Способ разработки месторождений полезных ископаемых с торцевым выпуском

Способ разработки месторождений полезных ископаемых с торцевым выпуском

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к разработке мощных рудных тел. Цель - повышение безопасности работ за счет улучшения проветривания и снижение себестоимости добычи руды в результате увеличения производительности очистных работ. Осуществляют проходку бурового штрека на уровне кровли достаточного штрека со смещением их продольных осей в плане на величину, равную полусумме ширины доставочного и бурового штреков, увеличенную на ширину опорной рудной полосы, которую формируют между опережающим уступом и буровым штреком. Опережающий уступ оформляют в кровле доставочного штрека по его ширине и сбивают с боковой стенкой бурового штрека , а образование козырька осуществляют над буровым и доставочным штреками опережающей отбойкой рудного массива. Высоту и длину опережающего уступа находят из расчетных формул. Рудный массив отбивают послойно на зажатую среду. Образуют навал руды, которую Отгружают скрепером. Зил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Е 21 С 41/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4885872/03 (22) 26.11,90 (46) 23.09.92. Бюл. N. 35 (71):Институт горного дела АН КазССР (72) P.С,Калекин, А.Г,Просеков, Ю.И.Яковлев, Л.АЯкушев, M.À.Èñàåâ и Б.М.Толегенов (56) Авторское свидетельство СССР

N- 1643716, кл. Е 21 С 41/22, 1989, Авторское свидетельство СССР

N 941584, кл, Е 21 С 41/22, 1979. (54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ С ТОРЦЕВЫМ ВЫПУСКОМ (57) Изобретение относится к разработке мощных рудных тел. Цель — повышение безопасности работ за счет улучшения проветривания и снижение себестоимости добычи руды в результате увеличения производиИзобретение относится к области горного дела и может быть использовано при разработке мощных рудных тел.

Известен способ разработки рудных месторождений системами с торцовым выпуском, заключающийся в проходке подготовительных и нарезных выработок, разбуривании рудного массива. отбойку слоя руды с оставлением над доставочной выработкой потолочины — "козырька", выпуска под ее прикрытием части запаса обрушенного слоя руды, проходку двухсторонних опережающих ниш, образование наклонных щелей, (Положительное решение от

29.11.89 r, на заявку N. 4697953). Данный способ имеет следующие недостатки: наличие по все ширине блока непрерывной консоли не позволяет применение способа в неустойчивых породах; необходимость про... Ы„„1763657А1 тельности очистных работ. Осуществляют проходку бурового штрека на уровне кровли достаточного штрека со смещением их продольных осей в плане на величину, равную полусумме ширины доставочного и бурового штреков, увеличенную нэ ширину опорной рудной полосы, которую формируют между опережающим уступом и буровым штреком. Опережающий уступ оформляют в кровле доставочного штрека по его ширине и сбивают с боковой стенкой бурового штрека, а образование козырька осуществляют над буровым и доставочйым штреками опережающей отбойкой рудного массива, Высоту и длину опережающего уступа находят из расчетных формул. Рудный массив отби- ф вают послойно на зажатую среду. Образуют навал руды, которую отгружают скрепером.

3 ил. ведения трудоемких двухсторонних ниш; достаточно высокая сложность исполнения наклонных щелей. .,Наиболее близким техническим решением является способ. разработки месторождений, включающий проходку доставочного штрека и бурового штрека выше доставочного штрека параллельно его кровле со смещением их продольных осей в плане, образование опережающего уступа, в груди забоя смежного с доставочным штреком и сбойку его с буровым штреком с формированием козырька, монтаж скреперной установки с хвостовым блоком, послойную отбойку рудного массива на зажатую среду, образование навала руды, выпуск и доставку руды ковшом скрепера (авторское свидетельство СССР N 941584, кл. Е 21

С 41/22, 1979 г.).

