Способ разработки месторождений полезных ископаемых

 

Использование, добыча полезных ископаемых из мощных крутопадающих залежей, способных изменять свои прочностные свойства под действием диспергирующих растворов в условиях повышенного горного давления. Сущность изобретения: подготовленный к выемке блок полезного ископаемого отрезают от вмещающего массива. В отрезаемом блоке и во вмещающем массиве выше горизонта подсечки формируют опорные выступы с наклоном в сторону блока. Нижнюю часть блока разбуривают горизонтальными скважинами, в которые нагнетают диспергирующий раствор. Разрушают опорные выступы. В результате вес блока перераспределяется на его центральную часть и обработанный диспергирующим раствором слой полезного ископаемого разрушается. Разрушенное полезное ископаемое выпускают через выпускные выработки. 3 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при добыче полезных ископаемых, представленных преимущественно мощными крутопадающими залежами, на больших глубинах или в условиях повышенного горного давления. Обязательным условием является способность полезного ископаемого изменять свои прочностные свойства под действием диспергирующих растворов.

Известен способ подземной разработки месторождений принудительным этажным обрушением, в котором выпуск отбитого полезного осуществляется под плавающей потолочиной, выполненной в виде блока полезного ископаемого, отрезанного по контуру от вмещающего массива [1] Недостатком данного способа являются большие затраты на разрушение массива полезного ископаемого.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий проведение откаточных и выпускных выработок, отрезку блока полезного ископаемого от вмещающего массива с формированием опорных выступов в блоке и массиве, послойное разрушение блока на горизонте подсечки с выпуском разрушенной руды, опускание блока послойной отбойкой опорных выступов и выпуском отбитой горной массы [2] Недостатками данного способа также являются большие затраты на разрушение массива полезного ископаемого, поскольку силы горного давления используются для разрушения лишь частично.

Цель изобретения повышение эффективности разработки за счет снижения затрат на разрушение опускаемого блока.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе разработки месторождений полезных ископаемых, включающем проведение и выпускных выработок, отрезку блока полезного ископаемого от вмещающего массива с формированием опорных выступов в блоке и массиве, послойное разрушение блока на горизонте подсечки с выпуском разрушений руды, опускание блока послойной отбойки опорных выступов и выпуском отбитой горной массы, опорные выступы формируют выше горизонта подсечки, их рабочие опорные плоскости выполняют с наклоном в сторону опускаемого блока, а разрушение опускаемого блока ведут действием его веса на слой, предварительно обработанный диспергирующим раствором.

А также тем, что диспергирующий раствор нагнетают в предварительно пробуренные скважины. Кроме того тем, что разрушают опорные целики в блоке или в массиве.

Каждый из перечисленных признаков необходим, а все вместе, взаимосвязанные между собой, достаточны для достижения поставленной цели. Так использование двух методов разрушения традиционного с применением БВР и с использованием диспергирующих растворов предопределяет их разделение в пространстве, поэтому опорные выступы предложено выполнить выше горизонта подсечки, а для обеспечения выпуска отбитой из опорных выступов горной массы необходимо их рабочие опорные плоскости выполнить наклонными в сторону опускаемого блока.

Проведенный по патентной и научно-технической литературе поиск не выявил источников информации, указывающих на известность совокупности взаимосвязанных признаков, отличающих заявляемый способ от прототипа, что дает основание для вывода о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения "существенные отличия".

На чертеже представлен вертикальный разрез опускаемого блока.

Способ осуществляется следующим образом. В массиве полезного ископаемого 1 или во вмещающих породах проходят откаточные выработки 2. Над откаточными выработками проходят выработки днища выпускные 3 и погрузочные 4. Одновременно с оформлением днища или после производят отрезку блока полезного ископаемого 5 от массива 1. Отрезку ведут с помощью бурения по контуру блока, заряжания зарядами ВВ и взрывания глубоких скважин или разработкой полезного ископаемого по контуру блока системой с магазинированием руды. И в том и в другом случае опускаемый блок отделяют от массива 1 слоем дробленой горной массы 6. Для бурения глубоких скважин или разработки системы с магазинированием проходят подготовительные выработки 7.

При отрезке блока полезного ископаемого 5 в нем формируют опорные выступы 8. Такие же опорные выступы 9 выполняют и в массиве 1. Опорные выступы 8 и 9 создают выше горизонта подсечки 10 с наклоном их рабочих наклонных плоскостей в сторону блока полезного ископаемого 5. Такое выполнение опорных выступов 8 и 9 позволяет разделить в пространстве два метода разрушения массива.

Опорные выступы 8 и 9 могут быть сформированы как мелкошпуровой, так и скважинной отбойкой. После формирования опорных выступов приступают непосредственно к отработке блока. Для этого в его нижней части на горизонте подсечки бурят горизонтальные скважины 11, в которые нагнетают диспергирующий раствор. Затем отбивают руду в опорных выступах 8 и 9 наклонными слоями. В случае, если производят отбойку выступов 8, то из подэтажных выработок 12, пройденных непосредственно под выступом 9 бурят скважины 13 через слой дробленой горной массы 6 в выступ 8. Заряжают скважины зарядами ВВ в пределах выступа 8 и производят взрывание. В случае, если производят отбойку выступа 9, скважины 13 бурят до слоя дробленой горной массы 6 и заряжают зарядами ВВ только верхние концы в пределах отбиваемого слоя. При отбойке опорных выступов 8 и 9 выпуск отбитой горной массы производят через выпускные выработки 3 или через торец специально пройденных выработок 14. В результате отбойки и выпуска горной массы вес опускаемого блока перераспределяется с опорных выступов на центральную часть блока, где под действием диспергатора и опорного давления происходит интенсивное разрушение полезного ископаемого. Разрушенное полезное ископаемое выпускают через выработки 3, в результате чего блок опускается. После опускания блока на толщину разрушенного слоя вновь производят разбуривание его нижней части и нагнетание диспергирующего раствора. И в такой последовательности операции повторяют до полной отработки блока.

Оставшееся неизвлеченным полезное ископаемое в опорных выступах 9, а также в целиках днища может быть отработано при разработке нижележащего горизонта, а также системой слоевого обрушения или с магазинированием.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разработки за счет снижения затрат на разрушение полезного ископаемого путем использования сил горного давления, а также упростить процесс бурения за счет возможности его осуществления в разгруженном массиве.

Формула изобретения

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ, включающий проведение откаточных и выпускных выработок, отрезку блока полезного ископаемого от вмещательного массива с формированием опорных выступов в блоке и массиве, послойное разрушение блока на горизонте подсечки с выпуском разрушенной руды, опускание блока послойной отбойкой опорных выступов и выпуском горной массы, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разработки за счет снижения затрат на разрушение опускаемого блока, формирование опорных выступов осуществляют выше горизонта подсечки, их рабочие опорные плоскости выполняют с наклоном в сторону опускаемого блока, а разрушение блока осуществляют в результате опускания после отбойки опорных выступов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что диспергирующий раствор нагнетают в предварительно пробуренные скважины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбойку опорных выступов осуществляют путем разрушения выступов в блоке.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбойку опорных выступов осуществляют путем разрушения выступов в массиве.

РИСУНКИ

Рисунок 1