Спосіб розробки рудних родовищ

Спосіб розробки рудних родовищ з підповерховим обваленням руди та вмісних порід, Винахід відноситься до гірничої промисловості, зокрема - до розробки рідних родовищ підземним способом з підповерховим обваленням ряди та вміщуючих порід Аналогом винаходу є спосіб розробки рудних родовищ з підпо-верховим обваленням руди та вміщуючих порід, з розділенням під-поверхів на панелі та відпрацюванням їх з утворенням компенсаційної поздовжньої камери клинуватої форми та відбиванням рудного масива у затиснутому середовищі Для відпрацювання панелі, на підповерховому горизонті проводять господарчі, вентиляційні, та три доставочних вироби, середню з котрих використовують для утворення клинуватої форми Для цього, у торцевій частині панелі, з відзначеної виробки проходять два піднятевих височиною 8 - 10м, котрі згодом використовують як випускні виробки та збивають їх буровою виробкою, з котрої проходять відрізний похилий піднятковий під кутом стінки компенсаційної камери Поряд з піднятковим пробурюють свердловини, висадженням котрих оформляють відрізну щілину Потім ІЗ середньої виробки проходять дучки /випускні вироби/, із них висаджуванням штангових шпурів утворюють лійки випуску руди Водночас з означеним, з покрівлі крайніх доставочних виробок бурять віяли свердловини по поперечній площині з розділенням підповерхів на панелі, який включає проведення на підповерховому горизонті для кожної панелі господарчих та вентиляційних виробок, виробок доставки руди і із них з кожної сторони бурових ніш, котрі пізніше використовують як впускні отвори, формування над виробками доставки ЦІЛИКІВ і утворювання таким чином днища панелі, утворювання компенсаційної камери, відбивання рудного масиву на компенсаційну камеру вертикальних шарів руди шляхом висаджування свердловин, пробурених з бурових ніш, випуск і доставку руди, який відрізняється тим, що компенсаційну камеру панелі утворюють склепінняподібної форми висаджуванням свердловин, пробурених з бурових ніш, розміщених в днищі панелі торцями один до другого панелі Для утворення компенсаційної камери використовують свердловини, які знаходяться в площині и відрізної цілини і які при висаджувані недозаряджують на 6 - 8м Після утворення поздовжної компенсаційної камери клинуватої форми відбивають рудній масив панелі на затиснуте середовище свердловин, які знаходяться поза площиною компенсаційної камери з недозарядом їх на 6 - 8м Потім проходять дучки, у крайніх доставочних виробках, оформляють з них випускні воронки та випускають руду із всіх раніше та пізніше пройдених дучок /А С 1045670 от 24 04 82 г/ Недоліки цього способу розробки полягають у наступному утворення відрізної щілини для компенсаційної камери пов'язано з необхідністю виконувати прохідницькі та буровибухові роботи вище підповерхового горизонта, де рівень механізації робіт надзвичайно низький, так як більшість з них виконуються вручну, що поєднано з підвищуваними строками їх виконання у складних стиснених умовах При висаджуванні свердловин , які пробурені з покрівля виробок доставки, руйнуються їхні верхні цілики л" як в них пробурені свердловини/1 вироб (О 00 ю ки доставки можливо зберігати тільки підтримкою їх кріпленням Тобто в цьому разі днище панелі буде зруйновано і конструкція його збережеться на період праці кріплення З руйнуванням останньої випускати відбиту руду з панелі не уявляється можливим Вказане пов'язано з важкими роботами по ремонту кріплення, ускладненням випуску руди, передчасним виходом панелі з експлуатації Так як частину свердловин , пробурених з виробок доставки використовують для утворення компенсаційної камери, а частину для відбивання рудного масива, то після відбивання першої частини, поряд розташовані гирла свердловин другої частини руйнуються, зарядити їх вибухівкою неможливо утворення дучок після відбивання рудного масиву панелі пов'язано з підвищеною небезпекою виконання прохідничих робіт, так як дучки