1763657

20

35

50

Способ имеет следующие недостатки: — не устраняются, присущие всем известным способам разработки с торцовым выпуском под налегающими обрушенными породами, пороки связанные с вентиляцией 5 доставочных выработок: необходимость .проведения дополнительных вентиляционных выработок, йрименения участкового проветривания. В том и другом случае неизбежно частичное диффузионное проветривание — сложность удержайия. козырька над доставочным штреком, при условии сцепления ега с массивом только в двух ntlOGKoстях, l5 — производительность скреперной доставки с торцовым черпанием по сравнению с фронтальным — резко сокращается, чта объясняется малым отрезком пути (1,5—

1,7 м) на котором происходит заполнение ковша, ковш наполняется частично и для оптимального его наполнения требуется повторение операций черпания, что снижает производительность по доставке. На снижение производительности оказывает влияние и образование зависаний, разрушение которых с помощью ковша становится невозможйым vi требуются иные технические средства, В горном журнале % 12 за 1970 г. опи- 30 сайа специальная конструкция ковша, которая смягчает указанные недостатки; но изготовление ковша достаточно сложно в местных условиях, а серийного производства в стране не налажено. — невозможность широкопрофильного использования бурового штрека, т.к. без проведения дополнительных горно-проходческих работ он не может служить целям вентиляции очистных работ и доставки руд- 40 най массы.

Целью изобретения является повышение безопасности работ за Счет улучшения проветривания и сниженйя себестоимости добычи рудй в результате увеличения производительности очистных работ, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе включающем проходку

J доставочного штрека и бурового штрека выше доставочного штрека. параллельно его кровле со смещенйем их продольных осей в . плане, образование опережающего уступа в груди забоя смежнбго с доставочйым штреком и сбойку его с буровым штреком с формированием козырька, монтаж скреперной установки с хвостовым блоком,.послойную 55 отбойку рудного массива на зажатую среду, образование навала руды, выпуск и доставку руды ковшом скрепера, отличающийся тем, что проходку бурового штрека асуществляют на уровне кровли даставочнаго штрека со смещением их продольных осей в плане на величину, равную палусумме ширины даставочного и бурового штреков, увеличенную на ширину опорной рудной полосы, которую формируют между опережающим уступом и буровым штрекам, причем опережающий уступ оформляют в кровле даставочнога штрека па его ширине и сбивают с боковой стенкой бурового штрека, а образование козырька осуществляют над буровым и доставочным штреками опережающей атбойкой рудного массива, при этом высоту опережающего уступа определяют из выражения

hy = I>sIn p+ t tg p- hg, где i — длина откоса навала руды при оптимальном заполнении ковша скрепера (определяется опытным путем); р — угол откоса навала руды;

t — расстояние ат края козырька да хвостового блока скрепернай установки в рабачем состоянии;

hó — высота доставачнага штрека, а длину опережающего уступ рассчитцвают па; формуле -. : -.:т

Ion n>+ пг+ пз, где п1 — ширина сбайки уступа с буровым штрекам для пропуска расчетного каличества воздуха

n> = Q/àg Ч где 0 — расчетное количество воздуха;

8g — ширина даставочнога штрека;

Ч вЂ” допускаемая скорость движения струи в выработках; пр — размер ковша скрепера в плане па аси штрека, пз — шйрина навала руды в плане на уровне кровли даставачнай выработки ат края козырька.

При создании опережающего уступа и сбайкой его с буровой выработкой у груди уступа образуется полость не заполненная навалом руды на которую замыкаются доставочная и буровая выработки. Таким образом создаются условия для проветривания очистного пространства при торцовом выпуске па классической схеме, за счет общешахтнай депрессии. Свежая струя поступает в доставачную выработку смывает призабойное пространство и через буровую выработку отводится в вентиляционный штрек (арт).

Образование в кровле доставочнай ьыработки опережающего уступа позволяет произвести навеску хвостового блока при скрепернай доставке в кровле уступа (на

"козырьке"). Тем самым увеличивается путь

1763657 забора руды ковшом в 3-4 раза, а следовательно, исключаются повторные операции черпания. Выпуск руды производится из торца площадь которого примерно в 3 раза больше, чем при известном способе. Количество зависаний находится в обратно пропорциональной квадратичной зависимости от размера проходного отверстия, поэтому правомерно ожидать сокращение возможных зависаний в 9 раз.

