Способ разработки мощных рудных залежей

(51) 21 41/16 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ включает разделение залежи на слои,проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков, последующую совместную выемку междукамерных целиков и среднего слоя с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин из выработанного пространства камер нижнего слоя,обрушение налегающей толщи пород, отбойку,выпуск и погрузку руды с торцов камер нижнего слоя в зажиме обрушенных пород. Междукамерные целики в верхнем и нижнем слоях отрабатывают совместно со средним слоем из выработанного пространства камер нижнего слоя с обрушением налегающей толщи пород. Отработку камер в нижнем слое и совместную выемку среднего слоя и междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние.(72) Аханов Талгат Музарафович Крыкпышев Бахтияр Абдрахманович(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Корпорация Казахмыс(56) Инновационный патент РК 21018, Е 21 С 41/16, 2009(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных пологопадающих и наклонных залежей крепких руд. Задачей изобретения является повышение эффективности отработки мощных рудных залежей,за счет повышения безопасности работ и производительности добычи руды и уменьшения затрат. 23028 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных пологопадающих и наклонных залежей крепких руд. Известен способ разработки мощных рудных залежей, включающий разделение залежи на слои и отработку верхнего и нижнего слоев камерностолбовой системой с оставлением междукамерных круглых или прямоугольных целиков (МКЦ) и среднего слоя (рудного моста). Затем обуривают междукамерные целики верхнего и нижнего слоев вертикальными скважинами из полевых подготовительных выработок, а средний слой веерами горизонтальных скважин. Целики в верхнем слое отбивают с обрушением налегающей толщи пород, средний слой отбивают с магазинированием руды в выработанном пространстве камер нижнего слоя, целики нижнего слоя отбивают с образованием воронок для выпуска руды. (Технологическая инструкция по повторной разработке Жезказганского месторождения подземным способом с обрушением налегающей толщи пород. ТОО Корпорация Казахмыс,Жезказганский горно-металлургический комбинат,Научно-исследовательский центр, Жезказганский проектный институт, Жезказган, 2004, с. 63-64). Недостатком известного способа является низкая эффективность обусловленная- большими затратами на проведение полевых подготовительных выработок для отработки междукамерных целиков и среднего слоя (рудного моста)- большим разубоживанием руды (до 35-40),происходящим при площадном выпуске руды из воронок, расположенных под обрушенной толщей пород- необходимостью использования специальных самоходных полков для осмотра, оборки кровли и приведения ее в безопасное состояние, так как в процессе отработки образуется открытое выработанное пространство большой высоты - до 18 м, как в верхнем, так и в нижнем слое. Ближайшим аналогом является способ разработки мощных рудных залежей, включающий разделение залежи на слои,проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку верхнего слоя камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков, последующую выемку целиков со шпуровой отбойкой и с обрушением налегающей толщи пород, отработку нижнего слоя под средним слоем камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных ленточных целиков,последующую совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин, причем отбойку, выпуск и погрузку руды производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород (Инновационный патент Республики Казахстан на изобретение 21018,МПК Е 21 С 41/16, опубликован 16.03.2009). Недостатком известного способа является низкая эффективность обусловленная 2- повышенной опасностью для рабочих,находящихся при отработке междукамерных целиков в верхнем слое залежи в открытом выработанном пространстве на границе сдвижения и расширяющегося обрушения налегающей толщи пород низкой производительностью добычи,связанной с целосменными отстоями для стабилизации геомеханических процессов после шпуровой отбойки междукамерных целиков в верхнем слое залежи- большими затратами на шпуровую отбойку междукамерных целиков в верхнем слое залежи. Задачей изобретения является повышение эффективности отработки мощных рудных залежей. Техническим результатом изобретения является повышение безопасности работ и производительности добычи руды и уменьшение затрат. