Способ разработки сверхмощных месторождений этажно-камерной системой

Авторы патента:

Сергеев Вячеслав Васильевич (RU)

Павлиди Дмитрий Валерьевич (RU)

Пухаев Георгий Валикоевич (RU)

Джусоев Михаил Валерьянович (RU)

E21C41/22 - руд, например разработка металлосодержащих россыпей

Владельцы патента RU 2560734:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ ГТУ) (RU)

Изобретение относится к горной промышленности. Способ включает разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камер, проходкой в них отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью. Подготовительные и нарезные выработки проходят одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. При проведении подготовительных выработок проходят транспортные и вентиляционные штреки по породе, а нарезные выработки выполняют в крест простиранию месторождения с заездами на подготовительные выработки в лежачем и висячем боках. При этом блок делят на камеры первой и второй очереди, на границе которых проходят транспортные орты. В камерах первой очереди по центру проходят буровые орты, которые соединяют заездами с транспортными ортами. Затем осуществляют отработку камер первой очереди, закладывают их и после набора прочности из подготовительной выработки проходят буровой орт по центру камер второй очереди, который соединяют заездами с транспортным ортом. Затем осуществляют отработку камер второй очереди, закладывают их и после набора прочности проходят орт на границе блоков и проводят отработку третьей очереди - оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают. Cпособ позволит сократить количество нарезных выработок и снизить потери руды практически до полной их ликвидации. 3 ил.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке сверхмощных месторождений этажно-камерной системой.

Известен способ подземной разработки крутопадающего месторождения твердого полезного ископаемого, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием первичных и вторичных камер, отработку руды с использованием буровзрывной отбойки, заполнение отработанного пространства закладкой (см. патент РФ на изобретение №2334875, МПК-2006.01 E21C 41/22, опубл. 27.09.2008). В данном способе отбойку запасов первичных и вторичных камер производят общими рядами вееров скважин, пробуренных из полевого бурового штрека. Причем отбойку производят методом недозаряда скважин с забойкой из водорастворимого геля, затем производят частичный выпуск руды из первичных камер в выработки выпуска с оставлением в них части руды, после чего производят закладку первичных камер твердеющей смесью. После набора закладкой нормативной прочности производят промывку и заряжание с отбойкой оставшихся участков скважин во вторичной камере, руду выпускают из нее и затем закладывают.

Данный способ имеет несколько недостатков. Во-первых, между этажами остаются целики, недоступные для последующей отработки, что приводит к потерям руды. Во-вторых, вторичное использование скважин через значительный период времени (время набора прочности твердеющей закладкой нормативной прочности) особенно в рудах средней и малой устойчивости невозможно, то есть требуется перебуривание скважин, что значительно удорожает и замедляет процесс.

Наиболее близкой к заявляемому способу является этажно-камерная система разработки мощных месторождений, включающая разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камеры, проходкой в ней отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью (см. Корректировка технического проекта. Вскрытие новых участков месторождения для поддержания мощности шахты им. Губкина до 2012 г. Том 2. Книга 2. Горные работы. Санкт-Петербург, 2008, разработчик Санкт-Петербургская горная проектно-инжиниринговая компания, Листы 5, 6, 7). В данном способе выработку ведут блоками, между которыми оставляют целики. Кроме того, блок имеет сложное многоуровневое днище, предполагающее проведение большого количества нарезных выработок для выпуска руды из очистного пространства.

Недостатком прототипа является сложность осуществления способа и повышенные материальные и трудовые затраты из-за наличия большого количества нарезных выработок, а также большие потери руды, связанные с тем, что между блоками и над транспортными штреками остаются рудные целики.

Результатом предлагаемого технического решения является сокращения количества нарезных выработок и снижение потерь руды практически до полной их ликвидации.

Технический результат достигается тем, что в способе разработки сверхмощных месторождений этажно-камерной системой, включающем разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камер, проходкой в них отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью, согласно изобретению, подготовительные и нарезные выработки проводят одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах, причем при проведении подготовительных выработок проходят транспортные и вентиляционные штреки по породе, а нарезные выработки выполняют в крест простиранию месторождения с заездами на подготовительные выработки в лежачем и висячем боках, при этом блок делят на камеры первой и второй очереди, на границе которых проходят транспортные орты, причем в камерах первой очереди по центру проходят буровые орты, которые соединяют заездами с транспортными ортами, затем осуществляют отработку камер первой очереди, закладывают их и после набора прочности из подготовительной выработки проходят буровой орт по центру камер второй очереди, после чего соединяют его заездами с транспортным ортом и осуществляют отработку камер второй очереди, закладывают их и после набора прочности проходят орт на границе блоков и проводят отработку третьей очереди - оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают.