знаходяться у частинах гірничого масива, який порушений вибуховими роботами Покрівля в них прихильна до випадкових вивалів з несподіваними аварійними наслідками У зв'язку з цим строки вводу панелі підвищуються, відбита рода злежується і для виписку її потрібні роботи по знищуванню звисання та розпущенню руди в дучках стінки компенсаційної камери клинуватої форми зображують із себе відхилені похилі поверхні гірничого масива, котрі під дією сил гравітації прихильні до самообвалення з вивалами та сколюванням негабаритних кусків руди Крім того, подібні відхилення сприяють активному проявленню відколених дій вибухів Відколюючись З похилених стінок камери брили руди зміщуються до випускних створів, розклинюються в них, допомогаючи утворенню звисання відбитої руди в дучках, що потребує виконання робіт по їх усуненню при відбою рудного масива панелі на затиснуте середовище утворюється нерівномірне його дріблення у прилежних до компенсаційної камери шарах руда сколюється, масив и розтріскується з виходом негабаритних кусків руди, а в переферійних шарах відбувається передріблення та опресування відбитого рудного масива Ці недоліки знижують надійність способа розробки, підвищують утрати та засмітчення руди, погіршують санітарно-ппепічні умови праці гірників Другим аналогом винаходу є спосіб розробки рудних рудовищ з підповерховим обваленням руди та вміщуючих порід, з розділенням підповерхів на панелі, при котрому для відпрацювання панелі на підповерховому горизонті проводять господарчу, доставочні та вентиляційні виробки, з доставочних виробок проходять бурові НІШІ В середині панелі утворюють вертикальну відрізну щілину прямокутної форми шириною 5 - 7м, котру можливо розміщувати як уздовж, так і поперек доставочних виробок Рудний масив розбурюють з бурових ніш вертикальними або крутопохилими свердловинами Для утворення випускних лійок з тих же бурових ніш бурять шпури довжиною 5 - 7м 3 тим, щоб зберегти доставочні виробки при висаджуванні свердловин їх недозаряджа 58446 ють на 6-8 м Рудний масив панелі відбивають або одночасно назустріч спрямованим короткосповільненим висаджуванням свердловин на відрізну щілину або відбиванням шарів руди з почерговим висаджуванням свердловин з обох сторін відрізної щілини /Чернокур В Р , Шкребко Г Е , Шелегеда В И Добыча руд с подэтажным обрушением М недра,І992, стр 197-199/ Недоліки цього способу розробки полягають у наступному при утворюванні відрізної щілини, вибуховими роботами порушують або руйнують цілини виробок доставки, так як висаджування свердловин здійснюється на кордоні їх верхніх частин Це ослаблює днище панелі та приводить до передчасного його руйнування, що потребує виконання складних ремонтних робіт, а також пов'язано з неможливістю у потрібні строки випустить відбиту РУДУ, так як у бурових нішах із вибуховими свердловинами бурять шпури для утворювання випускних лійок , то при спільному їх висаджуванні порушуються цілики доставки виробок У зв'язку з тим, що на відрізну щілину одночасно відбивають увесь рудний масив панелі, то днище її піддається міцному динамічному удару, так як при цьому одночасно обвалюється як рудний масив панелі, так і вміщуючі породи поряд з ударним вибуховим навантаженням Від цього днище, раніше послаблене вибуховими роботами, при утворюванні відрізної щілини, руйнується Слід відзначити, що при одночасному відбиванні масива панелі практично виконується відбивання на затиснуте середовище, при котрому одні частини рудного масиву перед ріблюються та спресовуються, другі - недодроблюються, в особливості у верхніх частинах панелі Вказане знижує продуктивність випуску відбитої руди, потрібні роботи по ліквідації зависання руди у випускних створах, та подрібленню в них негабаритних глиб При утворюванні вертикальної відрізної щілини прямокутної форми в рудному масиві, навколо неї, відбувається перерозподіл напруження масиву В особливості напруження концентруються у прямих верхніх кутах щілини Під впливом