Способ разработки мощных месторождений полезных ископаемых

Способ разработки мощных месторождений полезных ископаемых

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к камерной разработке крепких руд под обводненными породами . Цель - снижение потерь полезного ископаемого (ПИ) в целиках при сохранении их несущей способности за счет управления мощностью слоя раздробленного полезного Изобретение относится к горному делу, а именно к способам камерной разработки мощных месторождений крепких руд, расположенных под переслаиванием осадочных обводненных пород. Цель изобретения - снижение потерь полезного ископаемого в целиках при сохранении их несущей способности за счет управления мощностью слоя раздробленного полезного ископаемого вокруг камеры. ископаемого вокруг камеры, а также повышение устойчивости целиков за счет их бокового подпора. Проходят транспортные, вентиляционные, буровые и выпускные выработки . Выемку ПИ осуществляют камера ми цилиндрической формы со сводовым закруглением. Вентиляционную выработку (ВВ) проходят на высоте сводового закругления камеры через середины двух сторон равностороннего треугольника, по углам которого формируют камеры. Бурят и взрывают скважины. Отбивают ПИ концентрическими слоями. Между камера ми образуют целики ПИ. Между ВВ и камерами формируют подушку из разрушенного ПИ его отбойкой в камере вблизи ВВ в направлении от нее к центру сводовой части камеры до отбойки основных запасов ПИ в сводовой части. С поверхности земли в камеры бурят вертикальные герметичные скважины. Отбитое ПИ выпускают из камер и транспортируют на поверхность. Выработанное пространство камер заполняют закладочным материалом, подаваемым по скважинам. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. На фиг, 1 показана схема расположения камер и вентиляционной выработки в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 фрагмент результатов моделирования камеры с вентиляционной выработкой (с изолиниями ); на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Способ осуществляется следующим образом . 00 VJ О Ю ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

isi>s Е 21 С 41/16

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4767465/03 (22) 11.12,89 (46) 30,12.91. Бюл. N. 48 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерского дела (72) А.В, Топорков, С.Н. Журин, Г,В. Щавинский, В.Н. Токарев и Л.К. Вертлейб (53) 622.273(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1476137, кл. Е 21 С 41/16, 1987.

Авторское свидетельство СССР

М 496365, кл. Е 21 С 41/16, 1973. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ (57) Изобретение относится к камерной разработке крепких руд под обводненными породами. Цель — снижение потерь полезного ископаемого (ПИ) в целиках при сохранении их несущей способности за счет управления мощностью слоя раздробленного полезного

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам камерной разработки мощных месторождений крепких руд, расположенных под переслаиванием осадочных обводненных пород.

Цель изобретения — снижение потерь полезного ископаемого в целиках при сохранении их несущей способности за счет управления мощностью слоя раздробленного полезного ископаемого вокруг камеры.. Ж,» 1701912 A l ископаемого вокруг камеры, а также повышение устойчивости целиков за счет их бокового подпора. Проходят транспортные, вентиляционные, буровые и выпускные выработки. Выемку ПИ осуществляют камерами цилиндрической формы со сводовым закруглением. Вентиляционную выработку (ВВ) проходят на высоте сводового закругления камеры через середины двух сторон равностороннего треугольника, по углам которого формируют камеры. Бурят и взрывают скважины. Отбивают ПИ концентрическими слоями. Между камерами образуют целики ПИ. Между ВВ и камерами формируют подушку из разрушенного

ПИ его отбойкой в камере вблизи ВВ в направлении от нее к центру сводовой части камеры до отбойки основных запасов ПИ в сводовой части, С поверхности земли в камеры бурят вертикальные герметичные скважины. Отбитое ПИ выпускают из камер и транспортируют на поверхность, Выработанное пространство камер заполняют закладочным материалом, подаваемым по скважинам, 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

На фиг. 1 показана схема расположения камер и вентиляционной выработки в плане; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг.

3 — разрез Б — Б на фиг. 2; на фиг. 4 — фрагмент результатов MOöåëèðoâàíèÿ камеры с вентиляционной выработкой (с изолиниями); на фиг, 5 — разрез  — B на фиг. 4.

Способ осуществляется следующим образом.

