Спосіб відроблення крутопадаючих рудних тіл малої та середньої потужності

Способ отработки крутопадающих руд ных тел малой и средней мощности, включа ющий подготовку этажей и подэтажей проведением этажных и подэтажных штре ков, отбойку руды в блоке заходками на вы соту подэтажа с формированием рудного подэтажного штрека, уборку отбитой руды из очистного забоя подэтажа, частичное магазинирование отбитой руды и закладку вы работанного пространства нижележащего подэтажа породой от проходки штрека, отли ч а ю щ и й с я тем. что отбойку руды начинают с формирования на контакте с вмещающ ими по род ами на выс оту п од эт аж а дополнительной обнаженной поверхности на наиболее слабом участке рудного тела образованием щели с опережением по отношению к подэтажному штреку, который проходят следом за подаиганием забоя щели и очистного забоя подэтажа, частичное магазинирование отбитой руды осуществляют в выработанном пространстве щели, затем выпуск замэганизированной руды осуществляют из щели в пределах очередной зэходки и отбойку руды производят на дополнительную обнаженную поверхность, причем образование щели производят взрыванием пэрносближенных шпуровых зарядов, а под этажного штрека -- расширением щели от образованной обнаженной поверхности до противоположного контакта руды с породой, закладку выработанного пространства отрабатываемого подэтажа осуществпнют на временную подпорную стенку, которую образуют при очистной отбойке руды и которую разрушают по мере набора прочности материала закладки. о CN Изобретение относится к горному делу и может быть наиболее эффективно использовано при отработке малой и средней мощности рудных тел и жильных месторождений. Известен способ разработки маломощных крутопадэющих жил (1), включающий подэтажную отбойку руды в блоке с доставкой отбитой руды по подэтажным штрекам скреперной лебедкой, формирование подэтажного штрека путем подрывки вмещаю щих пород на обнаженную боковую поверхность очистного забоя с заполнением выработанного пространства этими породами. Применение известного способа для отработки жил мощностью ? Й более метров приведет к необходимости заполнять все выработанное пространство в блоке подрываемыми породами, которые добывают при формировании подэтзжных штреков, С увеличением отрабатываемой мощности рудно 9906 го тела и высоты подэтажа необходимо увеличивать сечение подэтажного штрека, из-за чего возникают проблемы с поддержанием устойчивости стен выработки в подэтажном штрекэ и необходимостью 5 возведения экрана из песчано-цементного раствора ча каждом подэтаже. Наиболее близким к объекту изобретения яоляется способ отработки крутопадающих рудных тел малой и средней мощности 10 (2). включающий подготовку этажей и подэтажей проведением этажных и подэтажных штреков, отбойку руды в блоке заходками на высоту подэтажа с формированием рудного подзтажного штрека, уборку отбитой руды 15 из очистного забоя подэтажа, частичное магазинирование отбитой руды и закладку выработанного пространства нижележащего подэтажа породой от проходки штрека. Отбойку руды производят слоями после проход- 20 ки соответствующего участка доставочной выработки вышележащего подэтажа с наклоном слоев D сторону рудного массива под углом к откосу закладки. Выпуск отбитой руды производят в торец доставочной выра- 25 ботки под образованным породным козырьком. Недостатками указанного способа явля ются следующие. Невозможность образова ния третьей обнаженной плоскости в 30 процессе подготовки блока к эксплуатации, что обусловливает увеличение энергоемкости разрушения руды и пород, а также снижение производительности труда и увеличение по терь металла а недрах. Отбойку руды в подэта- 35 же производят на две обнаженные плоскости с прихватом вмещающих пород вследствие воздействия энергии взрыва на отбиваемую руду и массив в относительно малом очист ном пространстве (2-4 м). Высокий объем 40 добываемых пород для закладки выработан ного пространства, до 70% от объемов добы ваемой руды в блоке, из них до 30% пород добывается в проходческом забое с одной обнаженной плоскостью 45 Задачей изобретения является усовершенствование способа отработки крутопадающих рудных тел малой и средней мощности за счет обеспечения возможности 50 образования