Данный способ позволит сократить количество нарезных выработок за счет упрощения подготовки днища блока и снизить потери руды практически до полной их ликвидации за счет последовательной отработки практически всего объема рудника.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный разрез месторождения с указанием последовательности отработки камер, на фиг. 2 - горизонтальный разрез по Α-A на уровне рабочего горизонта, на фиг. 3 - горизонтальный разрез по Б-Б на уровне вентиляционного горизонта.

Способ осуществляют следующим образом.

Проходят подготовительные выработки по породе, формируя полевые штреки 1 и 2 в лежачем и висячем боках месторождения одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Разделяют рудную площадь на блоки 3, причем ширину блока определяют равной мощности месторождения, высоту - равной высоте этажа, а длину устанавливают в зависимости от прочностных характеристик руды. Блоки разделяют на камеры первой (I) и второй (II) очереди.

Выполняют нарезные работы. При этом проходят на границе камер первой и второй очереди транспортные орты 4 на рабочем горизонте и буровые орты 5 и 6 по центру камер первой очереди одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Между буровыми ортами 5 и 6 на вентиляционном и рабочем горизонтах по центру ширины камеры первой очереди проходят отрезной восстающий 7, предварительно пройдя заезд 8 между буровым 6 и транспортным 4 ортами в месте расположения отрезного восстающего 7 для выгрузки руды от проходки восстающего. Отрезной восстающий 7 разделывают в отрезную щель 9 на длину камеры с бурением вееров скважин 10 из буровых ортов 5 и 6. Затем выполняют очистные работы путем последовательного разбуривания вееров скважин 10 из буровых ортов 5 и 6 как рабочего, так и вентиляционного горизонтов на отрезную щель 9. Одновременно формируют выпускную воронку в виде траншеи. По мере отбойки руды для ее выпуска проходят заезды 11 с бурового орта 6 на транспортный орт 4. По окончании отработки камер первой очереди их закладывают твердеющей смесью, используя вентиляционный горизонт.

После набора прочности из подготовительной выработки проходят буровые орты 12 и 13 по центру камер второй очереди, после чего соединяют его заездами 14 с транспортным ортом 4 и осуществляют отработку камер второй очереди аналогично камерам первой очереди. Закладывают их и после набора прочности проходят орт 15 на границе блоков и производят отработку третьей очереди (III) - оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают.

В зависимости от применяемого оборудования данный способ позволяет применить любой вид транспорта (рельсовый, самоходный, конвейерный) для транспортирования руды к стволу для последующей выдачи ее на поверхность. Кроме того, формирование днища с выработками в одном уровне позволит значительно снизить количество нарезных работ, а отработка межкамерных и межблочных целиков позволит снизить потери руды практически до полной их ликвидации.

Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом сократить количество нарезных выработок и снизить потери руды практически до полной их ликвидации.

Способ разработки сверхмощных месторождений этажно-камерной системой, включающий разделение рудной площади на блоки, проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием камер, проходкой в них отрезного восстающего, созданием на его основе отрезной щели и формированием выпускной воронки в виде траншеи, с последующей отбойкой руды и закладкой выработанного пространства твердеющей смесью, отличающийся тем, что подготовительные и нарезные выработки проводят одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах, причем при проведении подготовительных выработок проходят транспортные и вентиляционные штреки по породе, а нарезные выработки выполняют в крест простиранию месторождения с заездами на подготовительные выработки в лежачем и висячем боках, при этом блок делят на камеры первой и второй очереди, на границе которых проходят транспортные орты, причем в камерах первой очереди по центру проходят буровые орты, которые соединяют заездами с транспортными ортами, затем осуществляют отработку камер первой очереди, закладывают их и после набора прочности из подготовительной выработки проходят буровой орт по центру камер второй очереди, после чего соединяют его заездами с транспортным ортом и осуществляют отработку камер второй очереди, закладывают их и после набора прочности проходят орт на границе блоков и проводят отработку третьей очереди оставшихся целиков между камерами и блоками, которые затем закладывают.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке подземным способом мощных крутопадающих рудных тел камерными системами. Способ включает проходку выработок для деления рудного тела на панели, камерно-целиковый порядок выемки руды в панели и закладку выработанного пространства твердеющей смесью.

