Способ разработки мощных пологопадающих залежей крепких руд

(51) 21 41/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ налегающей толщи пород, затем под средним слоем производят отработку нижнего слоя с оставлением междукамерных ленточных целиков, после чего из выработанного пространства камер производят совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин, причем отбойку, выпуск и погрузку руды производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород. Проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях осуществляют одновременно. Отработку камер в верхнем слое и последующую выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. Отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных ленточных целиков под обрушенными породами ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. Отработку верхнего слоя с последующей выемкой междукамерных целиков и обрушением налегающей толщи пород при большой мощности среднего слоя ведут одновременно с отработкой нижнего слоя.(72) Алипбергенов Махмут Касланович Имангалиев Асер Имангалиевич Куанышбайулы Серик(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Корпорация Казахмыс(54) СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ ПОЛОГОПАДАЮЩИХ ЗАЛЕЖЕЙ КРЕПКИХ РУД(57) Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных пологопадающих залежей крепких руд. Использование изобретения позволит уменьшить затраты и повысить интенсивность при отработке мощных пологопадающих залежей. Способ включает разделение залежи на горизонтальные слои,проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков,последующую выемку целиков в верхнем слое с обрушением налегающей толщи пород и среднего слоя и целиков в нижнем слое под обрушенными породами. Сначала производят отработку верхнего слоя и выемку междукамерных целиков с обрушением 21018 Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных пологопадающих залежей крепких руд. Известен способ разработки мощных залежей,включающий очистную выемку камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков несколькими горизонтальными слоями и последующую отработку целиков из открытого выработанного пространства с обрушением налегающей толщи пород. (Технологическая инструкция по применению камерно-столбовой системы разработки с оставлением круглых целиков на рудниках Джезказганского ГМК. Минцветмет Каз.ССР, Джезказганский ГМК, Джезказган, 1985,с.21-23. Технологическая инструкция по повторной разработке Жезказганского месторождения с обрушением налегающей толщи пород. АО Корпорация Казахмыс, Жезказганский ГМК,Научно-исследовательский центр, Жезказганский проектный институт, Жезказган, 2004, с.21-23). Недостатками известного способа являются большие затраты на добычу руды и низкая интенсивность отработки, обусловленные тем, что- в процессе отработки образуется открытое выработанное пространство большой высоты,поэтому для оборки кровли камер и целиков от заколов и приведения их в безопасное состояние необходимо использовать специальные самоходные полки- для исключения зависаний толщи пород в зоне отработанных целиков и создания безопасных условий необходимо производить принудительное обрушение налегающей толщи пород путем бурения скважин в кровлю и их отбойки- для уборки руды под неподдерживаемой целиками кровлей необходимо использовать дорогостоящее оборудование с дистанционным управлением- горнорабочие находятся в открытом выработанном пространстве на границе очистной выемки целиков и обрушения налегающей толщи пород,где происходит интенсивное заколообразование и отслоение от еще не стабилизировавшегося горного давления и могут возникнуть ударные воздушные волны, опасные для работающих. Ближайшим аналогом является способ разработки мощных пологопадающих залежей крепких руд, включающий отработку верхнего и нижнего слоев камерно-столбовой системой с оставлением междукамерных круглых или прямоугольных целиков и рудного моста(среднего слоя), последующую выемку целиков в верхнем слое с обрушением налегающей толщи пород, отбойку рудного моста (среднего слоя) веерами горизонтальных скважин с магазинированием руды в выработанном пространстве камер нижнего слоя и отбойку скважинами междукамерных целиков нижнего слоя из полевых выработок с образованием воронок для выпуска руды. (Технологическая инструкция по повторной разработке Жезказганского 2 месторождения с обрушением налегающей толщи пород. АО Корпорация Казахмыс, Жезказганский горно-металлургический комбинат,Научноисследовательский центр, Жезказганский проектный институт, Жезказган, 2004, с.63-64). Недостатками известного способа являются большие затраты на добычу руды и низкая интенсивность отработки из-за- необходимости проведения большого объема подготовительных выработок по породе для повторного извлечения запасов в рудном мосту- большого разубоживания руды (до 35-40),происходящего при площадном выпуске руды из воронок, расположенных под обрушенной толщей пород- необходимости 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. Задачей изобретения является уменьшение затрат и повышение интенсивности отработки мощных пологопадающих залежей крепких руд. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности отработки,сокращение удельного объема горнопроходческих работ, снижение потерь и разубоживания руды. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе разработки мощных пологопадающих залежей крепких руд,включающем разделение залежи на горизонтальные слои, проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков, последующую выемку целиков в верхнем слое с обрушением налегающей толщи пород и среднего слоя и целиков в нижнем слое под обрушенными породами, сначала производят отработку верхнего слоя и выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород,затем под средним слоем производят отработку нижнего слоя с оставлением междукамерных ленточных целиков, после чего из выработанного пространства камер производят совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин,причем отбойку, выпуск и погрузку руды производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород. Кроме того, проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях осуществляют одновременно- отработку камер в верхнем слое и последующую выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и 21018 междукамерных ленточных целиков под обрушенными породами ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку верхнего слоя с последующей выемкой междукамерных целиков и обрушением налегающей толщи пород при большой мощности среднего слоя ведут одновременно с отработкой нижнего слоя. За счет того, что сначала отрабатывают верхний слой с обрушением налегающей толщи пород, затем под средним слоем производят отработку нижнего слоя с оставлением ленточных целиков и из выработанного пространства камер производят совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин, междукамерные целики и средний слой отрабатывают из открытого выработанного пространства, исключая проходку подготовительных выработок по породе. Основные процессы очистной выемки (отбойку, погрузку,доставку) в верхнем и нижнем слоях руды производят в камерах небольшой высоты, кровля которых легко доступна для осмотра и оборки от заколов. Так как отбойку, выпуск и погрузку руды среднего слоя и междукамерных ленточных целиков нижнего слоя производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород, обеспечивается постоянное закрытие торцов камер,что исключает возникновение ударной воздушной волны. За счет того, что проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях осуществляют одновременно- отработку камер в верхнем слое и последующую выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных ленточных целиков под обрушенными породами ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку верхнего слоя с последующей выемкой междукамерных целиков и обрушением налегающей толщи пород при большой мощности среднего слоя ведут одновременно с отработкой нижнего слоя сокращается время отработки панели,повышается производительность добычи. Таким образом, обеспечивается снижение затрат и повышение интенсивности работ. Сопоставительный анализ заявляемого решения с ближайшим аналогом показывает, что заявляемый способ разработки мощных пологопадающих залежей крепких руд отличается от известного тем,что сначала производят отработку верхнего слоя и выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород, затем под средним слоем производят отработку нижнего слоя с оставлением междукамерных ленточных целиков, после чего из выработанного пространства камер производят совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин, причем отбойку, выпуск и погрузку руды производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород. Кроме того, проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях осуществляют одновременно- отработку камер в верхнем слое и последующую выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных ленточных целиков под обрушенными породами ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку верхнего слоя с последующей выемкой междукамерных целиков и обрушением налегающей толщи пород при большой мощности среднего слоя ведут одновременно с отработкой нижнего слоя. Заявляемый способ разработки поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена стадия завершения отработки камерных запасов верхнего слоя на фиг.2 - стадия выемки междукамерных целиков в верхнем слое с обрушением налегающей толщи пород на фиг.3 - стадия отработки нижнего слоя с оставлением междукамерных ленточных целиков на фиг.4 - стадия совместной отработки среднего слоя и ленточных целиков со скважинной отбойкой на фиг.5 - разрез А-А по фиг.4 на фиг.6 разрез Б-Б по фиг.5. Способ осуществляется следующим образом. Мощную пологопадающую залежь делят по площади на панели и по высоте на горизонтальные слои. Высота верхнего слоя 1 равна не более 8 м,нижнего 2-6 м, среднего 3 до 20-25 м. Высоту слоев определяют исходя из возможностей имеющихся типов серийно выпускаемых самоходных установок для бурения горизонтальных шпуров, установки штанговой крепи и возведении набрызгбетонного покрытия (Параматик, Аксера, Роболт,Спреймек-7110 РС). Для бурения вертикальных скважин на глубину до 25 м применяют станки типа Соло-7-7. Сначала проходят подготовительные выработки и отрабатывают верхний слой 1 руды высотой 6-8 м камерно-столбовой системой со шпуровой отбойкой и оформлением междукамерных круглых целиков 4. Слабоустойчивые породы (алевролиты, аргиллиты и т.