L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
Способ разработки наклонных и крутопадающих рудных тел средней мощности
| Название | Способ разработки наклонных и крутопадающих рудных тел средней мощности |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Мажитов Артур Маратович, Пыталев Иван Алексеевич, Якшина Виктория Владимировна, Швабенланд Елена Егоровна, Боровиков Евгений Васильевич, Аллабердин Азамат Булякович, Валеев Азат Салимьянович, Важдаев Константин Владимирович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2796992 |
| Дата регистрации | 30.05.2023 |
| Правообладатель | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский университет науки и технологий" |
| Область применения (класс МПК) | E21F 15/00 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных тел средней мощности. Технический результат заключается в повышении эффективности технологии за счет снижения объема твердеющей закладочной смеси и использовании энергии взрыва при отбойке массива руды сопряженных камер в зажимающей среде для уплотнения не потерявшего подвижность закладочного массива при отработке крутопадающих рудных тел средней мощности. Способ разработки крутопадающих рудных тел средней мощности включает проведение выработок: доставочного штрека, буродоставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры; отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных ортов, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды через буродоставочный орт. При этом закладочный массив формируют из сухой породы и на границе с рудным массивом сопряженной камеры создают упрочненный слой путем инъектирования цементным раствором через закладочные скважины, пробуренные в рудном массиве. Отбойку рудного массива ведут в зажимающей среде на закладочный массив, обеспечивая его уплотнение. 1 ил.
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных тел средней мощности.
Изобретение направленно на повышение безопасности ведения очистных работ и снижение затрат на закладку выработанного пространства твердеющими смесями. 1 ил.
Известен способ разработки рудных месторождений в сплошном порядке на рудный массив (Осинцев, В.А. Добыча руды в удароопасных условиях на шахтах СУБРа / В.А. Осинцев, В.М. Беркович, Д.В. Шараев // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2008. - №2(22). - С. 7, рис. 2), включающий отработку залежи панелями с выемкой руды камерами сразу на всю мощность рудного тела с торцевым выпуском отбитой руды через панельные буродоставочные выработки и отбойку руды ведут в зажатой среде на закладочный массив.
Недостатком известного способа являются относительно высокие показатели использования твердеющей смеси для закладки выработанного пространства.
Известен также способ подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых по патенту РФ №2379513, Е21С 41/16, опубл. в 2010 г., включающий в себя подготовительные и нарезные работы, возведение горизонтальных и вертикальных оконтуривающих и разделительных искусственных массивов, очистную выемку и закладку выработанного пространства.
Недостатком известного способа является высокий объем твердеющей закладки и многостадийность закладочных работ и, как следствие, низкая производительность очистной выемки.
Известен также способ формирования закладочного массива по патенту РФ №2436962, E21F 15/00, опубл. В 2010 г., включающий в себя размещение армирующих элементов, выполненных в виде сетки, в закладочной камере на границе с подлежащим разработке рудным массивом.
Недостатком известного способа является высокая материалоемкость и трудоемкость работ по возведению армирующих элементов в выработанном пространстве и, как следствие, повышение затрат и снижение интенсивности очистной выемки и безопасности ведения горных работ, и нарушение устойчивости армирующих элементов при заполнении выработанного пространства сухой породной закладкой и последующей отбойкой сопряженного рудного массива.
Наиболее близким по технической сущности является вариант системы разработки с выемкой трапециевидными камерами с наклонными торцевыми стенками и сухой закладки, укрепленной цементным раствором [Соколов, И. В. Разработка и оценка вариантов стратегии освоения железорудных месторождений экологически сбалансированными подземными геотехнологиями / И.В. Соколов, Ю.Г. Антипин, А.А. Смирнов // Проблемы недропользования. - 2015. - №4(7). - С. 59-67].
Недостатком известного способа является стадийность при послойном формировании закладочного массива и двухстадийность процесса очистной выемки, включающей формирование отрезной щели и отбойку основных запасов камеры и, как следствие, снижение интенсивности очистных работ и повышенный объем проходческих работ.
Техническая задача заключается в повышении эффективности технологии за счет снижения объема твердеющей закладочной смеси и использовании энергии взрыва при отбойке массива руды сопряженных камер в зажимающей среде для уплотнения не потерявшего подвижность закладочного массива при отработке крутопадающих рудных тел средней мощности.