Способ установления допустимой минимальной мощности рудного тела при подэтажно-камерной системе разработки // 2553819

Изобретение относится к горной промышленности, в частности при подэтажно-камерной или камерной системах разработки маломощных рудных тел. Способ установления допустимой минимальной мощности рудного тела включает в себя определение фактической мощности рудного тела в массиве горных пород и содержания в нем полезного компонента.

Способ выемки алмазосодержащих руд из целиков // 2547858

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке руд, в частности алмазосодержащих, залегающих в виде целиков за контуром карьера непосредственно под ответственными объектами.

Способ подземной разработки пологих и наклонных жил // 2536541

Изобретение относится к горному делу и, в частности, к подземной разработке месторождений, представленных пологими и наклонными жилами. Отработку очистных блоков при выемке жил ведут в две стадии.

Камерный способ отработки мощных, ценных, рыхлых рудных месторождений // 2536514

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при отработке рыхлых рудных месторождений, в том числе и мощных и богатых, перекрытых слабыми наносными породами.

Способ разработки мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд // 2535859

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд. Способ разработки мощных крутопадающих залежей неустойчивых руд включает разделение рудного тела на этажи, а этажей - на горизонтальные или слабонаклонные слои, отрабатываемые в нисходящем порядке.

Способ отработки крутопадающих рудных месторождений // 2534301

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при разработке крутопадающих рудных месторождений. Рудную залежь по высоте разделяют на ярусы.

Алмазодобывающий комбинат // 2534294

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при разработке кимберлитовых месторождений в районах с вечномерзлыми грунтами, характерными для Крайнего Севера и Сибири.

Способ разработки мощных крутопадающих месторождений неустойчивых руд // 2528188

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных крутопадающих рудных месторождений, характеризующихся низкими прочностными характеристиками руд.

Способ зачистки отбитой руды при разборке крутопадающих месторождений // 2520986

Изобретение относится к способам, используемым в горной промышленности для зачистки отбитой руды при разработке крутопадающих месторождений, например, системами с магазинированием руды.

Способ разработки наклонных рудных залежей в диапазоне углов залегания 15-35 градусов и мощности рудных тел 15-30 метров с обрушением руды и вмещающих пород // 2563857

Способ может быть использован при разработке наклонных рудных залежей в диапазоне углов залегания 15-35 градусов и мощности рудных тел 15-30 метров с обрушением руды и вмещающих пород. Способ включает проведение подготовительно-нарезных выработок, выемку руды камерами на полную мощность рудного тела с оставлением рудных целиков, принудительное обрушение налегающих пород в пространство камер, отбойку целиков и выпуск руды из целиков под обрушенными породами. Камеры и целики размещают по простиранию рудного тела, а выработки, через которые осуществляют доступ к буровым и буро-доставочным штрекам, размещают в междублоковых целиках. Буровые выработки, из которых осуществляют обрушение пород в камеры, проходят в налегающих породах над камерами, а объем отбиваемых пород обеспечивает заполнение отработанного пространства не менее чем на высоту камер с последующим самообрушением налегающих пород. Отбойку рудных целиков производят послойно совместно с налегающими породами, а торцевой выпуск отбитой из целиков руды ведут под обрушенными породами. Породу из нарезных выработок отгружают в отработанные камеры. Отгрузку руды из камер осуществляют высокопроизводительным самоходным оборудованием, как с ручным, так и с дистанционным управлением. Техническим результатом является высокопроизводительная добыча руды из наклонных рудных залежей в диапазоне углов залегания 15-35 градусов и мощности рудных тел 15-30 метров при оптимизации показателей потерь руды, разубоживания, объемов подготовительных выработок. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ определения величины подработки твердеющей закладки при механическом разрушении рудного массива // 2569663