п.) кровли камер 5 крепят штанговой крепью 6 и набрызгбетоном. Ширину камер 5 и междукамерных целиков 4 определяют расчетом, исходя из физикомеханических свойств горных пород (прочность на сжатие, давление веса горных пород и др.). Затем отрабатывают целики 4 из открытого выработанного пространства с обрушением налегающей толщи пород 7. При этом самообрушение кровли инициируется отбойкой целиков 4. Чтобы исключить сдвижение кровли при необходимости производят ее принудительную посадку, например,бурение в кровлю наклонных скважин через целики 3 21018 4 и совместную их отбойку. Площадь кровли над целиками 4, которая подлежит принудительному обрушению, определяют в зависимости от состояния и типа налегающих пород. Во время проходки подготовительных выработок в верхнем слое 1 или во время отработки верхнего слоя 1 производят подготовку нижнего слоя 2 руды оконтуривающими панель доставочными 8 и вентиляционными 9 выработками. После завершения подготовительных работ в нижнем слое 2 и обрушения налегающей толщи пород 7 в верхнем слое 1 начинают очистную выемку нижнего слоя 2 высотой 6 м со шпуровой отбойкой из открытого выработанного пространства подсечными камерами 10 с оставлением междукамерных ленточных целиков 11. Ширину камер 10 по расчету принимают равной 12 м, а целиков 11 - 8 м. Очистную выемку нижнего слоя 2 начинают с обуривания отрезной щели в конце каждой камеры 10 со стороны, противоположной к доставочной выработке 8. При отбойке руды торцам смежных камер 10 в плане придают ступенчатую форму расположения. Это в определенной степени позволяет уменьшить разубоживание руды 12 обрушенной породой 7. По мере окончания очистной выемки подсечных камер 10 из них обуривают параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин 13 средний слой 3 руды и ленточные целики 11 и создают обуренный запас руды, готовый к взрыванию, для обеспечения интенсивности добычи руды. Совместную отбойку среднего слоя 3 на ширину камеры 10 и ленточного целика 11 производят за один прием из камеры 10. Отбойка среднего слоя 3 на ширину камеры 10 одновременно с примыкающим ленточным целиком 11 со стороны уже начатого обрушения налегающей толщи пород 7 на определенный шаг обеспечивает постоянное закрытие торца камеры 10 при выпускепогрузке отбитой руды 12, самоопускающейся под весом налегающей обрушенной массы породы 7. Это исключает появление ударной воздушной волны. Для улучшения условий проветривания используют узкие сбойки 14 между камерами 10 и местные вентиляторы 15. Для обеспечения высокой производительности добычи- проведение подготовительных выработок в верхнем 1 и нижнем 2 слоях осуществляют одновременно- отработку камер 5 в верхнем слое 1 и последующую выемку междукамерных целиков 4 с обрушением налегающей толщи пород 7 ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку камер 10 в нижнем слое 2 и последующую совместную выемку среднего слоя 3 и междукамерных ленточных целиков 11 под обрушенными породами 7 ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние- отработку верхнего слоя 1 с последующей выемкой междукамерных целиков 4 и обрушением налегающей толщи пород 7 при большой мощности среднего слоя 3 и отсутствии влияния динамического удара самообрушающейся толщи пород 7 на устойчивость междукамерных ленточных целиков 11 в нижнем слое 2 ведут одновременно с отработкой нижнего слоя 2. Предлагаемый способ позволяет уменьшить затраты и повысить интенсивность работ при отработке мощных пологопадающих залежей. Годовая производительность панели увеличивается до 400-500 тыс.т руды, удельный объем горнопроходческих работ сокращается до 10-20 м 3/1000 т добычи руды, потери и разубоживание снижаются соответственно до 8-10 и 10-15. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разработки мощных пологопадающих залежей крепких руд, включающий разделение залежи на горизонтальные слои, проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях, отработку их камерами со шпуровой отбойкой с оставлением междукамерных целиков,последующую выемку целиков в верхнем слое с обрушением налегающей толщи пород и среднего слоя и целиков в нижнем слое под обрушенными породами, отличающийся тем, что сначала производят отработку верхнего слоя и выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород, затем под средним слоем производят отработку нижнего слоя с оставлением междукамерных ленточных целиков, после чего из выработанного пространства камер производят совместную выемку среднего слоя и ленточных целиков с обуриванием их параллельными рядами восходящих вертикальных параллельных и наклонных скважин, причем отбойку, выпуск и погрузку руды производят с торцов камер в зажиме обрушенных пород. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что проведение подготовительных выработок в верхнем и нижнем слоях осуществляют одновременно. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку камер в верхнем слое и последующую выемку междукамерных целиков с обрушением налегающей толщи пород ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку камер в нижнем слое и последующую совместную выемку среднего слоя и междукамерных ленточных целиков под обрушенными породами ведут одновременно с отставанием на безопасное расстояние. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку верхнего слоя с последующей выемкой междукамерных целиков и обрушением налегающей толщи пород при большой мощности среднего слоя ведут одновременно с отработкой нижнего слоя.