Способ образования отрезной щели

 

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке с массовым обрушением. Сущность изобретения: предлагается оформлять отрезную щель в очистных камерах с помощью вееров глубоких скважин, обуриваемых из буровой выработки, пройденной в междукамерном целике и предназначенной для разбуривания и отбойки последнего. При этом компенсационным пространством служит подсечка камер, образованная при оформлении выпускных воронок. 2 ил.

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке с массовым обрушением руды.

Известен способ образования отрезных щелей из предварительно пройденных горизонтальной выработки и отрезной восстающей, разделываемых шпуровым способом в отрезные щели [1] Недостатком данного способа является необходимость предварительного проведения как горизонтальной, так и восстающей отрезных выработок, притом с помощью очень непроизводительной шпуровой отбойки, что в целом составляет весьма значительную часть затрат на отработку запасов очистной единицы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ образования отрезных щелей, включающий проведение отрезных восстающих, на каждом подэтаже проведение специальных отрезных заходок на ширину камеры, из которых обуриваются параллельные глубокие скважины в контурах будущей отрезной щели. Щель образуется путем отбойки рядов параллельных скважин на отрезной восстающий [2] Данный способ позволяет снизить затраты на образование отрезной щели в результате применения для ее образования глубоких скважин. Однако в нем необходимо проведение большого объема нарезных выработок на каждую выемочную единицу-камеру, панель, а именно: отрезного восстающего, отрезного орта (штрека) либо заходки независимо от объема запасов этих выемочных единиц. Проведение указанного отрезного восстающего диктуется необходимостью создания первоначального компенсационного пространства для размещения отбиваемого массива руды в контурах будущей щели. Сам восстающий является одной из наиболее сложных по трудоемкости, условиям его проходки горных выработок. При его проведении необходимо бурение передовой либо разрезной скважин, здесь ниже, чем при обуривании любого другого забоя скорость, самые тяжелые условия проветривания глубоких забоев, хуже условия безопасности работ из-за плохо контролируемого вверху забоя, сложнее уборка отбитой горной массы. В целом отмеченное обусловливает в 1,5-2 раза ниже производительность при его проходке по сравнению с горизонтальной нарезной выработкой и соответственно удорожание в 1,4-1,5 раза.

В свою очередь проходка отрезной горизонтальной выработки (орта, штрека, заходки) в данном способе необходима для размещения в ней бурового станка и бурения скважин, отбиваемых на отрезной восстающий для образования щели.

В итоге образованная данным способом отрезная щель по трудоемкости и затратам занимает от 15 до 20% а в иных случаях и более от общего их объема в отрабатываемой выемочной единице.

Целью изобретения является снижение объема нарезных выработок и затрат на добычу руды.

Цель достигается тем, что в известном способе, включающем проходку буровых выработок, бурение скважин и их взрывание, контуры щели образуют бурением вертикальных параллельных вееров скважин, бурение вееров производят из буровых выработок, пройденных во внутриблоковых целиках, а взрывание вееров осуществляют последовательной отбойкой рядов скважин, параллельных в смежных веерах и расположенных в одной плоскости, причем отбойка рядов параллельных скважин производится в последовательности снизу вверх на подсечное пространство камеры.

Сравнительный анализ известных способов образования отрезных щелей показал, что во всех случаях характерным для них является необходимость проведения специальных нарезных выработок: горизонтальных отрезных орта или заходки и вертикального или наклонного отрезного восстающего. Последний из комплекса выработок для образования щели является наиболее сложным, а потому и дорогостоящим. Из горизонтальной выработки в контурах будущей щели пробуривают либо штанговые шпуры, либо глубокие скважины рядами на расстоянии 1,5 2,0 м друг от друга. Щель обрезают последовательным взрыванием рядов скважин на отрезной восстающий. При этом после очередной отпалки полученную горную массу необходимо отскреперовывать. Все операции по образованию щели традиционным способом взаимозависимы и практически не совместимы по времени: проходка отрезной заходки проходка отрезного восстающего бурение параллельных скважин и т.д. Такой достаточно большой объем проходческих и буровых работ, выполняемых в жесткой последовательности, помимо значительных трудозатрат сопровождается и большими затратами времени, что затягивает сроки отработки основных запасов блока, панели.

Известен способ образования отрезной щели, когда также снижается объем проведения нарезных выработок, а именно исключена проходка восстающего (а.с. N 723144). Однако, во-первых, здесь необходимо проведение отрезной заходки; во-вторых, практическая неосуществимость образования отрезной щели данным способом очевидна, поскольку предлагается из заходки обуривать ряды скважин в закладке, представляющей неуплотненный доменный гранулированный шлак со значительным количеством микропор. Такая закладка не представляет собой массива, при попытках ее обуривать невозможно образовать скважины с устойчивыми стенками, следовательно, их невозможно зарядить и взорвать.