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к подземной разработке месторождений полезных ископаемых, с заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Техническим результатом является определение длины полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива путем исключения попадания в полость кусков руды или закладки, а следовательно, и величины подработки твердеющей закладки. Способ включает формирование отверстия в рудном массиве и закрепление в нем неподвижно на фиксированную глубину жесткого стержня, имеющего внутри несквозную полость, подачу твердеющей закладочной смеси в выработанное пространство, отработку рудного массива с частью массива твердеющей закладки с разрушением стержня в зоне отработки, определение полной длины несквозной полости стержня, длины заглубления стержня в отверстии в рудном массиве и длины полости, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, перед закреплением стержня в рудном массиве часть его полости, расположенной в выработанном пространстве, заполняют низкопрочным материалом, отрабатывают рудный массив и определяют длину несквозной полости стержня, оставшейся в закладочном массиве после отработки рудного массива, путем протыкания низкопрочного материала спицей и измерения этой длины с помощью мерной линейки, расположенной на спице, причем в качестве низкопрочного материала применяют, например, монтажную пену. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ подземной разработки тонких, пологих и наклонных жил с комбинированной закладкой // 2576427

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке тонких, пологих и наклонных жил. Способ заключается в подготовке и нарезке очистных блоков, взрывной отбойке секций скважинами с формированием породного вала, параллельного очистному забою, в возведении закладочных перемычек вдоль подготовительных выработок и в заполнении промежутков между смежными породными валами твердеющей закладкой. Возведение закладочных перемычек и заполнение твердеющей закладкой промежутков между смежными породными валами производят в процессе отработки блока, посекционно, с отставанием от очистного забоя на ширину одной секции при выемке жил в породах ниже средней устойчивости или, после полной отработки блока, последовательно на всю наклонную высоту блока при выемке жил в породах средней и выше средней устойчивости. Целью изобретения является повышение безопасности горных работ и расширение области применения геотехнологии с раздельной выемкой руды и породы. 3 ил.

Способ разработки железорудных месторождений // 2578138

Изобретение относится к горно-перерабатывающей промышленности и предназначено для подземной разработки мощных железорудных месторождений. Способ разработки железорудных месторождений включает отработку запасов месторождения этажно-камерной системой разработки или иными камерными системами с закладкой выработанного пространства и полное обогащение добытой руды на подземной обогатительной фабрике, для чего осуществляют сооружение подземных камер с установкой в них обогатительного оборудования, включающего устройства для дробления, измельчения, классификации, сухой и многостадийной мокрой магнитной сепарации руды, обезвоживания концентрата и выдачи его на поверхность. В состав подземной обогатительной фабрики включают комплекс сгущения и обезвоживания хвостов мокрой магнитной сепарации. По отдельной схеме с применением сгустителей, вакуум-фильтров осуществляют обезвоживание хвостов 1-2 стадий ММС, с содержанием твердого в пульпе 8-30%, которые после обезвоживания транспортируют в закладываемые очистные камеры. Хвосты последующих стадий мокрой магнитной сепарации, где содержание твердого в пульпе составляет 0,5-4%, объединяют и направляют в отстойники-осветлители воды, оборудованные устройствами управляемого осаждения твердых частиц из загрязненной воды, откуда твердую фазу удаляют при чистке отстойников, смешивают с хвостами 1-2 стадий ММС и транспортируют в закладываемые очистные камеры. Технический результат - повышение производительности и безопасности горных работ. 1 з.п. ф-лы.

Способ управления горным давлением при подземной разработке горизонтальных и наклонных линзообразных рудных залежей // 2593667

Изобретение относится к горной промышленности и используется для управления горным давлением при подземной разработке горизонтальных и наклонных линзообразных рудных залежей. Способ включает проходку подготовительно-нарезных выработок и уклонов, отработку первичных камер трапециевидного сечения в центральной, наиболее мощной, части линзообразной рудной залежи и заполнение их твердеющей смесью с образованием искусственных целиков и оставлением массивного рудного целика между ними шириной в верхней части, численно равной допустимому пролету L выработанного пространства. Проходят посадочную выработку и дополнительную посадочную выработку параллельно оси симметрии массивного рудного целика на расстоянии трети допустимого пролета L выработанного пространства одну от другой и соединяют их сбойкой по контакту с линзообразной рудной залежью. Перераспределение горного давления на искусственные целики производят послойной отработкой запасов массивного рудного целика взрывными рудными скважинами по всей его ширине с бурением и короткозамедленным взрыванием взрывных рудных скважин за один прием сначала у искусственных целиков, а затем в центральной части массивного рудного целика. Обрушение налегающих пород в пределах свода естественного равновесия ведут наклонными породными слоями с бурением и взрыванием взрывных породных скважин на высоту свода естественного равновесия, причем взрывание взрывных породных скважин ведут с замедлением, начиная от ближайших к искусственным целикам и заканчивая взрывными породными скважинами, образующими сбойку по контакту с линзообразной рудной залежью в следующем наклонном породном слое. Технический результат - снижение вероятности динамических проявлений горного давления, создание возможности организации запасных выходов, улучшение условий вентиляции. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ разработки рудного массива и подготовки его к выщелачиванию // 2593668