Поставленная задача решается тем, что в способе разработки крутопадающих рудных тел средней мощности, включающем проведение выработок: доставочного штрека, буро-доставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры; отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буро-доставочных ортов, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды через буро-доставочный орт, согласно техническому решению формируют закладочный массив из сухой породы и на границе с рудным массивом сопряженной камеры создают упрочненный слой путем инъектирования цементным раствором через закладочные скважины, пробуренные в рудном массиве и отбойкой рудного массива в зажимающей среде на закладочный массив, обеспечивая его уплотнение.
Способ включает проведение доставочного и вентиляционного штреков, вентиляционно-ходового восстающего, соединяющего доставочный и вентиляционный этажи, а также буро-доставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры. Очистным камерам придают форму параллелепипеда с углом наклона контакта с рудным массивом смежной камеры равным 75-85 градусов и располагают вкрест простирания рудного тела. Камеры отрабатываются в сплошном порядке без оставления в выработанном пространстве несущих целиков. Развитие фронта горных работ в пределах этажа осуществляется от центра к флангам, либо от одного фланга к другому, при восходящем порядке разработки залежи. Отработка первой камеры начинается с проходки отрезного восстающего и формирования отрезной щели. Отбойка основных запасов камеры осуществляется на компенсационное пространство отрезной щели. Висячий бок камеры формируется под углом 75-85 градусов, причем при отработке от центра к флангам, центральная камера имеет форму трапеции и соответственно два висячих бока. Угол наклона стенок камер в сторону выработанного пространства повышает устойчивость закладочного массива. После очистной выемки выработанное пространство камеры заполняется сухой породой. Далее производится упрочнение слоя породной закладки на границе с рудным массивом, путем инъектирования цементным раствором. Подача цементного раствора производится по скважинам, пробуренным из выработок вентиляционного этажа через рудный массив смежной камеры. Количество скважин рассчитывается исходя из радиуса проникновения раствора в породу, высоты и длины камеры. Отбойка запасов последующих камер ведется в зажимающей среде, обеспечивая тем самым уплотнение не потерявшего подвижность закладочного массива соседней камеры. Полная «зачистка» почвы камеры достигается при использовании дистанционного управления для погрузочно-доставочных машин. Длину камер по условиям зачистки почвы не следует принимать более 60 м. Высота камеры соответствует высоте этажа, рассчитываемая по условию устойчивости наклонного обнажения камеры, ширина камеры - устойчивому пролету горизонтального обнажения вышележащего рудного массива. Проветривание тупиковых выработок осуществляется подачей свежего воздуха за счет общешахтной депрессии по доставочному штреку, далее с помощью вентиляторов местного проветривания подается в буро-доставочный орт. Омывая забой, загрязненный воздух выдается на вентиляционный горизонт по вентиляционно-ходовому восстающему.
Заявленный способ реализуется следующим образом: очистные камеры располагаются вкрест простирания рудного тела. Развитие фронта горных работ в пределах подэтажа - от центра к флангам, общий порядок разработки -восходящий. Первоначально отрабатывается центральная камера, имеющая форму трапеции, с углом наклона стенок 75-85°. Далее выработанное пространство камеры заполняется пустой породой. Подача цементного раствора производится по скважинам из выработок вышележащего подэтажа. Количество скважин рассчитывается исходя из радиуса проникновения раствора в породу. Отработка соседних камер производится в сплошном порядке на оба фланга подэтажа сразу после формирования закладочного массива предшествующих камер. Отбойка запасов ведется в зажимающей среде, обеспечивая тем самым уплотнение не потерявшего подвижность закладочного массива соседней камеры.
Сущность способа разработки крутопадающих рудных тел средней мощности поясняется чертежом, где:
показана схема технологии, вид сбоку: 1 - буро-доставочный орт; 2 - закладочные скважины; 3 - зона влияния инъекции; 4 - отбойные скважины; 5 - веер скважин.
Формула изобретения
Способ разработки крутопадающих рудных тел средней мощности, включающий проведение выработок: доставочного штрека, буродоставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры; отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных ортов, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды через буродоставочный орт, отличающийся тем, что формируют закладочный массив из сухой породы и на границе с рудным массивом сопряженной камеры создают упрочненный слой путем инъектирования цементным раствором через закладочные скважины, пробуренные в рудном массиве, и отбойку рудного массива ведут в зажимающей среде на закладочный массив, обеспечивая его уплотнение.
Медаль Альфреда Нобеля