Спосіб розробки крутоспадних потужних рудних покладів

Реферат: Спосіб розробки крутоспадних потужних рудних покладів включає розбиття в межах висоти поверху рудного тіла за простяганням на окремі блоки проведенням підготовчих виробок, поділ кожного блока на декілька підповерхів приблизно рівної висоти та його поділ за простяганням й в залежності від потужності рудного покладу навхрест простягання на панелі, їх послідовне відпрацювання починаючи з верхнього підповерху за рахунок проведення у кожній панелі нарізних виробок, розбурювання рудного масиву вертикальними віялами глибоких свердловин з наступним масовим багаторядним короткосповільненим обваленням руди на попередньо утворену вертикальну компенсаційну камеру та її випуском і доставкою до рудоспусків. При масовому обваленні руди на вертикальну компенсаційну камеру в першу чергу з випередженням відбивають частину глибоких свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу. Остання із свердловин, що підривається з випередженням у кожному віялі, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, розташована під кутом випуску обваленої руди, після чого підривають у віялах глибокі свердловини, які залишилися з наступним випуском і доставкою обваленої руди до рудоспусків. UA 121395 U (12) UA 121395 U UA 121395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області розробки родовищ корисних копалин та може бути реалізована при підземній розробці крутоспадних потужних рудних покладів, представлених рудами і вміщуючими породами нижче середньої міцності та стійкості. Відомий спосіб відпрацювання потужних крутоспадних рудних покладів, реалізований у конструкції системи розробки підповерхового обвалення з відбійкою руди на горизонтальну компенсаційну камеру (Чернокур В.Р., Шкребко Г.С., Шелегеда В.И. Добыча руд с подэтажным обрушением. - М.: Недра, 1992. - С. 169-172), суть якого полягає у тому, що в межах висоти поверху здійснюють розбиття рудного тіла за простяганням на окремі блоки шляхом проведення підготовчих виробок. Кожний блок по висоті розбивають на декілька підповерхів приблизно рівної висоти, які за простяганням та в залежності від потужності рудного покладу навхрест простяганню ділять на панелі. Відпрацювання запасів починають з верхнього підповерху. Для цього на підповерсі у кожній панелі проходять нарізні виробки, з яких розбурюють рудний масив горизонтальними віялами глибоких свердловин, утворюють горизонтальну компенсаційну камеру, потім здійснюють масове обвалення запасів панелі шляхом багаторядного короткосповільненого підривання горизонтальних віял глибоких свердловин на сформовану горизонтальну компенсаційну камеру. Після цього виконують випуск обваленої рудної маси та її доставку у рудоспуски. Недоліками даного варіанта системи розробки підповерхового обвалення з відбійкою руди на горизонтальну компенсаційну камеру є недостатня стійкість горизонтальної компенсаційної камери, що в умовах високого гірського тиску на великих глибинах суттєво ускладнює можливість застосування даної технології, особливо у рудах нижче середньої міцності та стійкості. Також для даного варіанта, власне як і для усіх систем підповерхового обвалення, характерними є великі втрати руди на лежачому боці покладу у так званій "мертвій" зоні, зменшення яких можливе за рахунок більшого заглиблення випускних виробок у породи лежачого боку або додаткового проведення "вловлюючого" горизонту, що спричиняє підвищені витрати виробок, падіння продуктивності праці та збільшення собівартості видобутку руди. Більш близьким аналогом за суттю до запропонованого способу є спосіб розробки крутоспадних рудних покладів, реалізований у конструкції системи розробки підповерхового обвалення з відбійкою руди на вертикальну компенсаційну камеру (Борисенко С.