Изобретение относится к технологии подземной разработки рудных месторождений и может быть использовано при шахтной подземной добыче и переработке руд. Способ включает бурение взрывных скважин, заряжание скважин зарядами ВВ, снаряженными контейнерами с выщелачивающими растворами реагентов, отбойку руды и зачистку забоя от продуктов отбойки. Перед разработкой следующего блока в донной части забоя бурят вертикальные или наклонные шпуры, производят заряжание шпуров аналогичными зарядами. В массиве, расположенном ниже уровня разработки, формируются трещины, в которые инъектируются выщелачивающие растворы. Техническим результатом предлагаемого способа является повышение эффективности разработки рудного массива. 4 ил.

Способ разработки наклонных рудных тел // 2597225

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке рудных месторождений. Способ разработки наклонных рудных тел состоит в восходящем порядке выемки руды под формируемой породной консолью с заполнением выработанного пространства обрушенными породами висячего бока. Отличительная особенность способа заключается в формировании откоса из пород висячего бока до выемки руды в отрабатываемой панели, формировании наклона продольных стенок панелей, под углом естественного откоса обрушенных пород, образовании породной консоли, ширина которой при любом угле падения равна ширине панели. Техническим результатом изобретения является полное исключение искусственной закладки выработанного пространства при восходящей выемке рудных тел, возможность применения способа для отработки рудных тел с углом падения от пологих до 60-70° и обеспечение удовлетворительных показателей извлечения руды за счет выпуска ее под породной консолью. 2 ил.

Способ возведения искусственных столбообразных целиков в россыпных шахтах криолитозоны // 2601704

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления выработанного пространства при подземной разработке мерзлых, в том числе техногенных россыпных месторождений Севера. Техническим результатом является совершенствование конструкции и технологии возведения искусственных целиков, снижение технологических потерь добываемых песков, получение дополнительного металла. Способ включает выполнение операций по послойной укладке в зимний период промороженного песчано-галечного геоматериала, подаваемого с поверхности через специально пробуренную скважину большого диаметра в предварительно возведенную в отработанной очистной камере передвижную опалубку с проливом водой и промораживанием естественным холодом каждого слоя. В процессе возведения целика на всю его ширину по высоте горизонтально, рядами, в разбежку укладывают отработавшие технический ресурс металлические водоводные трубы диаметром 200 мм, через которые вентилятором нагнетают холодный шахтный воздух. Общее количество подаваемого воздуха (Q), необходимое для промораживания возведенного комбинированного металло-ледопородного целика, определяют по математической формуле. 1 ил.

Днище очистного блока // 2602259

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано при подземной разработке месторождений с массовой отбойкой и выпуском руды. Днище очистного блока включает буродоставочную выработку, сопряженную с очистным пространством, питатель с рабочим органом, выполненый в виде толкающего элемента, установленного на почве буродоставочной выработки под очистным пространством и заглубленный в навал руды на расстоянии от сопряжения буродоставочной выработки с очистным пространством. Буродоставочная выработка, прилегающая к очистному пространству, выполнена с расширением в сторону кровли буродоставочной выработки, а длина расширения равна или больше длины хода рабочего органа питателя. Изобретение позволяет повысить эффективность отработки рудных запасов. 1 ил.

Способ закладки выработанного пространства // 2603992

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке рудных залежей камерными системами разработки. Способ закладки выработанного пространства включает заполнение выработанного пространства камеры твердеющей смесью и управляемый метательный сброс породной закладки. Твердеющий массив создается на границе рудного массива сопряженной камеры и составляет порядка 30% от общего объема формируемого закладочного массива. Изобретение позволяет повысить эффективность закладки и исключить присутствие людей и техники в закладываемой камере. 2 ил.