третьей обнаженной плоскости в процессе подготовки блока к эксплуатации, что обусловливает сокращение энергоемкости разрушения руды и пород, а также повышение производительности тру- 55 да и сокращение потерь металла в недрах. Поставленная задача решается тем, что в способе отработки крутопадающих рудных тел малой и средней мощности, включающем подготовку этажей и подэтажей прове дением этажных и подэтэжных штреков, отбойку руды в блоке заходками на высоту подэтажа с формированием рудного подэтажного штрека, уборку отбитой руды из очистного забоя подэтажа, частичное магазинирование отбитой руды и закладку выработанного пространства нижележащего подэтажа породой ог проходки штрека, согласно изобретению, отбойку руды начинают с формирования на контакте с вмещающими породами на высоту подэтажа дополнительной обнаженной поверхности на наиболее слабом участке рудного тела образованием щели с опережением по отношению к подэтажмому штреку, который проходят следом з..» подвиганием забоя щели и очистного забоя подэтажа, частичное мзгазинирование отбитой руды осуществляют в выработанном пространстве щели, затем выпуск зэмагазинированной руды осуществляют из щели о пределах очередной заходки и отбойку руды производят на дополнительную обнаженную поверхность, причем образование щели производят взрыванием парносближенных шпуровых зарядов, а подэтажного штрека - расширением щели от образованной обнаженной поверхности до противоположного контакта руды с породой, закладку выработанного пространство отрабатываемого подэтажа осуществляют на временную подпорную стенку, которую образуют при очистной отбойке руды и которую разрушают по мере набора прочности материала закладки. Способ позволяет вести отбойку руды в блоке в две очереди, при этом первая очередь предусматривает отбойку руды с двумя обнаженными плоскостями на узком и наиболее слабом участке рудного массива, а вторая - на три обнаженные плоскости. Кроме того, одновременно с добычей руды первой очереди осуществляют подготовку для высокопроизводительной добычи руды второй очереди за счет расширения забоя в верхнем участке до поперечных размеров выработки подэтажного штрека. Отбиваемую руду из формируемой подэтажной выработки перепускают в межподэтажное пространство для магазинирования, а остальную часть - на подошву нижнего подэтажного штрека для уборки и выдачи ее из блока. В процессе формирования откаточного горизонта породу доставляют по кратчайшему пути из забоя в выработанное пространство для закладки, которую уплотняют в процессе очистной отбойки. Это позволит сократить энергоемкость отбойки руды и пород, повысить производительность труда и сократить потери металла в недрах. 9906 Сущность изобретения поясняется чер тежами, где на фиг. 1 показан общий вид подготавливаемого к отработке блока, вер тикальный разрез по плоскости рудного те ла; 5 на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А фиг. 1 подготавливаемого к отработке блока; на фиг. 3 - элемент отрабатываемого блока о плане в начальный период с образованием третьей обнаженной плоскости на 10 участке подэтажа и формирование подэтажного штрека; на фиг. 4 - поперечный разрез по Б-Б фиг. 3; на фиг. 5 - то же, по В-В фиг. 3: , 15 на фиг. 6 - то же, по Г-Г фиг. 3; на фиг. 7 - показано положение очистного забоя второй очереди в нижнем подэтаже перед отбойкой руды начальной заходки; на фиг. 8 -- поперечный разрез по Д-Д 20 фиг. 7 элемента очистного забоя перед отбойкой руды второй очереди; на фиг, 9 - тот же забой перед возведе нием породной закладки в нижнем подэта же: 25 на фиг. 10 - тот же забой в процессе заполнения выработанного медподэтажного пространства закладкой; на фиг. 11 - горизонтальный разрез по Е-Е фиг 10 очистного забоя с показом забоя 30 полевого достзвочного штрека; на фиг. 12 - процесс возведения закладки в нижнем подэтаже и подготовка к отбойке руды второй очереди, на фиг. 13* разрез по К-К фиг 12 горных 35 работ по проходимому полевому доставочному штреку и рудному подэтзжному штреку; на фиг. 14 - положение горных работ в момент завершения возведения закладки в 40 нижнем подэтаже и начало очистной добычи на участке второго подэтажа; на фиг. 15 - завершение очистных работ в блоке первой очереди; на фиг. 16 - поперечный