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе разработки мощных рудных залежей, включающем разделение залежи на слои,проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков, последующую совместную выемку междукамерных целиков и среднего слоя с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин из выработанного пространства камер нижнего слоя,обрушение налегающей толщи пород, отбойку,выпуск и погрузку руды с торцов камер нижнего слоя в зажиме обрушенных пород, междукамерные целики в верхнем и нижнем слоях отрабатывают совместно со средним слоем из выработанного пространства камер нижнего слоя с обрушением налегающей толщи пород. Кроме того, отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. Благодаря тому, что междукамерные целики в верхнем и нижнем слоях отрабатывают совместно со средним слоем из выработанного пространства камер нижнего слоя с обрушением налегающей толщи пород, исключается на стадии выемки междукамерных целиков пребывание людей в открытом выработанном пространстве верхнего слоя на границе сдвижения и расширяющегося обрушения налегающей толщи пород. За счет этого повышается безопасность работ. Отработка междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях и среднего слоя объединены в единый цикл очистных работ. При этом создается обуренный скважинами запас руды, готовый к взрыванию. Таким образом,повышается безопасность работ и производительность добычи руды. Благодаря тому,что для отработки междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях,используют более экономичную, по сравнению со 23028 шпуровой, скважинную отбойку, уменьшаются затраты на отработку целиков. За счет того, что отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях с обрушением налегающей толщи пород,ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние, сокращается время отработки панели и повышается производительность. Таким образом, обеспечивается повышение эффективности отработки мощных рудных залежей. Сопоставительный анализ заявляемого решения с ближайшим аналогом показывает, что заявляемый способ разработки мощных рудных залежей отличается от известного тем, что междукамерные целики в верхнем и нижнем слоях отрабатывают совместно со средним слоем из выработанного пространства камер нижнего слоя с обрушением налегающей толщи пород. Кроме того, отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фиг. 1 изображена стадия подготовки и отработки верхнего слоя на фиг.2 - стадия подготовки и отработки нижнего слоя на фиг.3 стадия совместной отработки междукамерных целиков и среднего слоя с обрушением налегающей толщи пород на фиг.4 - разрез А-А по фиг.3 на фиг.5 - разрез Б-Б по фиг.3. Способ осуществляется следующим образом. Мощную пологопадающую или наклонную (угол наклона до 35) рудную залежь делят по площади на панели и по высоте на слои. Высота верхнего слоя 1 равна не более 8 м, нижнего 2 - 6 м, среднего 3 - до 25 м. Высоту слоев определяют,исходя из возможностей имеющихся типов серийно выпускаемых самоходных установок для бурения горизонтальных шпуров и установки штанговой крепи (Параматик, Аксера, Роболт), для возведения набрызгбетонного покрытия(Спраймек-7110) и бурения вертикальных скважин (станки типа -7-7). Сначала проходят оконтуривающие панель подготовительные выработки - доставочные 4 и вентиляционные 5-в верхнем слое 1 и отрабатывают его камерами со шпуровой отбойкой и оформлением междукамерных ленточных целиков 6 с вентиляционными сбойками 7 через 40 м. Слабоустойчивые породы (алевролиты, аргиллиты и т.п.) кровли камер крепят штанговой крепью 8 и набрызгбетоном. Ширину камер и междукамерных целиков 6 определяют расчетом, исходя из физикомеханических свойств горных пород (прочность на сжатие, давление веса горных пород и др.). Во время проходки подготовительных выработок 4, 5 в верхнем слое 1 или во время его отработки проходят подготовительные выработки 4, 5 в нижнем слое 2. После завершения подготовительных работ отрабатывают нижний слой 2 камерами со шпуровой отбойкой и оформлением междукамерных ленточных целиков 6, расположенных соосно с междукамерными ленточными целиками 6 в верхнем слое 1. По мере окончания отработки камер нижнего слоя 2 из их выработанного пространства обуривают параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин 9 средний слой 3 и междукамерные ленточные целики 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях, создавая обуренный запас руды,готовый к взрыванию. Совместную выемку среднего слоя 3 на ширину камеры и ленточных целиков 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях начинают с проходки отрезного восстающего 10 в среднем слое 3 и образования из него отрезной щели 11 в конце каждой камеры нижнего слоя 2. Отбойку производят за один прием из выработанного пространства камер нижнего слоя 2 со стороны уже начатого обрушения налегающей толщи пород. Это обеспечивает постоянное закрытие торца камер нижнего слоя 2 при выпуске и погрузке отбитой руды 12, самоопускающейся под весом налегающей обрушенной породы 13, и исключает появление ударной воздушной волны, создавая безопасные условия работы. Для уменьшения разубоживания руды 12 обрушенной породой 13 фронту работ придают ступенчатую форму расположения. Чтобы исключить зависание кровли на больших площадях производят ее принудительную посадку,например, путем бурения в кровлю наклонных скважин через целики 6 и