цих напружень стелина щілини починає руйнуватися і в щілину обвалюються пусті налягаючі породи до відбивання рудного масива панелі, що засмітчує руду Крім того, вертикальні відслонення щілини сприяють проявленню відколюючих дій вибухів в початковий момент В результаті зі стінок відрізної щілини сколюються негабаритні глиби, котрі зсовуюючись до випускних отворів зміщуються з відбитою рудою розклинюються в останніх, що ускладнює випуск руди Це знижує надійність способа розробки, підвипдеб витрати та засмітчення руди, погіршує санітарно-гігієнічні умови праці гірників Найбільш близьким технічним рішенням, вибраним як прототип, є спосіб розробки рудних рудовищ з підповерховим обваленням руди та вміщуючих порід, з розділенням підповерхів на панелі, який включає проведення на підповерховому горизонті, для кожної панелі господарчих та вертиляційних виробок, виробок доставки руди із них, з кожної сторони бурових ніш, котрі пізніше використовують як випускні отвори, формування над виробками доставки і випуску руди ЦІЛИКІВІ утворювання таким чином днища панелі, утворювання компенсаційної камери, відбивання рідного масиву панелі на компенсаційну камеру вертикальних шарів руди шляхом висаджування свердловин, пробурених з бурових ніш, випуск і доставку ряди В цьому способі розробки компенсаційну вертикальну камеру панелі утворюють поміж захисних ЦІЛИКІВ, прямокутної форми з горизонтальною стелиною Для утворювання камери, посередині панелі оформляють відрізну щілину, яку розміщують поперек виробок доставки Оформлюють її висаджуванням свердловин, пробурених з бурових ніш, на відрізний піднятковий При цьому свердловини недозаряджають на 6 - 8м, для того, щоб утворити цілики над виробками доставки на випуску руди Конструкція з виробок доставки і випуску руди з утвореними над ними ціликами є днище панелі Після оформлення відрізної щілини, відбивання на неї рудних запасів камери та випуску руди, на камеру одночасово відбивають захисні цілики, в результаті чого в камеру повинна обвалитися і розробитися її стелина Відбиту руду випускають в доставочний виробки крізь випускні отвори, утворені після висаджування свердловин, пробурених з ніш В доставочних виробках випущену руду транспортними механізмами доставляють до пунктів розгрузки /Чернокур В Р , Шкребко Г С , Шелегеда В И Добыча руд с подэтаж-ным обрушением - М Недра, 1992, стр 200-201/ Недоліки цього способу розробки полягають у наступному - при утворенні камери посередині панелі вибухом свердловин, пробурених з бурових ніш, свердловини розміщують таким чином, що вибухи їх здійснюються понад верхніми частинами ЦІЛИКІВ виробок доставки та випуску руди При цьому в ціликах утворюються тріщини або вони частково руйнуються В результаті середня частина днища панелі із-за порушених ЦІЛИКІВ ВИЯВЛЯЄТЬСЯ або напівзруйнованою, або суттєво послабленою Це знижує строки експлуатації днища з неможливістю своєчасно випустити відбиту руда Вказане знижує надійність способа розробки, повищує утрати та засмітчення роті, погіршує санітарно-ппєнічні умови праці гірників, при одночасному відбиванню захисних ЦІЛИКІВ та обвалення при цьому стелини камери, на днище панелі умить обвалюється вся відбита рудна маса з одночасовим зрушенням донизу обвалених налягаючих зверху порід В сполученні з вибуховим діянням, обвалювання відбитої руди захисних ЦІЛИКІВ, стелини і порід утворюють міцний динамічний удар на днище панелі Це зрушує ЦІЛІСТНІСТЬ днища, раніше послабленого вибуховими роботами або руйнує його Вказане пов'язано з додатковими затратами праці, часу та коштів на ремонт виробок днища, скороченням часу експлуатації його та неможливістю випуска відбитої руди, що знижує надійність способа розробки, підвищує утрати та засмітчення руда, погіршує санітарноппєнічні умови праці гірників, при відбиванні рудного масива захисних ЦІЛИКІВ панелі на камеру прямокутної форми в почат 58446 ковий момент вибуху активно проявляються його ВІДКОЛЮЮЧІ дм, так як