разрез по Л-Л 45 фиг, 15 блока в завершающий период образования третьей обнаженной плоскости с формированием подэтажных штреков; на фиг, 17 - отработка блока второй очереди с перепуском отбитой руды на горизонт 50 доставки; на фиг, 1Э - то же самое в период доработки блока; на фиг. 19 - блок отработан полностью. Способ осуществляют следующим обра- 55 зом. Первоначально производят подготовку блока к очистной добыче, включающей проходку рудного штрека 1 на нижнем этаже по рудному телу 2. Расстояние между нижним 1 и верхним 3 этажными штреками выбирают согласно расчету устойчивости обнажений выработ анного пространс тва для рассматриваемых условий. Например, для устойчивых вмещающих пород высота этажа может быть принята равной 50-70 м, для весьма устойчивых (многолетнемерзлых прочных) пород высота этажа может быть увеличена до 100-120 м. В породах трещиноватых, неустойчивых, высота этажа может быть принята равной 10-20 м. т.е. высоте одного - двух слоев подэтажей (фиг. 1, 2). Таким образом, пройдя рудный штрек 1 на проектном горизонте до границы блока по простиранию (для самоходной техники длина блока может составить до 400 м), приступают к образованию третьей обнаженной плоскости на высоту подэтажа с формированием подэтажного штрека 4 (фиг. 3- 6). Для этого первоначально отбивают руду на наиболее слабом участке рудного тела, например, когда этот участок залегает на контакте с висячим боком пород, то его обуривают восходящими парносближенными шпурами 5, которые заряжают и взрывают, а в случае залегания ослабленного участка руды в центральной зоне или на контакте с лежачим боком пород эти шпуры бурят и взрывают в этой зоне. На образованную полость 6 производят дополнительную отбойку шпуроеыми зарядами 7, которые увеличивают высоту образуемой третьей обнаженной плоскости и за счет перепуска отбитой руды через эту полость с частичным маганизированием 8 образуют подэтажную выработку 4 (фиг. 36). Отработав таким способом нижний подэт аж д о гр ан ицы 9 бл о ка, обр аз ую т восстающим 10 с ходовым отделением (фиг. 7), обеспечивающий вентиляцию по подэтажу и запасной выход из забоя. В процессе формирования подэтажа (отработка первой очереди) вентиляцию забоя подэтажа осуществляют через образуемое пространство 6 между забоем 7 и поверхностью замзгазинированной руды 8. Свежая струя поступает по этажному штреку в забой, далее по подэтажному штреку до вентиляционного восстающего, который пройден в зоне спирального сьезда, тем самым обеспечивая безопасные условия отработки руды первой очереди. Отработку руды второй очереди в нижнем подэтаже начинают с выпуска замагазинироваиной руды 8 из межподэтажного пространства 11 на участке первой заходки (8-20 м)(фиг. 7, 8). Восходящими шпурами 12 обуривают руду межподэтажного слоя (фиг. 7, 8) и отбивают на подошву этажного штрека 1, где ее убирают и выдают на поверхность. В образованное выработанное пространство 13 (фиг. 9) доставляют пород 9906 ную закладку 14 (фиг. 10), которую добывают в проходческом забое 15, образуя полевую доставочную выработку 16 с заездами 17 (фиг. 11, 13). В процессе заполнения выработанного пространства 13 D породу добааля- 5 ют вяжущий цементирующий состав, после затвердения которого образуется породный целик 18 (фиг. 12, 14) Затем выпускают замагазинированную руду 8 следующей зоход-ки и производят отбойку руды второй 10* очереди на образованную третью обнаженную плоскость (фиг. 12, 13). Наличие этой плоскости позволяет количество пробуренных шпуров и величину заряда принимать, исходя из крупнокусковой отбойки. Данный 15 прием позволяет в значительной мере сократить объем мелкой фракции, который при отбойке руды на две обнаженные плоскости (с эффектом зажима боковыми плоскостями пород) доходит до 30-35%. Наличие третьей 20 обнаженной плоскости позволяет сократить данный объем до 5-10% и тем самым уменьшить разубоживание руды и потери металлов, которые находятся в непосредственной зависимости от степени дробления руды 25 взрывом о блоке. Тяжелые и благородные металлы в массиве руды находятся п микротрещинах, раскрытие которых педет к отделению металла от кусковой руды и выпадению его на подошву выработки. Сни- ЗО жение содержания полезного компонента в руде приводит к увеличению