Способ разработки рудных тел

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке горизонтальных и слабонаклонных рудных тел подземным способом. Способ разработки рудных тел 1 включает разделение выемочного участка на камеры, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважин 12, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего 5 с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки 11, закладку 9 камер после их отработки. Отбойку руды ведут на закладку 9, а угол наклона d3 закладки принимают равным 18-45° к горизонтали, причем высоту камер принимают равной от 8 до 20 м, а наклонную длину камер Lk рассчитывают по формуле. Изобретение позволяет расширить область применения, снизить трудоемкость проведения операций способа, повысить производительность блока в период очистной выемки. 2 ил.

 

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке горизонтальных и слабонаклонных рудных тел подземным способом.

Известен способ разработки наклонных рудных тел, (патент РФ №2081319, E21C 41/22, опубл. 1994.04.28). Сущность: при выемке рудного запаса в верхней половине камеры руду отбрасывают силой взрыва в специальную траншею с плоским дном, создаваемую посередине камеры и ориентированную по простиранию, из которой руда после отбойки каждого слоя убирается погрузочно-доставочными машинами с дистанционным управлением. При этом траншея создается путем взрывания пробуренных из траншейного штрека скважин и оформлением откоса при уборке навала руды, обитой в камере без отбрасывания ее в нижние рудоприемные выработки. Высота откоса принимается с учетом общей емкости траншеи, достаточной для размещения в ней отбитой в слое руды с учетом ее разрыхления, а также с учетом траектории полета кусков руды, отбитой из верхней части слоя, с тем, чтобы они попали непосредственно в траншею. Недостатком данного способа является узкая область применения, связанная с возможностью использования только на наклонных рудных телах.

Известен способ разработки наклонных рудных тел, принятый за прототип (заявка на изобретение РФ №94024953, E21C 41/22, опубл. 1996.06.10). Сущность: способ заключается в разделении выемочного участка на камеры, ориентированные по падению, оформлении в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок послойной отбойки руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего, с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки, и формировании магнитного поля в примыкающем к кровле объеме выработанного пространства камеры, вектор магнитной индукции которого располагают горизонтально и в направлении доставки руды. Кроме того, магнитное поле формируют на время производства взрывных работ в камере. Для формирования магнитного поля используют электромагниты, которые размещают на сопряжении горизонтальных сбоек и выработанного пространства камеры, при этом сбойки проходят из вспомогательных штреков, пройденных в межэтажных целиках, прилегающих к рудоприемным выработкам камеры. Недостатком данного способа является узкая область применения, связанная с возможностью использования только на наклонных рудных телах.

Техническим результатом способа является расширение области применения за счет возможности использования на горизонтальных и слабонаклонных рудных телах.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки рудных тел, включающем разделение выемочного участка на камеры, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки, закладку камер после их отработки, согласно изобретению отбойку руды ведут на закладку, а угол наклона α3 закладки принимают равным 18-45° к горизонтали, причем высоту камер принимают равной от 8 до 20 м, а наклонную длину камер Lк принимают из выражения

где Нк - высота камеры, м; αз - угол наклона закладки; υ0 - начальная скорость полета отбитой массы, определяемая по формуле Kст - структурный коэффициент, Kст=1,1÷1,3; g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2; W - линия наименьшего сопротивления, м; Вк - ширина отбиваемого слоя, м; qBB - удельный расход ВВ, кг/м3.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет расширить область применения за счет возможности использования на горизонтальных и слабонаклонных рудных телах.

Способ разработки рудных тел поясняется рисунками, на фиг.1 изображен вертикальный разрез горизонтального рудного тела, на фиг.2 изображен вертикальный разрез слабонаклонного рудного тела, где:

1 - рудное тело;

2 - отбитая руда;

3 - полевой откаточный штрек;

4 - полевой вентиляционно-закладочный штрек;

5 - наклонный буровой восстающий;

6 - полевой траншейный штрек;

7 - рудный вентиляционный штрек;

8 - очистная камера;

9 - закладка;

10 - вентиляционно-закладочный орт;

11 - рудоприемная выработка, например, траншея;

12 - веерные комплекты скважины;

13 - погрузочный заезд в траншею;

αз - угол наклона закладки;

Lк - наклонная длина камер;

Lд - наклонная длина взрыводоставки.