стінки камери представляють собою порівнююче великі вертикальні площини відслоненості, з котрих сколюються негабаритні куски руди Зміщуючись з відбитою рудою, та зсовуючись до випускних отворів, вказані куски руди створюють затіри в останніх, що знижує продуктивність випуску руди та потребує додаткового часу, праці, затрат на усунення цих негараздів Відомо, ЩО ПІСЛЯ проведення в гірничому масиві виробки /протяжної, камерної/ навколо неї зміцнюється напружений стан гірничих порід, здійснюється перерозподіл напружень Розподіл їх від форми виробки Максимальні концентрації напружень виникають в кутах виробки При куту 90° /в виробках прямокутної форми/ вони можуть досягати нескінченно великих значень При закруглюванні кутів напруження зменшується У виробці прямокутової форми під впливом вказаних напружень стелина її починає руйнуватися 3 руйнуванням стелини та випадінням з неї породи, утворюється поверхня контуру, за котрим породи не руйнуються, бо вони знаходяться у об'ємному напруженому стані, при котрому утворюється склепіння природної рівноваги /Бокий Б В , Зимина С А , Смирняков В В , Тимофеев О В Проведение и крепление горных выработок, ГосГОРТЕХИЗДАТ, Москва, 1963, стр 54/ У нашому випадку над стелиною камери склепіння утворитися не може, так як вище її знаходяться обвалені породи і вона руйнується з обваленням в камеру пустих порід, та руйнуванням стінок камери Пусті породи змішуються з рудою, та засмічують її Крім того, слід помітити, що з руйнуванням стінок камери та зі зміщенням, у зв'язку з цим, рудного масиву захисних ЦІЛИКІВ у бік камери, пробурені в них свердловини порушуються, або руйнуються і т п При відпрацюванні панелі у стійкому рядному масиву, при відбиванні захисних ЦІЛИКІВ, стелина камери не роздроблюється л~акяк в ній не пробурені свердловини, та і пробурити їх неможливо/, а розтріскується, розколюється на частини, котрі обвалюються в камеру поряд з пустими породами, та створюють ускладнення випуску руди Вказане свідчить про те, що при утворенні вертикальної камери прямокутної форми надійність способа розробки знижується, утрата та засмічування руди підвищуються, погіршуються санітарно-ппєнічні умови праці гірників Причини, які перешкоджують одержанню технічного результату за винаходом прототипом є наступні розміщення вибухових свердловин для утворювання відрізної щілини та камери, пробурених з бурових ніш, визначає виконання вибухівних робіт понад верхніми частинами ЦІЛИКІВ виробок доставки та випуску руди, що сприяє утворенню в ціликах тріщин або частково їх руйнує В результаті перед одночасовим відбиванням рудного масиву захисних ЦІЛИКІВ панелі на камеру, середня частина її днища виявляється послабленою або напівзруйнованою, що знижує строки експлуатації днища і не дозволяє своєчасно випустити відбиту руду Вказане знижує надійність способа розробки, підвищує утрати та засмітчення руди, знижує санітарно-ппієнічні умови праці гірників 58446 одночасове відбивання рудного масива панелі на камеру сприяє миттєвому обвалюванню відбитої рудної маси та пустих порід, що разом з дією вибуха створює міцний динамічний удар на днище панелі, раніше послабленого вибуховими роботами, порушує його ЦІЛІСНІСТЬ або руйнує Це зв'язано з додатковими затратами праці, часу, коштів на ремонт виробок днища, переушкільненням та злежуванням відбитої руди у випускних отворах, зниженням продуктивності випуска, скороченням часу експлуатації днища і неможливістю випуска всієї відбитої руди, що знижує надійність способу розробки, підвищує утрати та засмітчення руди, погіршує санітарно-гігієнічні умови праці гірників, утворення камери прямокутної форми сприяє, при одночасовому відбиванню рудного масиву панелі активному виявленню отколгоючих дій вибуха, при котрому з вертикальних стін камери сколюються негабаритні куски руди, які зсовуючись з відбитою рудою до випускних отвірів, знижують продуктивність її випуску Крім того, слід указати, тщо прямокутна форма камери