При соответствующей организации производства, выпуск и доставку руды можно вести одновременно обеими выработками, при этом определенное пространственное положение буровой выработки позволяет погрузку руды осуществлять в одном пункте, Таким образом, с учетом сокращения простоев связанных с ликвидацией зависаний, производительность очистных выработок может быть увеличена в 1,5 — 2 раза, Кроме того в связи с одновременной погрузкой в одном пункте двумя механизмами повышается производительность и на подземном транспорте.

По ориентировочным подсчетам, за счет сокращения затрат на проветриванйе выработок, уменьшения условно-постоянных затрат в связи с ростом объемов очистной выемки и увелйчением производительности на подземном транспорте, участковая себестоимость руды может быть снижена на

20 — 25%.

В предлагаемом способе, впервые для систем с торцовым выпуском столь широко универсализировано использование бурового штрека: бурение, доставка и вентиляЦИЯ.

Так же впервые для таких систем изыcKBHà возможность высокопроизводительной работы скреперных установок, оснащенных ковшами традиционных конструкции

Впервые для систем с торцовым выпуском решен вопрос бездиффузионного проветривания очистного забоя только с помощью проходческих выработок.

На фиг,1 показана принципиальная схема осуществления способа в продольном разрезе по оси доставочной выработки; на фиг,2 — разрез А-А на фиг;1; на фиг,3 — схема для расчета параметров уступа при скреперной доставке руды.

Пример: Отрабатывают крутопадающие месторождения мощностью 15 м: подэтажи, система с торцовым выпуском. В соответствие с известным способом проводят серию подготовительно-нарезных выработок, при этом буровой штрек 1 проходят параллельно доставочной выработке 2 на уровне ее кровли, со смещением в плане их продольных осей на величину

< a+ as + — + б„M где ag — ширина доставочной выработки, м, аь — ширина бурового штрека; с1 — минимально необходимая ширина опорной полосы 3 для поддержания свода буровой выработки, м; вычисляется расчетным путем либо принимается на основании опыта

10 ляют по формуле:

1оп= п + п2+пз, где n< — ширина щели для пропуска расчетного количества воздуха

15 Например, ац = 2,5 м ао = 2,5 м d = 1 м, тогда С вЂ” . 1 =35 м.

2,5 + 2,5

Определенное положение бурового ш грека 1 относительно доставочного 2 обь20 ясняется следующими обстоятельствами: штреки 1,2 расположены по технологии под общим "козырьком" 4, поэтому в целях его большей устойчивости и минимальной" громоздкости, что технически важно при пога25 шении козырька, взаиморасположение этих выработок должно быть максимально компактным. Совмещение проекций выработок

1,2 на вертикальную плоскость не допускается,-т.к. при прбходке" йх возможно "разру30 шение разделяющей опорной полосы 3, что вызовет нарушение"системы проветривания, Перед обрушением первого слоя в кровле доставочной выработки 2 путем ее подди35 ра, образуют опережающий уступ 5 и сбивают его на всю длину с буровым штреком 1. Высоту уступа hy при скреперной доставке определяют исходя из условий создаНия достаточного отреэка г1ути 1з при

40 движении по откосу навала руды 6, для оп-. тимального заполнения коаша. Величину определяют опытным путем

Из построений на фиг.3

hy = Iз sIA p+ Ыя p hg

45 где т — расстояние от торца "козырька" до вертикальной оси хвостового блока 7 в рабочем состоянии, м;

p — угол откоса навала руды, град:

hg — высота доставочной выработки

50 2,5м;

Например 1, = 5 и, с = 1 2 м, p = 45, hg =

=2,5 м, получим hy = 1,85 м.

Для известного способа 1 = 1,83 м или в 3,8 раза меньше.

55 Длину опережающего уступа 4 опреде1763657.01 м

С1

ag÷

Q — расчетное количество воздуха, например 2 м /с, ag — ширина доставочной выработки 2,5 5

V — разрешенная скорость движения струи в очистных выработках 0,5 м/с;

2 =-16м

2,5х0,5 .. 10 пз — размер ковша в плане, по оси выработки, например, 1 м; йэ — ширина навала рудй в плане на уровне доставочной выработки от торца козырька; ..., 15

В примере пз = 1,85 х ctg 45 =. 1,85 м, ton = 1,6 + 1 + 1,85 - 4,45 и.