разубоживанил руды и потерям металла. Отработав слой подэтажа и возведя закладку (ч,;жний подэтаж), приступают к от- 35 работке ot, шезалегающих слоев. Возможен и другой порядок отработки, когда ведут первоначально отработку руды первой очереди по всему блоку с формированием подэтажных штреков, а затем фор- 40 мирование закладки в нижнем подэтаже с образованием полевой доставочной выработки и последующей доработкой запасов блока второй очереди. Порядок подготовки и отработки выше- 45 залегающих слоев подэтажей тот же, что и для нижнего подэтажа (фиг. 15, 16). По мере отработки слоев в подэтаже наращивают восстающий 10 по контуру 9 блока. Сформировав подзтажныо штреки 4 на 50 каждом горизонте подэтажа, приступают к отработке запасов руды второй очереди. Для этого выпускают руду из магазина 8 на подошву нижнего подэтажа 4, обуривают руду в межподзтажном слое оосходящими 55 шпурами 12, отбивают на подошву подэтажа 4 иубирэютее, например, с использованием погрузочно-доставочной машины. С отставанием на одну заходку ведут отбойку руды в нижнем подэтаже. При такой организации 8 работ основная часть отбиваемой руды перемещается под действием собственного веса до уровня подошвы доставочной выработки 16 (фиг. 17, 18). Используя половую доставочную выработку 1G, оымимают основной обьем отбитой руды и выдают по транспортным выработкам на поверхность. Поело полной отработки блока выработанное пространстпо может быть использовано для складирования хвостов обогащения, которые при необходимости (лет через 10-30) могут быть испольс^ваны для повторной переработки. П р и м е р конкретного применения. Данный способ может найти широкое применение при отработке рудного телз ti 1 месторождения "Нежданинское", ГОК Джугжжурзолото, которое представлено крутопадающим рудным телом мощностью 3-5 м и общей длиной простирания 1,5-2,0 км. Месторождение залегает в зоне распространена многолетней мерзлоты. Руда и породы устойчивые, крепостью по М М Протодьяконову 10-12. Добываемый минерал - золото. Существующий способ отработки - подэтажная отбойка шпуровыми зарядами с магазинирооанием руды о Слоке. Т Э П. производительность труда забойного рабочего 3,5-5.0 м3/чел -смену: -удельный расход ВВ - 1.71 кг/м ; - потери руды - 10%; - разубоживание - 4,5% - себестоимость добычи - 70 руб/мэ (1989 г.). Способ по изобретению для рассматриваемых условий включает вскрытие месторождения штольнями по рудному телу, проходку спиральных съездов, где виток спирали равен высоте подэтажа. Для вскрытия и отработки может быть использован комплекс самоходной техники, включающий самоходную буровую каретку ВТФ - 2М м погруэочно-доставочиую машину KSS-6, Кавосаки. В зависимости от потребности руды для переработки на обогатительной фабрике, данный комплекс может обеспечить до 200 тыс.т руды в год. Примем возможную потребность фабрики в обьеме 200 тыс.т руды в год с рудного тела № 1. При мощности рудного тела, равной 3-5 м, сечение выработок по руде составит 10-15 м . Данным сечением проходят этажный рудный штрек длиной 700-1000 м. Добытую руду складируют у устья штольни. Длину блока принимаем равной 400 м, высоту 50 м. От границы запасов руды, отступая на длину блока, проходят спиральный сьезд по рудному телу с возведением закладки в межвитко 9906 Вые слои. Следующий спиральный заезд проходят на границе блоков 3 и 4, т.е. через 800 м от первого съезда. Закончив проходку первого съезда, приступают к очистной добыче, для этого от 5 спирального съезда буровой кареткой обуривают руду восходящими шпурами на глубину 2,6-3,0 м, располагая их попарно через 0,9-1,0 м и с расстоянием между шпурами 0,2 м. Хронометражные наблюдения работы 10 буровой каретки на руднике показали, что ее производительность может составить 200-210 м/смену. 8 отбиваемых объемах руды она составит 70-80 м3/смену. Обурив участок длиной 30-35 м, заряжают и взрывают 15 его патронированной взрывчаткой, удельный расход которой составит 1,7-2,0 кг/м3. Уборка руды ПДМ длится примерно 1 смену. В денежном выражении добытая руда будет стоить 20 руб/м . Производительность тру- 20 да 25-27 м3/чел.