Способ возведения искусственного днища блока при обработке слабоустойчивых рудных залежей на больших глубинах

(51) 21 41/16 (2006.01) 21 41/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ с креплением из спецпрофиля СВП-22. Затем на расстоянии равном оптимальной ширине штрека скреперования (2,0 м), параллельно проходится выработка второй очереди, с аналогичными приемами крепления дополнительно заполняя бетоном. На расстоянии с интервалами 16,5 м оставляются ниши шириной 2,0 м для выпуска руды. Следующим этапом работ является проходка и проведение всех необходимых технологических операций по креплению и заполнению бетоном выработки третьей очереди , размеры которой, в частности, ширина определяется суммарной шириной выработок ,иочередей. Заключительным этапом работ по способу создания искусственного днища является проходка выработкиочереди или непосредственно штрека скреперования. Проходка этой выработки позволяет сохранить сплошность массива. Способ создания искусственного днища блока из монолитного быстротвердеющего бетона с использованием податливых металлических крепей СВП-22, СВП-27 рекомендуется к применению в выработках, расположенных в массиве под зоной обрушений, что обеспечивает их устойчивость и ритмичность очистных работ.(72) Жеребко Леонид Никитович Джангулова Гульнар Кабатаевна Пивоварова Лариса Михаиловна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт горного дела им. Д.А. Кунаева Республиканского государственного предприятия Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан(на праве хозяйственного ведения) Комитета промышленности Министерства индустрии и новых технологий Республики Казахстан(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ ИСКУССТВЕННОГО ДНИЩА БЛОКА ПРИ ОБРАБОТКЕ СЛАБОУСТОЙЧИВЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ НА БОЛЬШИХ ГЛУБИНАХ(57) В предлагаемом способе проходка выработок производится в 4 этапа. В первую очередь ведется проходка вспомогательной выработки шириной 2,0 м Изобретение относится к области горного дела,преимущественно к разработке глубоких горизонтов мощных рудных месторождений с неустойчивыми рудами и вмещающими породами склонными к самообрушению. Известен способ возведения днища блока,включающий проведение выработок доставки, дучек с заходками и приемными окнами, расположенных в шахматном порядке на расстоянии друг от друга,обусловленном прочностью рудного массива между дучками, бурение скважин вокруг дучек по кольцевым окружностям и взрывание их короткозамедленным способом с образованием воронки выпуска (А.с. 386139 СССР, Кл. Е 21 С 41/06, 1971). Такой способ возведения днища имеет существенный недостаток - большой объем нарезных выработок за счет проходки дучек и необходимых буровых выработок выше воронок для образования подсечки блока, что в целом, помимо излишних затрат, повышает изрезанность днища и,тем самым, снижает его прочность, а в дучках образуются частые зависания руды при ее выпуске,ликвидация которых является трудоемкой и небезопасной операцией,требующей дополнительного расхода ВВ. Одновременно с проходкой дучек возрастает высота днища и вместе с ней увеличиваются конструктивные потери руды. Известен способ возведения днища блока,включающий проведение выработок доставки,наклонных выпускных ниш, образование буровых камер в их торце, обуривание рудного массива из буровых камер и доставочных выработок и их взрывание(Байконуров О.А.,Рыков А.Т. Совершенствование днищ блоков на рудниках М. Недра, 1977, с.98-100) Недостатками способа являются проведение большого объема проходческих работ в днище,повышенная его изрезанность и резкое снижение прочности. Оформление буровых камер с обнажением кровли до 8 м 2 в случае весьма слабой устойчивости пород создает повышенную опасность в процессе их проходки и последующего разбуривания массива. Известен способ возведения днища блока,включающий последовательное проведение откаточных и доставочных выработок, заходок и образование выпускных воронок. (Терпогосов З.А. Основание блоков и технология выпуска руды. -М. Недра, 1977, с.30). Однако использование данного способа также снижает прочность днища и устойчивость выпускных и доставочных выработок. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по сущности и достигаемому техническому решению является способ возведения днища блока в бетонном массиве,создаваемая после отработки нижней части блока горизонтальными слоями с закладкой, а подсечка рудного массива, выпуск и погрузка руды осуществляется системой этажного самообрушения. независимости Казахстана.иочереди строительства. Вскрытие и отработка горизонтов плюс 240 - минус 560 м. Усть-Каменогорск Казгипроцветмет, 2002 ., с.31-33) Недостатком варианта является технологическая сложность и небезопасность реализации системы с выполнением закладочных работ, предполагающая создания недопустимых обнажений в условиях отработки месторождений с весьма низкой устойчивостью массива. Кроме этого, данный вариант является экономически высоко затратным требующий больших материальных расходов. Задачей изобретения является возведения искусственных днищ, способных противостоять действующим нагрузкам, превышающим несущую способность металлических крепей различных модификаций и схем возведения. Технический результат - снижение величины горного давления путем повышения сопротивления монолитной полосы из быстротвердеющего бетона и металла. Это достигается тем, что в предлагаемом способе первоначально проходится вспомогательная выработка первой очереди(фиг.1) шириной 2,0 м с креплением из спецпрофиля СВП-22. По окончанию проходки производится заполнение выработки бетонной смесью, соответствующей расчетным данным прочностью. Затем на расстоянии равном оптимальной ширине штрека скреперования, в рассматриваемом варианте на расстоянии 2,0 м, параллельно проходится выработка