В предлагаемом способе бурение вертикальных параллельных вееров скважин в контурах будущей щели обеспечивает проектные ее параметры и позволяет получить четкие границы ее бортов при отбойке скважин. Бурение вееров из буровых выработок, расположенных во внутриблоковых целиках, позволяет полностью исключить проведение традиционных отрезных выработок при образовании щели: заходок (ортов) и восстающих, а использовать для заданной цели выработки, имеющие самостоятельное функциональное назначение разбуривание и отработку целиков. В результате сокращаются затраты на проведение нарезных выработок в камерах и снижается себестоимость добычи руды, ускоряются сроки ввода в эксплуатацию очистной единицы камеры, блока. Одновременное взрывание скважин не полным веером, а параллельных в смежных веерах, расположенных в одной плоскости скважин, позволяет производить отбойку в направлении предварительно образованного самостоятельного конструктивного узла камеры ее подсечного пространства, состоящего из воронок и горизонтальной подсечки, и исключить необходимость иметь отрезной восстающий как самостоятельный компенсационный объем.

Последовательная отбойка параллельных рядов скважин позволяет избежать переполнения имеющегося компенсационного пространства разрыхленной взрывом горной массой.

На фиг.1 изображен блок в стадии разбуривания отрезных щелей в его камерах, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

На чертежах изображены: 1 контуры разбуриваемой щели; 2 и 3 выработки для разбуривания внутриблоковых целиков; 4 ряды параллельных скважин, обуренных в смежных веерах; 5 проекция рядов скважин одной плоскости; 6 подсечки камер блока; 7 выпускные воронки; 8 междукамерный целик; 9 потолочина.

Образование отрезной щели в предлагаемом способе осуществляют следующим образом.

В зависимости от высоты блока и соответственно размеров по высоте будущей щели 1 веера скважин 5 разбуриваются из одной междукамерной буровой выработки при малой высоте щели или из двух (также 2) при большой. Обуславливается это тем, что при большой высоте будущей щели 1 пробуренные скважины 4 в верхней ее части необходимо располагать в плоскости, близкой к горизонтальной для эффективного их срабатывания и обеспечения проектного контура щели 1 в ее верхней части. Указанные буровые выработки 2 и 3 в процессе подготовки блока обычно проходятся раньше разбуривания его запасов.

В днище блока разворонку в первую очередь производят под будущими отрезными щелями 1. При этом одновременно образуют подсечки 6 камер блока.

Веера скважин 4 в контурах будущей щели 1 располагаются в вертикальной плоскости на расстоянии, зависящем от крепости руды. Количество вееров скважин 4 при этом зависит от проектной ширины щели 1. Пробуренные в смежных веерах под одинаковым углом параллельные скважины 4 располагаются в одной плоскости 5.

Образование щели 1 начинается с отбойки нижних рядов параллельных скважин 4, располагающихся в одной плоскости 5 одновременно в обеих камерах. Отбойка осуществляется одновременно во всех параллельных веерах, причем скважины от их устья до границы целика недозаряжаются с целью сохранения этого целика. Количество отбиваемых одновременно рядов скважин 4 определяется емкостью компенсационного пространства, образуемого подсечкой 6 и воронками 7.

После отбойки всех скважин 4 вееров, обуренных из междукамерной буровой выработки 3, приступают к отбойке также расположенных рядами параллельных скважин, обуренных из буровой выработки 2. Теперь отбойка производится на образованное нижними веерами компенсационное пространство. Отбойка начинает осуществляться с нижних параллельных рядов скважин 4 и заканчивается рядами, располагающимися в потолочной части щели 1.

По окончании отбойки всех рядов скважин 4, обуренных в параллельных веерах из внутриблоковых буровых целиковых выработок 2 и 3, в камерах очистного блока образуются отрезные щели в заданных проектом контурах щели 1.

Таким образом данный способ позволяет полностью исключить проведение специальных нарезных выработок при образовании отрезных щелей, снижая общий объем проходческих работ в очистной единице, соответственно снижая затраты на проходку и в целом на добычу руды, ускоряется ввод в эксплуатацию очистных блоков.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ОТРЕЗНОЙ ЩЕЛИ, включающий проходку буровых выработок, бурение скважин и их взрывание, отличающийся тем, что контуры щели образуют бурением вертикальных параллельных вееров скважин, при этом бурение вееров производят из буровых выработок, пройденных во внутриблоковых целиках, а взрывание вееров осуществляют последовательной отбойкой рядов скважин, параллельных в смежных веерах и расположенных в одной плоскости, причем отбойка рядов параллельных скважин производится в последовательности снизу вверх на подсечное пространство камер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2