Способ разработки мощных рудных залежей

Способ разработки мощных рудных залежей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горнодобьшающей пром-сти. Цель - повышение интенсивности и безопасности разработки за счет направленного воздействия на развитие геомеханических процессов на опасных по проявлению горного давления з частках. Мощную пологопадающую залежь отрабатывают с.опережающей надработкой заходками, проводимыми в защитном слое с обеспечением искусственной податливости при , забойной зоны рудного массива. Надработанные запасы руды извлекают камерами или заходками последовательным подвижением фронта очистных выработок. По мере подвижения фронта последних у каждого участка, опасного по проявлениям горного давления, вне зоны максимз ма опорного давления формируют вертикальную щель на всю мощность рудной залежи с разуплотнением рудного массива со стороны фронта у почвы залежи. Эффект от вертикальной щели снижается при т еньшении ее высоты. При мощности залежи менее двукратной высоты надрабатывающих заходок при формировании щели взрыванием нисходящих скважин разуплотняют подстилакяцие породы под щелью. Выработанное пространство щели заполняют крупнопористым твердеющим материалом. При подвигании фронта работ к ближайшей сформированной вертикальной щели в целике между этой щелью и проводимой заходкой в защитном слое начинают повьшаться напряжения. В этой связи производят контроль изменения напряженного состо яния целика. При установлении прекращения роста напряжений в указанном целике надрабатывают рудный массив по другую сторону щели. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. iS И 0д 00 й$

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц 4 Е 21 С 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBYOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21 ), 4189 3 29 /22-03 (22) 04. 02.87 (46) 28.02.89. Бюл. Р 8 (71) Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" и Всесоюзный научно-исследовательский институт горной геомеханики и маркшейдерского дела (72) Ю.С. Афанасьев, В.М. Барковский, Д.Г. Гительмахер, В.В. Мякотин, В.А. Редькин, А.А. Смирнов и В.Г. Воробьев (53) 622.273(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 599075, кл. E 21 С 41/06, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N - 956793, кл. E 21 С 41/06, 1982. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЦНЫХ РУДНЫХ

ЗАЛЕЖЕЙ (57) Изобретение относится к горнодобывающей пром-сти. Цель — повышение интенсивности и безопасности разработки эа счет направленного воздействия на развитие геомеханических процессов на опасных по проявлению горного давления участках. Мощную пологопадающую залежь отрабатывают с опережающей надработкой заходками, проводимыми в защитном слое с обеспечением искусственной податливости при1

Изобретение относится к горно-до,бывающей промьппленности и может быть использовано при добыче руд на мощных пологопадающих залежах.преимущественно с развитой тектоникой с зам

„.Я0„„1463 934 забойной зоны рудного массива. Надработанные запасы руды извлекают камерами или заходками последовательным подвижением фронта очистных выработок.

По мере подвижения фронта последних у каждого участка, опасного по проявлениям горного давления, вне зоны максимума опорного давления формируют вертикальную щель на всю мощность рудной залежи с разуплотнением рудного массива со стороны фронта у почвы залежи. Эффект от вертикальной щели снижается при уменьшении ее высоты.

При мощности залежи менее двукратной высоты надрабатываюших заходок при формировании щели взрыванием нисходящих скважин разуплотняют подстилающие породы под щелью. Выработанное пространство щели заполняют крупнопористым твердеющим материалом. При подвигании фронта работ к ближайшей сформированной вертикальной щели в целике между этой щелью и проводимой заходкой в защитном слое начинают повьппаться напряжения. В этой связи производят контроль изменения напряженного состояния целика. При установлении прекращения роста напряжений в указанном целике надрабатывают рудный массив по другую сторону щели. 2 s.ï.ô-лы, 2 ил.

2 кладкой выработанного пространства твердеющими смесями.

Целью изобретения является повьппение интенсивности и безопасности разработки за счет направленного воз1461934 действия наразвитие геомеханических процессов на опасных по проявлению горного давления участках.

На фиг. 1 изображен разрез вкрест фронта очистных работ; на фиг. 2 план горных работ.

Способ осуществляют следующим образом.

Мощную пологопадающую залежь 1 10 отрабатывают с опережающей надработкой заходками 2, проводимыми в защитном слое 3 с обеспечением искусственной податливости призабойной зоны рудного массива. Такую податли- 15 вость придают взрыванием камуфлетных зарядов ВВ в шпурах 4. В результате взрыва этих зарядов образуются зоны разуплотнения, с помощью которых снимают максимум опорного давления 2р от проводимых заходок, в результате чего повышается безопасность работ.

С отставанием от фронта работ по защитному слою извлекают основные (подработанные) запасы руды камерами 25

5 или заходками в восходящем или нисходящем порядке в зависимости от естественной нарушенности рудного массива последовательным подвиганием фронта очистных выработок. 30

В связи с тем, что для рудных месторождений характерна изменчивост ь состояния руд и вмещающих пород, а также необходимость проведения опережающих разведочных выработок, в отрабатываемой залежи выделяют участки 6, опасные по проявлениям горного давления. К таким участкам относят, например, области распространения крупных тектонических нарушений, в которых 4О как правило, руды и породы сильно и весьма сильно трещиноваты, прочность руд и пород снижается, а снижение прочности сопровождается склонностью к псевдопластическому деформи 45 рованию. К таким участкам относят также места расположения параллельных фронту выработок, камер различного назначения и т.д.