-смену. Следом за очистным забоем со спирального съезда на рудном участке приступают к доразбуриванию образуемой узкой полости 25 до высоты подэтажа и с последующим расширением ее до поперечных размеров подэтажного штрека. При высоте подэтажа, равного 8 м, количество шпуров на забой составит 22. Буровая каретка обурит данный 30 забой за 1.5 часа. Обурив забой, его заряжают и отбивают. С целью оставления части руды в магазине лодэтажного пространства в нижнем этажном штреке под образованной полостью сооружают перекрытие, ис- 35 пользуя подвесную крепь. Отбив руду и перепустив остатки на подошву нижнего штрека, повторно обуривают забой и взрывают. Отбитую руду выводят по этажному 40 штреку. В данном случае за смену отбивают 90 м руды, из них 20 м остается в магазине, а 70 м выдают на поверхность. Удельный расход ВВ составит 1,3 кг/м . Себестоимость добитой руды составит 45 23 руб/м . Производительность труда -17,5 м чел.-смену. При подвиганий фронта работ в нижнем подэтаже на расстояние 100-120 м приступают к отработке второго подэтажа. Отрабо- 50 тав двумя забоями 1-й и 2-й подэтажи, приступают к отработке 3-го подэтажа и в это время начинают возведение искусственного целика путем доработки запасов руды (вторая очередь) нижнего подэтажа. Для это- 55 го выпускают замагазинированную руду в начале заходки от спирального съезда. Обь-ем выпускаемой из магазина руды определяется технической возможностью буровой каретки, которая за смену может обурить 10 200 м шпуров. Располагая их по три в ряд. буровая каретка за смену обурит ленту длиной 20 м. После обуривания руды на этом участке перед отбойкой выпускают руду из магазина, заряжают и взрывают обуренный участок. После отбойки убирают руду. В среднем за смену отбивают 150 м3 руды и 65 м3 выпускают из магазина. Удельный расход В В в данном случае составит 0,7 кг/м . Всего по всем процессам отбойки удельный расход ВВ составит 1,08 кг/м3. Убрав руду ПДМ за 2 смены, возводят переставную крепь-опалубку на 20-метровом участке. От спирального съезда начинают проходку полевого штрека на уровне первого подэтажного. Отбиваемые породы доставляют ПДМ в выработанное пространство первого подэтажа. Используя естественный холод отбиваемых пород, в процессе заполнения выработанного пространства в породную закладку подают техническую воду в соотношении 1:3 до приобретения монолитности закладки. Если учесть, что сечение полевого штрека равно 14 м и за заходку отбивают 2,5 м выработки, в смену добывают 45 м закладочных пород. Весь объем выработанного пространства (20 м) заполняют за 10-11 смен. За этот промежуток времени проморозка закладки осуществляется на всю глубину. Общее время подготовки блока к интенсивной отработке (до 200 м /смену) составит 800-820смен, или 10 месяцев. Подготовив блок, приступают к интенсивной его отработке, выдавая из блока в смену 100120 м3 на ПДМ, или 200-250 м3 на подземный самосвал. Погашение затрат на закладку составит 10 руб/м , себестоимость добычи с учетом погашения затрат на подготовку и закладку составит - 28,4 руб./м . Производительность труда по блоку 20 м3/чел.-смену. Потери руды в целиках - разубоживание до 4%. Применение изобретения позволит повысить производительность труда подземных работ и снизить себестоимость добычных работ за счет сокращения отбиваемых пород в закладку, а также сократить энергозатраты и потери руды в недрах до минимума за счет третьей обнаженной плоскости, обеспечивающей увеличение темпов подготовки блока и интенсивную отработку при формировании подэтзжных штреков. Изобретение может найти широкое применение для отработки крутопадающих жильных и рудных типов месторождений как в зоне распространения многолетней мерзлоты, так и в зонах с положительной температурой пород, когда руда и вмещающие породы обладают средней и большой устой 9906 чивостью, а мощность рудного тела колеблется от 0,5 до 5 м. Горношахтное оборудо 12 вание - серийно выпускаемое как переносное, так и самоходное. Я-я Фиг. 2 Фиг.З 9906 Г-Г Б-Б Фиг А 6-6 Фиг. 5 Юк і] 8 M-A 9906 iS і? 15 bNN\\\)£\ftf / it 8 K-K E-E S vV \N w Us \ --— \ J ч\4 \ \K\\V\KV 1 к 9906 я^^я ЙІТ Фиг. 16 Ш &^ Тиг.і? 9900 Техред М.Моргеитал Коректор М Самборська Фиг. 18 «/ Ш Упорядник Ю.Чугунов Замовлення 4557 ЗУ Тираж Підписне Державне патентне відомство України. 251655. ГСП Київ-53, Львівська пл„ 8 Відкрите акціонерне тоозриство "Патент" м Ужгород вул.Гагаріна. 101