Под переслаиванием обводненных осадочных пород 1 в слое крепких руд 2 до создания камер сооружают вентиляционную выработку 3, располагая ее таким образом, чтобы она проходила через середины . двух сторон "а" равностороннего треугольника 4 с камерами в его yrr dx и на высоте сводового закругления 5 камеры 6. При создании буровзрывным способом выработки

3 вокруг нее образуется зона раздробленного полезного ископаемого 7, с учетом которой в зоне будущей камеры 5 сооружают с горизонта вентиляционной выработки 3 радиальные 8 и обходную кольцевую 9 выработки, а с горизонта нижней подсечки 10 камеры 6- также радиальные 11 и обходную кол ьцевую 12 выработки. И э вы работок 8 и

9 бурят вертикальные скважины 13. Из выработок 11 и 12 бурят скважины 14 в виде комплекта вертикальных вееров для формирования днища 15 камеры. Из радиальных 8 и обходных 9 выработок бурят также восстающие веера скважин 16 для формирования сводового закругления 5 камеры. Вблизи вентиляционной выработки 3 скважины 16 бурят по более сгущенной сетке 19, что дает возможность отбивку полезного ископаемого вблизи выработки 3 вести меньшим количеством взрывчатого вещества и, следовательно, меньше повреждая примыкающие к камере 6 слои 17, а также примыкающие к выработке 3 слои 7.

Величину локального сгущения сетки скважин 19 вблизи выработки 3, объем взрывчатого вещества в скважинах, а также толщину Ь1 слоя 17 локально раздробленного полезного ископаемого вблизи вентиляционной выработки и толщину Ь слоя 18 раздробленного полезного ископаемого вокруг остальной части камеры определяют на основании предварительного физического (или математического) моделирования напряженного состояния камеры вместе с примыкающими к ней выработками.

Отбойку руды внутри камеры цилиндрической формы 6 ведут концентрическими слоями в направлении от центра камеры к ее стенам, причем при формировании днища камеры отбивку этих концентрических слоев в днище ведут с опережением на один слой, что активизирует самотечный рудовыпуск.

После частичного выпуска запасов отбитого полезного ископаемого в период дс отбойки основных запасов полезного ископаемого сводовой час ги 5 осуществляют отбойку в скважинах. 19 вблизи вентиляционной Выработки 3 в направлении от нее к центру сводовой части 5 камеры, формируя таким образом между

55 вентиляционной выработкой 3 и камерой предохранительную подушку из разрушенного полезного ископаемого.

В дальнейшем приступают к отбойке и выпуску иэ камеры оставшихся запасов полезного ископаемого сводовой части, а также стен амеры.

После завершения выемки полезного ископаемого из камер с поверхности земли в камеры бурят вертикальные герметичные скважины 20 и подают по этим скважинам в камеры складируемый материал.

Пример. Применение предложенного способа при добыче железной руды из Коробовского месторождения Курской магнитной аномалии, расположенной слоем свыше

200 м под обводненными песчано-глинистыми породами.

Разработка месторождения велась цилиндрическими камерами диаметром 50 м, высотой от кровли до подсечки 105 м. Вентиляцию камер осуществляли выработками сечением ЗхЗ м, Камерную разработку кварцитов начинали с сооружения вентиляционной выработки, располагая ее по высоте в уровне сводового закругления камеры, а в плане ось вентиляционной выработки проходила через середину сторон равностороннего треугольника с камерами в его углах, т.е. ось вентиляционной выработки находилась на расстоянии 76:2=38 м от центра камер. Вокруг вентиляционной выработки образовалась зона техногенно раздробленных кварцитов слоем 1,5 м. Затем соорудили с горизонта вентиляционных выработок радиальную и обходную кольцевую выработки размером Зх3 м, а с горизонта нижней подсечки — также радиальную и обходную кольцевую выработки размером Зх3 м, Из выработок бурили скважины диаметром