Способ разработки рудных тел осуществляют следующим образом. Горизонтальное или слабонаклонное рудное тело 1, подготавливают необходимыми подготовительными и нарезными выработками. Рудное тело 1 по простиранию разделяют на камеры из условия образования наклонного фронта очистных работ под углом, равным αз. Проходят полевые откаточные штреки 3, полевые вентиляционно-закладочные штреки 4, соединенными между собой вентиляционно-закладочными ортами 10. Из полевого откаточного штрека 3 проходят погрузочные заезды 13 в траншею 11. Траншею 11 формируют из полевого траншейного штрека 6 путем взрывания восходящих скважин. Выше траншеи 11 проходят рудный вентиляционный штрек 7. Затем сбивают его с вентиляционно-закладочным штреком 4 наклонным буровым восстающим 5. Из наклонного бурового восстающего 5 проходят отрезной восстающий и отрезную щель (на чертеже условно не показаны). Затем приступают к очистной выемке камер 8. Руду в очистных камерах 8 отбивают взрыванием веерных комплектов скважин 12, пробуренных из буровых восстающих 5 на закладку 9. Доставку руды в пределах очистной камеры 8 осуществляют силой взрыва в траншею 11. Свежая струя воздуха поступает в очистные камеры 8 по рудным вентиляционным штрекам 7. Исходящая струя воздуха из камер 8 выдается по наклонным восстающим 5 в полевые вентиляционно-закладочные штреки 4, из которых уходит в вентиляционно-закладочные орты 10. Закладку камер 8 производят твердеющей смесью после полной отработки запасов очистных камер 8 по вентиляционно-закладочным ортам 10 и полевым вентиляционно-закладочным штрекам 4 после установки необходимых изоляционных перемычек на рудоприемных выработках 11.

Параметры камер 8 определяют следующим образом. Угол наклона αз закладки принимают равным 18-45° к горизонтали для снижения трудоемкости возведения закладки 9. Также диапазон от 18° до 45° позволяет наиболее эффективно использовать преимущества доставки руды силой взрыва. Меньшие или большие углы наклона камер 8 не позволят обеспечить вышеописанных преимуществ. Высоту камер 8 принимают равной от 8 до 20 м для обеспечения наиболее эффективного использования бурового оборудования, которое можно использовать в наклонном буровом восстающем 5. Наклонную длину камер Lк принимают из выражения

где Hк - высота камеры, м; αз - угол наклона закладки; υ0 - начальная скорость полета отбитой массы, определяемая по формуле K - структурный коэффициент, Kст=1,1÷1,3; g - ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2; W - линия наименьшего сопротивления, м; Вк - ширина отбиваемого слоя, м; qBB - удельный расход ВВ, кг/м3.

Определение длины камеры по вышеприведенной формуле позволит наиболее эффективно использовать преимущества предлагаемого способа разработки рудных тел. При этом длина камеры Lк не должна превышать длины Lд взрыводоставки.

Примеры расчета длины камеры Lк приведены ниже.

Пример 1. Горизонтальная пластообразная залежь m=40 м сложена устойчивыми и средней устойчивости рудами во вмещающих породах любой устойчивости. Отработку залежи осуществляют по предлагаемому способу с последующей закладкой выработанного пространства. Руду в очистных камерах отрабатывают восходящими веерами скважин с диаметром d=105 мм. Камеры закладывают твердеющими смесями с нормативной прочностью 4,5-5 МПа. Принимаем высоту камеры 15 м, а ширину 20 м. Рассчитаем длину камеры для угла наклона αз=17°, используя формулу

По результатам расчета получим максимальную длину камеры Lк для данной мощности и угла αз=17° равную 136 м. Полученная длина не удовлетворяет максимальной длине Lд взрыводоставки, что приведет к повышенному расходу взрывчатого вещества (ВВ) для обеспечения взрыводоставки на такую дистанцию (около 46 кг/м3), что в свою очередь приведет к значительному увеличению затрат на ВВ и переизмельчению руды.

Пример 2. Проведем расчет для вышеописанных условий для угла αз=18°:

Длина камеры Lк при угле 18° составит составит 130 м, а расход ВВ составит около 43,9 кг/м3. Расход ВВ снижается и длина камеры Lк соответствует максимальной длине взрыводоставки Lд.