второй очередис аналогичными приемами крепления и заполнения бетоном. При заполнении бетоном выработокиочереди на расстоянии с интервалами 16,5 м оставляются ниши шириной 2,0 м для выпуска руды. Следующим этапом работ является проходка и проведение всех необходимых технологических операций по креплению и заполнению бетоном выработки третьей очереди , размеры которой, в частности, ширина определяется суммарной шириной выработок ,иочередей. В итоге, этот параметр составляет величину 6,0 м. Одним из обязательных условий для выработкиочереди является необходимость в процессе проходки или в период заполнения бетоном проводить тщательную зачистку почвы над выработкамииочередей для обеспечения наиболее полного контакта с бетонным массивом этих выработок и создания монолитности конструктивного способа днища. Необходимо отметить,что принятая технологическая схема подготовки выработок , , а в последующем и -ей очередей, имеет определенный геомеханический смысл, который заключается в следующем - до начала заполнения выработок бетонной смесью в массиве реализуется процесс деформирования,воспринимаемый податливой металлической крепью. В результате чего, на сооружаемое бетонное основание в значительной мере снижается влияние неупругой составляющей деформаций, формирующейся вокруг выработок. Заключительным этапом работ по способу создания искусственного днища является проходка выработкиочереди или непосредственно штрека скреперования. При проходке этой выработки сохраняется сплошность окружающего бетонного массива. При проходке горизонтальных выработок в окружающем массиве, со стороны кровли и боковых стенок формируется зона неупругих деформаций с остаточной прочностью пород массива близкой к нулю. Из чего можно предположить, что массив при проходке выработкиочереди имеет низкую прочность и для его окончательного разрушения достаточно небольшое количество взрывчатого вещества,при этом,составляя паспорт буровзрывных работ (БВР) периферийные шпуры необходимо располагать на достаточном удалении от границы контакта рудного и бетонного массивов. Таким образом, в результате проведения полного комплекса технологических работ по сооружению искусственного днища создается мощное бетонное перекрытие для основной доставочной выработки скреперования. В полученном способе создания днища, бетонный массив выработкиочереди выполняет роль надштрекового целика, а бетонные полосы выработокиочередей играют роль опор всего комплекса сооружений и налегающей толщи пород. Сам же штрек скреперования, располагаясь внутри бетонного массива,не требует дополнительного крепления. Кровлю штрека перед бетонированием выработкиочереди на ее почве,над штреком скреперования,укладывается металлическое перекрытие с сеткой, которое в последующем выполняет роль арматуры и предохраняет от возможных негативных последствий. Основными элементами днища,воспринимающими нагрузку вышележащей толщи пород, являются бетонные полосы создаваемые в выработкахиочередей. Для определения их несущей способности проведены аналитические расчеты, с учетом динамики развития очистных работ в камере и нарастанием нагрузок на выработки днища блока. Сущность изобретения поясняется чертежами,где на фигуре 1 показана схема способа проходки вспомогательных и основной выработок и порядок возведения бетонной крепи, на фиг.2-в разрезе по линии В-В. Таким образом, одним из достоинств данного способа возведения днища является устойчивость выработок в соответствии с развивающимся горным давлением и динамическими нагрузками,вызываемыми взрывными работами при отбойке,вторичном дроблении и ликвидации зависаний руды. В слабых или сильно трещиноватых породах применяют различные виды крепления выработок,однако роль крепи в большей степени заключается не в их грузонесущей способности, которая незначительна,а в торможении процесса разрушения массива вокруг выработок днища. На отдельных рудниках Кривбасса давление обрушенных пород достигает 700-800 т/м 2, в то время как удельная реактивная способность металлической податливой крепи СВП-28 при ее установке через 0,5 м равна 37-42 т/м 2, что составляет всего 5-7 от давления обрушенных пород на днище. Необходимо применять такую крепь, которая уже в самом начале подготовки днища работает как единый конструктивный способ днище-крепь. Наибольшую устойчивость выработок днища обеспечивает монолитная крепь из быстротвердеющего бетона. Все это позволит повысить безаварийность и безопасность эксплуатации горных выработок,уменьшить затраты на их поддержание и исключить затраты на дорогостоящие закладочные работы. Данный способ разработан к хромитовым рудам Миллионное и Алмаз-Жемчужина с запасами более 230 млн. т, залегающих на глубине 800-1200 м(АО Донской ГОК, Казахстан), и может быть применен при разработке рудных месторождений Республики Казахстан с аналогичными горногеологическими условиями. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ возведения искусственного днища блока из монолитного быстротвердеющего бетона с использованием податливых металлических крепей СВП-22, СВП-27 отличающийся тем, что проходят вспомогательную выработку первой очереди,закрепляют в ней металлическую крепь и заполняют бетонной смесью расчетной прочности, затем на расстоянии равным оптимальной ширине штрека скреперования параллельно проводят вспомогательную выработку второй очереди,которую также закрепляют металлической крепью с заполнением бетоном необходимой прочности,после чего оформляют основную выработку третьей очереди, ширина которой равна сумме ширины вспомогательных выработок , , иочередей,закрепляют ее металлической крепью, на почву укладывают арматурное перекрытие в виде сетки из металла и заполняют бетоном, в заключении проходят вспомогательную выработку четвертой очереди с закреплением ее металлической крепью и заполнением бетонной смесью.