сприяє передчасному руйнуванню и стелини Зруйнуванням останньої в камеру обвалюються пусті породи, які засмітчують відбиваючу руду При зміщенні контуру камери руйнуються свердловини, пробурені в захисних ціликах, що порушує технологію буровибухівних робіт Вказане свідчить про те, що при утворюванні камери прямокутної форми надійність способа розробки знижується, підвищуючи утрати та засмітчення руди, погіршуються санітарноппєнічні умови праці гірників В основу винаходу поставлено задачу удосконалити спосіб розробки рудних родовищ з підповерховим обваленням руди та вміщуючих порід, з розділенням підповерхів на панелі, в якому шляхом забезпечення можливості надавання камері панелі форми, дозволяючий зберегти поверхню и внутрішнього конура та утворювання її висаджуванням свердловин, розміщених поміж ціликами виробок доставки та випуску руди досягають підвищення СТІЙКОСТІ днища панелі та її камери, що дозволяє підвищити надійність способа розробки, знизити утрати та засмітчення руди, поліпшити санітарно-гігієнічні умови праці гірників Поставлену задачу вирішують тим, що у відомому способі розробки рудних рудовищ з підповерховим обваленням руди та вміщуючих порід з розділенням підповерхів на панелі, який включає проведення на підповерховому горизонті для кожної панелі, господарчих та вентиляційних виробок, виробок доставки руди і із них, з кожної сторони, бурових ніш, котрі пізніше використують як випускні от-віри, формування над виробками доставки ЦІЛИКІВ і утворювання таким чином днища панелі, утворювання компенсаційної камери, відбивання рудного масиву панелі на компенсаційну камеру вертикальних шарів руди шляхом висаджування свердловин, пробурених з бурових ніш, випуск і доставку руди, згідно з винаходом, компенсаційну камеру панелі утворюють склепінняподібної форми в днищі панелі торцями один до другого Суттєвими ознаками винаходу є наступні проведення із виробок доставки ряди, з кожної сторони, бурових ніш, котрі пізніше використовують як випускні отвори з формуванням над вироб 8 ками доставки ЦІЛИКІВ І утворювання таким чином днища панелі, відбивання родного масиву панелі на компенсаційну камеру вертикальних шарів ряди шляхом висаджування свердловин, пробурених з бурових ніш, утворювання компенсаційної камери склепіння подібної форми, утворювання компенсаційної камери висаджування свердловин, пробурених з бурових ніш, розміщених в днищі панелі торцями один до другого Новими суттєвими ознаками є наступні утворювання компенсаційної камери склепіння подібної форми, утворювання компенсаційної камери висаджуванням свердловин, пробурених з бурових ніш, розміщених в днищі панелі торцями один до другого Сукупність відомих і нових суттєвих ознак, являються необхідними і достатніми я всіх випадках реалізації заявляемого способа розробки рядних родовищ з підповерховим обваленням ряди та вміщуючих порід і розділенням підповерхів на панелі При проведенні гірничої виробки /протяжної, камерної/, в результаті перерозподілу напружень в гірничому масиві понад виробкою утворюється склепіння природної рівноваги Внутрішня поверхня контура склепіння набуває СТІЙКІСТЬ у зв'язку з тим, що за вказаним контуром породи гірничого масиву переходять до об'ємного напряженого стану Породи, які знаходяться нижче контура склепіння природної рівноваги знаходяться в склепінні обвалення При витягненні порід склепіння обвалення поверхня склепіння природної рівноваги залишається стійкою Використовуючи цю властивість гірничих порід, та знаючи їх характеристики і параметри виробок можливо утворювати в гірничому масиві камеру склепінняподібної форми, наперед забезпечуючій СТІЙКІСТЬ та збереженність поверхні и контуру Тому слід рахувати, що утворення компенсаційної камери склепінняподібної форми дозволить підвищити СТІЙКІСТЬ і надійність її, виключити можливість прориву пустих налягаючих порід в камеру, скоротити розміри зсову гірничого масиву в камеру і сколювання його, зберігати вибухові