Пример 3. Проведем расчет для вышеописанных условий для угла αз=35°:

длина камеры при угле 35° составит 70 м, а расход ВВ составит 14,15 кг/м3. Это соответствует оптимальной длине взрыводоставки Lд.

Пример 4. Проведем расчет для вышеописанных условий для угла αз=45°:

Длина камеры Lк при угле 45° составит 56 м, а расход ВВ составит 8,9 кг/м3. Это соответствует рациональной длине взрыводоставки Lд.

Пример 5. Проведем расчет для вышеописанных условий для угла αз=46°:

Длина Lк камеры составит 55 м, а расход ВВ составит 7,78 кг/м3, это соответствует рациональной длине взрыводоставки Lд, но с увеличением угла αз наклона камеры будет снижаться производительность бурения, увеличиваться себестоимость подготовительно-нарезных работ. При проектировании параметров разработки оптимизация должна производится для горно-технических условий конкретного месторождения.

Применение предлагаемого способа разработки рудных тел обеспечивает следующие преимущества:

- расширение области применения;

- снижение трудоемкости проведения операций способа;

- повышение производительности блока в период очистной выемки.

Способ разработки рудных тел, включающий разделение выемочного участка на камеры, оформление в нижней части камеры подсечного пространства и рудоприемных выработок, послойную отбойку руды веерными комплектами скважин, пробуриваемыми в рудном массиве из наклонного бурового восстающего с одновременной доставкой руды силой взрыва в рудоприемные выработки, закладку камер после их отработки, отличающийся тем, что отбойку руды ведут на закладку, а угол наклона αз закладки принимают равным 18-45° к горизонтали, причем высоту камер принимают равной от 8 до 20 м, а наклонную длину камер Lк принимают из выражения

где Hк - высота камеры, м;
αз - угол наклона закладки;
υ0 - начальная скорость полета отбитой массы, определяемая по формуле

Kст - структурный коэффициент, Kст=1,1÷1,3;
g - ускорение свободного падения,
g=9,81 м/с2;
W - линия наименьшего сопротивления, м;
Вк - ширина отбиваемого слоя, м;
qВВ - удельный расход ВВ, кг/м3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке месторождений полезных ископаемых взрывным способом для разрушения межкамерных, подзавальных целиков рудных залежей, а также этажного обрушения блоков в условиях повышенного горного давления.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих месторождений, представленных неустойчивыми рудами, под толщей обводненных отложений, подработка которых сопряжена с опасностью прорыва подземных вод в горные выработки рудника.

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке рудных тел подземным способом с закладкой выработанного пространства. .

Изобретение относится к разработке погребенных россыпных месторождений твердых полезных ископаемых, предпочтительно пляжных месторождений шельфа. .

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке крутых рудных тел подземным способом. .

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, к разработке крутопадающих слепых рудных тел, и может быть использовано при подземной отработке. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для подземной разработки рудных крутопадающих, преимущественно мощных и средней мощности месторождений.

Изобретение относится к горному делу, к подземной разработке крутопадающих месторождений полезных ископаемых. .

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при отработке рудных тел под защитой гибкого перекрытия. .

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке рудных месторождений в криолитозоне

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке заглубленных рудных залежей для выемки запасов в целиках под охраняемыми промышленными и природными объектами на поверхности без закладки выработанного пространства

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных тел системами с магазинированием в недостаточно устойчивых вмещающих породах

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для охраны объектов на поверхности от вредного влияния подземных горных работ

Изобретение относится к области горного дела и, в частности, к подземной разработке маломощных рудных тел

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке маломощных пологих и наклонных рудных жил

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке крутопадающих мощных рудных тел

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при подземной разработке маломощных пологих и наклонных рудных тел с раздельной выемкой руды горизонтальными слоями по восстанию и закладкой выработанного пространства вмещающими породами

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке залежей неустойчивых руд

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке мощных горизонтальных, пологопадающих и крутопадающих рудных и нерудных месторождений подземным способом

Изобретение относится к горному делу, в частности к разработке горизонтальных и слабонаклонных рудных тел подземным способом

Наверх