В процессе подвигания фронта вне 5О зойы максимума опорного давления, определяемого по зависимостям, установленным экспериментально, или методами математического или физического моделирования, у каждого участка, опасного по проявлениям горного давления, формируют вертикальную щель 7.

Щели формируют на всю мощность залежи.

Для этого у почвы участка, опасного по проявлениям горного давления, проходят разрезную выработку 8 и из нее отбивают запасы руды.

Разрезную выработку проходят с разуплотнением руды у почвы залежи со стороны фронта работ 9. В связи с проведением указанной выработки вне

Ф зоны опорного давления разуплотнение производят не для разгрузки и сохранения обнажений в устойчивом состоянии, как это предусматривается при проведении заходок защитного слоя, а для повышения подвижности руды к тому моменту, когда к щели переместится максимум опорного давления.

Разуплотнение производят, например, опережающим взрыванием камуфлетных зарядов ВВ в шпурах 10, бурение которых предусматривают в паспорте на проведение выработки и закладывают в циклограмму подвигания забоя.

Эффект от вертикальной щели снижается при уменьшении ее высоты. Однако наиболее существенное его снижение отмечается при высоте, менее двукратной высоты заходки защитного слоя, особенно если щель заходит выше этого слоя. В этом случае будет проявляться разрушение массива над заходками и поддержание его затрудняется. Кроме того, при малой высоте щели будут активизироваться динами-. ческие процессы. В этой связи при высоте щели от ее почвы до основания защитного слоя меньше двукратной высоты заходок в нем до Формирования щели в рудной залежи формируют дополнительную щель путем взрывания нисходящих скважин 11 в подстилающих породах с оставлением разуплотненной горной массы и после этого Формируют щель в рудной залежи.

Формирование щели в залежи из разрезной выработки производят с выпуском или магазинированием руды. В первом случае для закладки свободного выработанного пространства используют ту же твердеющую смесь, что и при закладке выработок на надработанных участках. Однако для более надежного инициирования геомеханических процессов в рудном массиве у вертикальной щели ее выработанное пространство закладывают крупнопористой твердеющей смесью.

При подвигании фронта работ к ближайшей сформированной вертикальной щели в целике между этой целью и про5 14619 водимой заходкой в защитном слое начинают повышаться напряжения. Рост напряжений происходит, в основном, в области заключенной между разупЭ

5 лотненными зонами. В процессе роста напряжений последние достигают величины, при которой рудный массив под целиком постепенно переходит в предельное состояние и начинает перемещаться по линиям скольжения, проходящим в большей части по плоскостям естественного ослабления. Перемещение массива сопровождается прекращением пригрузки на целик и уподоблением 15

его опоре с постоянным или уменьшающимся сопротивлением. В таких условиях уже не могут возникнуть удароопасные ситуации.

В этой связи при развитии горных 2п работ производят постоянный контроль изменения напряженно-деФормированного состояния целика.между вертикальной щелью и проходимой заходкой, который производят любым из известных мето- 25 дов, например звукометрией, измерениями с помощью поперечных скважинных деформометров, визуально и т.д. При установлении прекращения роста напряжений в целике, сопровождающего- 30 ся,соответственно уменьшением длительности звукоактивности, стабилизацией или уменьшением поперечного сжатия скважин, прекращением динамического заколообразования и шелушения стенок и т.д. при достаточно устойчивых породах кровли залежИ, прекращают проведение эаходок защитного слоя при подходе к вертикальной щели и переводят фронт очистных ра- 40 бот в защитном слое на другую сторону щели.

Перевод фронта работ на другую сторону щели активизирует процесс сдвижения налегающей толщи над остановленным целиком. Однако его активизация будет сопровождаться уже только оседаниями целика без его пригружения и существенного разрушения.

При этом целик и участок рудной зале- 5g жи под ним сохраняет большую жесткость, чем жесткость защитного слоя и обеспечат безопасную выемку надработанных запасов.

34 6

Запасы руды под оставленным у вертикальной щели целиком отрабатывают в восходящем порядке одновременно с развитием основного Фронта очистной выемки за этой щелью. При наличии в кровле раздробленных пород переходят на нисходящий порядок выемки.

Формула изобретения

1. Способ разработки мощных рудных залежей, включающий опережающую надработку рудного массива про ходкой заходок в защитном слое, соз дание искусственной податливости рудного массива в приэабойной зоне у почвы защитного слоя, выемку надработанных запасов руды последовательным подвиганием фронта Очистных выработок и закладку выработанного пространства твердеющими смесями, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности и безопасности разработки за счет направленного воздействия на развитие геомеханических процессов на опасных по проявлению горного давления участках, по мере подвигания фронта очистных выработок у каждого участка, опасного по проявлениям горного давления, вне зоны максимума опорного давления формируют вертикальную щель на всю мощность рудной залежи с разуплотнением рудного массива со стороны фронта у почвы залежи, контролируют изменение напряженного состояния, образуемого между щелью и проводимой заходкой в защитном слое целика, и после прекращения роста напряжений в целике надрабатывают рудный массив по другую сторону щели.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что при мощности залежи менее двукратной высоты кадрабатываемых заходок при формировании щели вэрыванием нисходящих скважин разуплотняют подстилающие породы под щелью.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что выработанное пространство щели заполняют крупнопористым твердеющим материалом.

1461934

4 °;"

Ф °

Составитель A.Ëoãèíñêèé

Редактор А. Лежнина Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Заказ 645/28 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,10)