свердловини, які бурять для відбивання руди Вказане дозволяє підвищити надійність способа розробки, знизити утрати та засмітчення руди, поліпшити санітарно-гігієнічні умови праці гірників Внаслідок того, що компенсаційну камеру утворюють висаджуванням свердловин, які пробурені з бурових ніш, розміщених в днищі панелі торцями один до другого, то свердловини контруктивно розміщуються збоку ЦІЛИКІВ виробок доставки та випуску руди і при цьому вибухові роботи не торкаються верхніх частин ЦІЛИКІВ Рудний масив компенсаційної камери відбивають уздовж вказаних ЦІЛИКІВ, поміж ними Це сприяє зниженню впливу на цілики вибухових робіт та зберіганню їх При цьому СТІЙКІСТЬ днища панелі підвищується, збільшується термін експлуатації його і забезпечується повнота випуску руди панелі В результаті 58446 10 підвищується надійність способу розробки, знижуцями 7 один до другого висвердлюють свердловиються утрати та засмітчення руди, поліпшуються ни 8 для утворювання компенсаційної камери 6 санітарно-гігієнічні умови праці гірників Свердловини 8 розмішують між ЦІЛИКІВ 9 виСуть винаходу пояснюється кресленнями, де робок доставки руди З на Фіг 1 зображений план розміщення виробок При висаджуванні свердаовин 8 з недозаряпанелі на під-поверховому горизонті, джуванням на 6 - 8м руйнуючи дії вибухів, спрямона Фіг 2 - поперечний розріз панелі за схемами вані поздовж ЦІЛИКІВ 9, що забезпечує збереженрозміщення вибухових свердловин для утворюність останніх Після висаджування свердловин 8 вання компенсаційної камери і для відбивання на відрізну щілину /на кресленнях не показано/, рудного масиву панелі, виписку відбитої рот 10 крізь випускні отвіри 11, які утворюються після вибухових робіт в бурових ніна Фіг 3 - поперечний розріз панелі з утворешах 5, та утворювання таким чином компенсаційною компенсаційною камерою і свердловинами ної камери 6 з контуром склепінняподібної форми для відбивання рудного масива панелі, 13, на неї відбивають шари І-IV рудного масиву на Фіг 4 - поздовжний розріз панелі з компенвисаджуванням свердловин 12, які пробурені з саційною камерою, довжина якої дорівнює ширині бурових ніш 5, розміщених з країв панелі 1 Свердвохшарів/ІІІта IV/, дловини 12 недоза ряд жують на 6 - 8м з тим, щоб уа Фіг 5 - поздовжний розріз панелі з утворюдіями вибухів не зруйнувати цілики 9 доставочних ваною компенсаційною камерою по всій довжині виробок 3 Потім випускають відбиту руду 10 крізь панелі, випускні отвіри 11 на Фіг 6 - поздовжний розріз панелі після відбивання рудного масиву панелі Застосування винаходу дозволить підвищити Технологічна сутність і реалізація способа міснадійність способа розробки, знизити утрати та титься у наступному засмітчення руди, поліпшити санітарно-гігієнічні Для відроблення панелі 1 на підповерховому умови праці гірників шляхом забезпечення можлигоризонті проводять господарчу виробку 2, із неї вості надавання камери панелі форми, яка дозводоставочні виробки 3, які з'єднують з вентиляційляє зберегти поверхню м внутрішнього контура та ною виробкою 4 утворювання и висаджуванням свердаовин, розміщених поміж ціликами виробок доставки і випусЗ доставочних виробок 3 проводять бурові НІку руди і досягнення в зв'язку з цим, СТІЙКОСТІ дниШІ 5 Для утворювання компенсаційної камери 6 ща панелі і її камери всередині панелі 1 оформлюють відрізну щілину загальновідомими виробничими процесами Технічний результат досягається за кошт того, проходять збійку між достаточними виробками що компенсаційну камеру панелі утворюють склеЗ, із неї відрізний підняттевий, який розширюють пінняподібної форми висаджуванням свердловин, висаджуванням свердловин, пробурених із вказапробурених з бурових ніш, розміщених в днищі ної збійки /на кресленнях не показано/ Після цього панелі торцями один до другого із бурових ніш 5, розміщених в днищі панелі І тор Б-Б tt-R /2 Фи.і VL 2 Фіг.2 11 58446 12 12 Фіг.6 Комп'ютерна верстка С Волобусв Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна