвженйя дется на всю ширину рудной части забоя. 10 > W Кроме того, если породы оказываются ме- " " " sin c нее крепкими, чем руда, поддерживающие а также тем, что при подрывке пород в почве целики приобретают участки пониженной залежи в нижних углах рудной части очистпрочностй, что снижает их несущую способ- . ного забоя формируют треугольные рудные ность,:, . 15 йризмы, которые отрабатывают с отставаЦелью изобретение является снижение нием от рудной части очистного забоя, затрат на добычу за счет умейьшения объ- Таким образом. заявляемый способ cooT", ема выемки пустых пород и йовышение не- . ветствует критерию изобретения "новизна". сущей способности целиков при отработке . Известно техническое решение (3), в когоризонтальных и пологопадающих зале- 20 тором верхнюю часть межцеликового прожей; . :, .: ...: странства формируют в рудной залежи в Поставленная цель достигается тем,.что виде трапеции. Однако при этом не обеспев известном способе разработки залежей чивается уменьшение объема выемки пус полеэныхископаемых,включающем прове- тых пород и упрочнение породной- части дание подготовительных и нарезных выра- 25 поддерживающих целиков, боток, отработку залежи очистными забоем Известно также техническое решение с отбойкой полезного ископаемого в пород- (4), в котором формируют трапециевидное ной и рудной частях забоя, формирование днище разрезной выработки в породном поддерживающих целиков и отгрузку nones- прослое. Однако при этом не обеспечиваетногоископземогоипороды, породнуючасть 30 ся уменьшение объема выемки пустых пород очистного забоя формируют трапециевид- в очйстном забое и увеличение поперечного .ной формы, при этом большее основание " сечения породной части опорных целйков, оформляют на границе с рудной частью. которыедостигаютсявззявляемомтехничеочистного забоя, которую отрабатывают: ском решении. шириной, превышающей большее основа- 35 - Это позволяет. сделать выводо его соотние трапециевидной породной части очист- ветствии критерию "существенные отлиного забоя. з большее основание породной чия". частиочистногозабоя определяютиз выра- .: Формировайие породйой части очистжения:; : .. ного забоя трапециевидной формы, оформИ/ 40 ление. большего основания на границе с з1 п а :: .: . рудной частью Очистного забоя и определегде Ил лак - максимальная ширина пород- ние его из выражения нойчастиочистногозабоя, м;:: .: 8 2 W  — ширина рудной части очистного ..8" и"" " 2 э1па забоя, м;:, 45 з также отработка рудной части очистного W — величина линйи наименьшего со- забоя шириной, превышающей большее ос противления зарядов, используемйх для: нование трапециевиднОй. части очистного отбойки руды, м; ..:: забоя и формирование:при подрыве пород . а —.угол наклона к горизонту боковых в почве залежи в нижних углах рудной части сторон породной части очистного забоя, 50 очистногоззбоятреугольных рудныхприэм, град..:: ., которые отрабатывают с отставанием от Кромешного, поставленная цельдостига- рудной части очистного забоя, позволяет ется тем, что при подрывке пород в почве . уменьшитьобъемвыемкипороды на величи, залежи в нйжних углах рудной части очист- ну, определяемую из выражения; ного забоя формируют треугольные рудные 1 . (2 W + пл 100 призмы, которые- отрабатйвают с отстава- 55 Bg (sin а tga нием ot рудной части очистного забоя. Сопоставительный анализ заявляемого где hn — высота породной части очистного решения с прототипом показывает. что эа- забоя, м. являемый способ отличается от известного 1763658 В зависимости от конкретных условий уменьшение объема выемки породы составляет от 30 до 50 Д, соответственно снижаются затраты на добычу горной массы. Одновременно на уровне породной части очистного забоя увеличиваются поперечные сечения опорных целиков, за счет чего повышается их несущая способность. В том случае, если большее основание породной части очистного забоя будет больше, чем Bn max = Bk -2 sin а то увеличивается обьем выемки породы и, соответственно, уменьшается поперечное сечение породной части опорных целиков. В случае, если большее основание породной части очистного забоя будет меньше, чем 8n max=8k 2 slfl а то при отработке треугольных рудных призм, не обеспечивается сброс вэорваной рудной массы с породных площадок, а также не будут соблюдены условия, необходимые для безопасной работы самоходного оборудования. На фиг,1 показан поперечный разрез отрабатываемых камер с междукамерными целиками и фронтальным видом очистного забоя; на фиг.2 — продольный разрез очистной камеры; а — при селективной выемке, б — при валовой выемке; на фиг.3 — вид призабойного пространства в плане. Способ осуществляется следующим образом. Подготовка панелей производится с проведением панельных и вентиляционных штреков, заездов в панели и камеры известными способами. Высота очистного пространства камеры I формируется с учетом минимальной высоты, обеспечивающей нормальный процесс выполнения технологических операций комплексом самоходйого оборудования (3 — 4 м для отечественного оборудования), и превышает мощность отрабатываемой рудной залежи 2. Для достижения необходимой высоты очистного пространства производят выемку части породного массива 3. Для поддержания нале- гающих пород в очистном пространстве оставляют ленточные или столбчатые опорные целики 4. Очистной забой 5 камеры 1 состоит из рудной 6 и породной 7 частей. Забой 5 обуривают, например, самоходными буровыми каретками, горизонтальными и наклонными шпурами глубиной до 3-4 м с расположением оконтуривающих шпуров в породной части 7 забоя по периметру заданной трапеции. Для безопасной работы самоходного оборудования минимальная ширина породной части 7 забоя (меньшее основание трапеции) должна быть равна 4,5-5,0 м. Максимальная ширина породной части 7 забоя (большее основание трапеции) принимается меньше ширины рудной части 6 . 10 забоя и определяется по формуле Bn max = В -2 W/ sin а Ширина рудной части очистного забоя (В ) равна ширине кровли камеры 1, которая 15 не может превышать величину устойчивого пролета обнаженной кровли. Например, для шахт Джезказганских рудников Вк колеблется от 8 м до 20 м в зависимости от горногеологических условий (глубина залегания 20 рудного тела, крепости пород кровли, соотношения горизонтальных и вертикальных составляющих горного давления и т.д,), Величина линии наименьшего сопротивления зарядов, используемых для отбой25 ки руды (W), зависит от крепости руды, свойств взрывчатых веществ, диаметра шнуров и т.д. Для шахт Джезказганских рудников W составляет от 1 м до 3 м. Угол наклона к горизонту боковых сторон трапе30 циевидной породной части очистного забоя (а) принимается не мене угла естественного откоса (45 — 40 ). При меньшей величине угла а увеличивается вероятность зависания руды на наклонных стенках и возникает не35 обходимость ее сталкивания в процессе погрузки. В таблице приведены значения максимальной ширины породной части очистного 40 забоя (Вл пах = Bk" 2 sin а а величина уменьшения выемки породы Н-„$!па+, а 100 в процентах для различных значений ширины рудной части очистного забоя (В ). При валовой выемке очистной забой 5 обуривают и взрывают одновременно по рудной и породной частям, при селективной 50 выемке рудную часть 6 и породную часть 7 взрывают раздельно, причем породную часть с опережением на один взрыв. При подрывке пород-в почве залежи в нижних углах рудной части 6 очистного за55 боя wa стенках целиков 4 оставляют рудные треугольные призмы 8. Размер сторон этих призм зависит от величины а и W. Сторона, примыкающая к целику, равна W/cos а, а сторона, примыкающая к поро1763658 дится с почвы рудной залежи 2 при выемке породы в кровле или с почвы породной час- 30 50 разработки обеспечивает no ñðàâíåíèþ с существующими способами следующие 55 преимущества: де, равна W/a!n а, например, при а=45О и ЧЧ=1,5м. 15 =21м aIn а raç а 0,707 Рудные призмы 8 взрывают с оставанием на 2-4 взрыва (6-16 м) по отношению к взрыву рудной части 6 очистного забоя, чтобы взорванная рудная масса не накапливалась на образующихся после взрыва призм 8 породных площадках 9. В противном случае на площадках 9 будет накапливаться взорванная горная масса, очистка которой, -как правило вручную, очень трудоемка. Взорванную горную массу отгружают, например, самоходными погрузочными машинами с нагребающими лапами ипи погрузочно-доставочными машинами. При селективной выемке горную массу породной и рудной частей забоя отгружают отдельно. В этом случае породная горная масса может использоваться в качестве закладки. Выемка породного слоя производится в кровле или в почве в зависимости от того, где находится более слабый породный слой, который и отрабатывается вместе с рудной залежью. Погрузка горной массы произвоти 7 забоя, когда выемка породы производится ниже рудной залежи (в почве). При выемке породы ниже рудной залежи наличие наклонных боковых стенок в породной части 7 очистного забоя с углом наклона не мене угла естественного откоса (45-60 ) обеспечивает самоподачу отбитой горной массы к более узкому фронту погрузки, что повышает производительность отгрузки за счет уменьшения маневрирования погрузочного средства, При выемке породы выше рудной залежи кровля по конфигурации приближается к форме свода естественного равновесия, в результате чего повышается ее устойчивость. Образувщуюся в процессе очистной выемки кровлю выработанного прострайства в зависимости от свойств обнажаемых пород крепят штанговой крепыш 10, набрызг — бетоном или оставляют без крепления, Использование предлагаемого способа 20 — снижение затрат на добычу горной массы за счет уменьшения обьема выемки пустых пород; .— повышение безопасности работ эа счет повышения несущей способности целиков и устойчивости кровли (в Т0М случае, если выемка породы производится выше рудной залежи); — повышение производительности погрузочных работ за счет самоподачи отбитой горной массы к фронту погрузки (в случае, если выемка породы производится ниже рудной залежи); — уменьшение разубоживания при валовой выемки за счет уменьшения обьема пустых пород Формула изобретения 1. Способ разработки залежей полезных ископаемых, вклю- ающий проведение подготовительных и нарезных выработок, отработку залежи очистным забоем с отбойкой полезного ископаемого в породной и рудной частях забоя, формирование поддерживающих цели ков и отгрузку полезного ископаемого и породы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения затрат на добычу и г;овышение несущей способности целиков при отработке горизонтальных и пологопадающих залежей, породную часть очистного забоя формируют трапециевидной формы, при этом большее основание оформляют на границе с рудной частью о fl1стного забоя которую отрабатывают шириной, превышающей большее основание трапециевидной породной части очистного забоя, а большее основание породной части очистного забоя определяют из выражения n make = ВК - 2 sin а где Вл make — максимальная ширина породной части очистного забоя, м; Ь вЂ” ширина рудной части очистного забоя, м; W - величина линии наименьшего сопротивления зарядов, используемых для отбойки руды, м; а — угол наклона к горизонту боковых сторон породной части очистного забоя, град. . 2. Способ-по п.1, отличающийся тем, что при подрывке пород в почве залежи в нижних углах рудной части очистного забоя формируют треугольные рудные призмы, которые отрабатывают с отставанием от рудной части очистного забоя. 1763658 1763658 Составитель Тех ред М,Моргентал Редактор. Корректор A Аолинич Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3438 Тираж .: Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5