совместной их отбойки. Для улучшения условий проветривания используют узкие вентиляционные сбойки 7 между камерами и вентиляторы местного проветривания. Для обеспечения высокой производительности добычи отработку камер в нижнем слое 2 и последующую совместную выемку среднего слоя 3 и междукамерных ленточных целиков 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние не менее суммарной ширины камеры и двух целиков. Пример. Наклонную рудную залежь мощностью 25 м с углом наклона 30 делят по площади на панели и по высоте на слои. Высота верхнего слоя 1 равна 8 м, нижнего 2-6 м, среднего 3-11 м. Сначала проходят оконтуривающие панель подготовительные выработки - доставочные 4 и вентиляционные 5 - сечением 23,4 м 2 в верхнем слое 1 и отрабатывают его камерами шириной 12 м со шпуровой отбойкой и оформлением междукамерных ленточных целиков 6 шириной 8 м с вентиляционными сбойками 7 через 40 м. Ширину камер и междукамерных целиков 6 определяют расчетом, исходя из физико-механических свойств горных пород (прочность на сжатие, давление веса горных пород и др.). Слабоустойчивые породы(алевролиты, аргиллиты и т.п.) кровли камер крепят штанговой крепью 8 и набрызгбетоном. Для бурения горизонтальных шпуров используют буровые каретки Параматик, Аксера, для погрузки отбитой руды-погрузчики 980, для 3 23028 доставки руды-автосамосвалы -40, для установки штанговой крепи-Роболт,для возведения набрызгбетонного покрытия Спраймек-7110 С. Во время проходки подготовительных выработок 4, 5 в верхнем слое 1 или во время его отработки проходят подготовительные выработки 4, 5 сечением 23,4 м 2 в нижнем слое 2. После завершения подготовительных работ отрабатывают нижний слой 2 камерами шириной 12 м со шпуровой отбойкой и оформлением междукамерных ленточных целиков 6 шириной 8 м, расположенных соосно с междукамерными ленточными целиками 6 в верхнем слое 1. По мере окончания отработки камер нижнего слоя 2 из их выработанного пространства обуривают параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин 9 диаметром 89 мм средний слой 3 и междукамерные ленточные целики 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях, создавая обуренный запас руды, готовый к взрыванию. Для бурения скважин 9 используют станки -7-7. Совместную выемку среднего слоя 3 на ширину камеры и ленточных целиков 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях начинают с проходки отрезного восстающего 10 сечением 5 м 2 в среднем слое 3 и образования из него отрезной щели 11 шириной 2,2 м в конце каждой камеры нижнего слоя 2. Отбойку производят за один прием из выработанного пространства камер нижнего слоя 2 со стороны уже начатого обрушения налегающей толщи пород. Это обеспечивает постоянное закрытие торца камер нижнего слоя 2 при выпуске и погрузке отбитой руды 12, самоопускающейся под весом налегающей обрушенной породы 13, и исключает появление ударной воздушной волны,создавая безопасные условия работы. Для уменьшения разубоживания руды 12 обрушенной породой 13 фронту работ придают ступенчатую форму расположения, смещая забои в соседних камерах нижнего слоя 2 на 20-25 м. Чтобы исключить зависание кровли на больших площадях производят ее принудительную посадку путем бурения в кровлю наклонных скважин через целики 6 и совместной их отбойки. Для улучшения условий проветривания используют вентиляционные сбойки 7 шириной 6 м между камерами и вентиляторы местного проветривания типа 10-300 фирмы Корфманн. Для обеспечения высокой производительности добычи отработку камер в нижнем слое 2 и последующую совместную выемку среднего слоя 3 и междукамерных ленточных целиков 6 в верхнем 1 и нижнем 2 слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на расстояние не менее 28 м. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективности отработки мощных рудных залежей за счет повышения безопасности работ и производительности добычи руды и уменьшения затрат. Годовая производительность панели увеличивается до 600 тыс.т руды. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разработки мощных рудных залежей,включающий разделение залежи на слои,проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков, последующую совместную выемку междукамерных целиков и среднего слоя с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных и наклонных скважин из выработанного пространства камер нижнего слоя,обрушение налегающей толщи пород, отбойку,выпуск и погрузку руды с торцов камер нижнего слоя в зажиме обрушенных пород, отличающийся тем, что междукамерные целики в верхнем и нижнем слоях отрабатывают совместно со средним слоем из выработанного пространства камер нижнего слоя с обрушением налегающей толщи пород. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку камер в нижнем слое и совместную выемку среднего слоя и междукамерных целиков в верхнем и нижнем слоях с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние не менее суммарной ширины камеры и двух целиков.