В случае доставки руды вибромеханизмами и погрузодоставочными машинами параметры уступа вычисляют только по ус- 20 ловию пропуска расчетного количества воздуха, По мере срабатывания "козырька" подвигают и грудь забоя уступа 5, оставляя длину его неизменной, для поддержания свободной полости 8. . 25

Вентиляция выработки йроиэвбдится по схема: свежий воздух из откаточной выработки 9 частично поступает в скреперные камеры 10 и основная-его часть подоставочному штреку 2 движется к очистному забою, 30 смыкает его и через полость 8 поступает в вентиляционно-сборочный орт 11; туда же поступает и Отработаннйй воздух из. камер.

Таким образом, эанятйе нв скрейеровании машинисты постоянно находятся на свежей 35 струе, При йспольэовании погруэо- доста- вочйых машин, по условиям проветривания допустима только комбинирОванная .доставка при одновременной работе доставочного и бурового штреков: на доста- 40 вочном штреке — погруэо-доставочными машинами, а на буровом. — скрепернымиустайовками.

В связи стем, что на сопряжении кровли доставочной выработки 2 с уступам 5 стрела 45 йровеса скреперйых трвсов претерпевает излом, в кровле крепится направляющий ролик 12.

Доставленйая "no буровому штреку 1 рудная масса по скату 13 грузится в загру- 50 зочный люк доставоч ного штрека 2. Все опе раций связайные с обуриванйем массива, управлением "козырьком". взрывные работы осуществляются аналогично тому, как это имеет место в известном способе. 55

Предлагаемое решение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества: кардинально улучшает проветривание выработок: увеличивает производительность очистного объекта; снижает. себестоимость горных работ; повышается качество охраны труда.

Формула изобретения

Способ разработки месторождений полезных ископаемых с торцевым выпуском, включающий проходку доставочного штрека и бурового штрека выше доставочного штрека параллельно его кровле со смещением их продольных осей в плане, образование опережающего уступа в груди забоя смежного с доставочным штреком и сбойку его с буровым штреком с формированием козырька, монтаж скреперной установки с хвостовым блоком, послойную отбойку рудного массйва йа зажатую среду, образование навала руды, выпуск и доставку руды ковшом скрепера; отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности работ за счет улучшения проветривания и снижения себестоимости добычи руды в результате увеличения производительности очистных работ, йрохоодку бурового штрека осуществляют на уровне кровли доставочного штрека со смещением их продольных осей в плане на величину, равную полусумме ширины доставочного и бурового штреков, увеличенную на ширину опорной рудной полосы, которую формируют между

Опережающим уСтупом и буровым штреком, причем опережающий уступ оформляют в кровле доставочного штрека по его ширине и сбивают с боковой стенкой бурового штрека, а образование козырька осуществляют над буровым и доставочным штреками опережающей отбойкой рудного массива, при этом высоту опережающего уступа определяют из выражения бу = 1з $!и ф+ Ыя р - Ьц, где 4 — длина откоса навала руды при оптимальном заполнении ковша скрепера (определяется опытным путем); . y —.угол откоса навала руды;

t — расстояние от края козырька до хвостового блока скреперной установки в рабочем состоянии.

Ьд — высота доставочного штрека, а длину опережающего уступа рассчитывают по формуле

l0n n1 + n2 + n3, где п1 — ширина сбойки уступа с буровым штреком для пропуска расчетного количества воздуха; прав v где Q расчетное количество воздуха; ад — ширина доставочного штрека;

1763657

V — допускаемая скорость движения струи в выработках; пг — размер ковша скрепера в плане по оси доставочного штрека; пз — ширина навала руды в плане на уровне кровли достэвочной выработки от края козырька, А

1763657

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор А, Долйнич

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101, Заказ 3438 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретеййям и открытиям при ГКНТ СССР

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