0,12 м в виде комплекта вертикальных вееров и вееров с клиновым врубом для отбойки руды центральной .части камеры, комплект вееров для формирования днища камеры и свода. Для свода бурили восстающие веера скважин. Вблизи вентиляционной выработки скважины бурили по более сгущенной сетке. Величину сгущения сетки скважин, толщину слоя Ь локально раздробленных кварцитов стенок камеры вблизи вентиляционной выработки. толщину Ь слоя раздробленных кварцитов вокруг остальной части камеры определяли на основании математического моделирования напряженного состояния камеры вместе с примыкающими к ней выработками, Результаты моделирования представлены на фиг. 4, где показаны изолинии вертикальных напряжений сжатия (МПа), заштрихованные участки — вертикальные напряжения растяжения. На основании моделирования получили, что при мощности целика 30 м величина концентрации вертикальных напряжений практически не зависит от трещиноватости, с уменьшением целика вертикальные напряжения нелинейно возрастают. При величине коэффициента запаса прочности K=2 получили величину минимальной мощности межкамерного целика b=20 м, Ь1=1,5 м, br=3,0 м. Форму внешнего кочтура слоя b1 принимали в плане в месте его примыкания к вентиляционной выработке цилиндрической с радиусом цилиндра 37 м, вписанного в цилиндр радиусом 28 м при величине Ь1 в наиболее близ. кой точке к вентиляционной выработки равной 1,,65 м.

Отбойку кварцитов внутри камеры цилиндрической формы вели концентрическими слоями в направлении от центра камеры к-ее стенам. Ilocne отбойки и частичного выпуска кварцитов из камеры в период до отбойки кварцитов из основных запасов сводовой части, осуществляли отбойку в скважинах сводовой части вблизи вентиляционной выработки в направлении от нее к центру сводовой части камеры, формируя таким образом между вентиляционной вы. работкой и камерой предохранительную подушку из разрушенных кварцитов.

В дальнейшем осуществляли отбойку кварцитов и выпуск их из камеры из оставшихся запасов сводовой части. а также стен камеры.

После завершения выемки кварцитов из камеры ее заполнили пульпообразными отвалами хвостохранилищ из близлежащего отвала. Для этого камеру снабдили вертикальной герметичной скважиной диаметром 0,14 м, выходящей на поверхность земли. В 20 камер поместили 3,6 млн,мз отходов, что позволило улучшить экологическую обстановку в регионе. Пригрузка на целики благодаря этому достигала

1 МПа (горизонтальная составляющая), что существенно повысило устойчивость.

Таким образом, при использовании предложенного технического решения по10

45 вышается величина блокового коэффициента извлечения полезного ископаемого, а также уменьшается сейсмическое воздействие на междукамерный целик и улучшается экологическая обстановка в регионе добычи полезного ископаемого.

Формула изобретения

1. Способ разработки мощных месторождений полезных ископаемых, включающий проведение транспортных, вентиляционных, буровых и выпускных выработок, выемку полезного ископаемого камерами цилиндрической формы со сводовым закруглением, формирование камер в плане по углам равностороннего треугольни:..а, бурение и взрывание скважин, отбойку полезного ископаемого концентрическими слоями, образование целиков полезного ископаемого между камерами, выпуск запасов отбитого полезного ископаемого и транспортировку его на поверхность, отличающийся тем,что,сцелью снижения потерь полезного ископаемого в целиках при сохранении их несущей способности путем управления мощностью слоя раздробленного полезного ископаемого вокруг камеры, вентиляционную выработку проходят на высоте сводового закругления камеры через середины двух сторон равностороннего треугольника с камерами в его углах до выемки камер, между вентиляционной выработкой и камерами формируют подушку иэ разрушенного полезного ископаемого его отбойкой в камере вблизи вентиляционной выработки в направлении от нее к центру сводовой части камеры до отбойки основных запасов полезного ископаемого в сводовой части камеры, 2. Способ пои. 1, отл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повышения устойчивости целиков путем из бокового распора, а также ° улучшения экологической обстановки в регионах добычи полезного ископаемого, с поверхности земли в камеры бурят вертикальные герметичные скважины и подают по этим скважинам в камеры складируемый материал.

i701912

5-6

Составитель А.Топорков

Редактор Л.Пчолинская Техред M,Moðãåíòàë Корректор M.Kó÷åðÿaàÿ

:Заказ 4521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113835, Москва, Ж-35, Раулская наб., 4/5

Производственно-издательский комбина "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 1Q1