Г. Технология подземной разработки рудных месторождений. - К.: Вища школа, 1987. - С. 184-187), суть якого полягає у тому, що в межах висоти поверху здійснюють розбиття рудного тіла за простяганням на окремі блоки шляхом проведення підготовчих виробок. Кожний блок по висоті розбивають на декілька підповерхів приблизно рівної висоти, які за простяганням та в залежності від потужності рудного покладу навхрест простяганню ділять на панелі. Відпрацювання запасів починають з верхнього підповерху. Для цього на підповерсі у кожній панелі проходять нарізні виробки, з яких розбурюють рудний масив вертикальними віялами глибоких свердловин, утворюють вертикальну компенсаційну камеру, потім здійснюють масове обвалення запасів панелі шляхом багаторядного короткосповільненого підривання вертикальних віял глибоких свердловин на утворену вертикальну компенсаційну камеру. Після цього виконують випуск обваленої рудної маси та її доставку у рудоспуски. Недоліком даного варіанту системи розробки підповерхового обвалення з відбійкою руди на вертикальну компенсаційну камеру є великі втрати руди на лежачому боці покладу у так званій "мертвій" зоні, зменшення яких можливе за рахунок більшого заглиблення випускних виробок у породи лежачого боку або додаткового проведення "вловлюючого" горизонту, що вимагає більших витрат виробок і призводить до падіння продуктивності праці та зростання собівартості видобутку руди. Відомо, що при випуску відбитої руди під обваленими пустими породами рівень втрат руди на лежачому боці покладу суттєво залежить від кута падіння рудного покладу, кута випуску обваленої руди, під яким формується так звана "мертва" зона, та висоти шару обваленої руди. Абсолютні втрати відбитої руди у цій зоні зростають при зменшенні кута падіння покладу та збільшенні кута випуску обваленої руди під пустими породами, а також при збільшенні висоти шару відбитої руди, яка напряму пов'язана із висотою підповерху. При домінуючих кутах падіння рудних покладів у межах 50…60° та середньому куті випуску обваленої руди 75…80° (а при випуску надмірно зволоженої руди, що є характерним для глибоких горизонтів, і більше 80°), для забезпечення зменшення рівня втрат, які нормуються відповідними інструкціями, в залежності від конкретних умов виконують заглиблення випускних виробок у породи лежачого боку, додатково проходять так званий "вловлюючий" горизонт, або одночасно застосовують ці заходи. Це потребує додаткових обсягів проведення виробок, необхідності розбурювання та окремого випуску частини пустих порід при заглибленні в них випускних виробок, що у підсумку 1 UA 121395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 призводить до додаткових трудових і матеріальних затрат і, як наслідок, до падіння продуктивності праці та до зростання собівартості видобутку руди. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу розробки потужних рудних покладів за рахунок того, що при масовому обваленні руди на вертикальну компенсаційну камеру в першу чергу з випередженням відбивають частину глибоких свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу, при цьому остання із свердловин, що підривається з випередженням у кожному віялі, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, розташована під кутом випуску обваленої руди, після чого підривають у віялах глибокі свердловини, які залишилися з наступним випуском і доставкою обваленої руди до рудоспусків. При цьому для забезпечення переміщення якомога більшої кількості руди, яка обвалюється при випереджаючій відбійці частини глибоких свердловин з "мертвої" зони до випускних отворів (дучок), ширину рудного масиву, який обвалюють у віялах із випередженням з кожного боку на вертикальну компенсаційну камеру, ув'язують для конкретних умов з висотою підповерху, кутом падіння рудного покладу, коефіцієнтом розпушування обваленої руди та необхідним часом загального сповільнення випереджаючої відбійки вищезазначеної частини глибоких свердловин. Технологічний ефект від використання запропонованого способу розробки потужних рудних покладів вирішується тим, що випереджаюча (по відношенню до обвалення основного запасу панелі) відбійка частини глибоких свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу у межах "мертвої" зони, дає змогу силою вибуху скинути значну частину цього запасу руди у вертикальну компенсаційну камеру, де під дією сили гравітації ця руда скотиться до випускних дучок в днищі панелі. Це дозволяє зменшити висоту шару відбитої руди на цій ділянці (у "мертвій" зоні), що позитивно вплине на зменшення втрат руди. Запропоноване ув'язування ширини рудного масиву, який відбивається з випередженням з кожного боку вертикальної компенсаційної камери, з висотою підповерху, кутом падіння рудного покладу, оптимальним коефіцієнтом розпушування обваленої руди дозволяє для конкретних умов вибрати необхідний час загального сповільнення випереджаючої відбійки зазначеної частини глибоких свердловин для досягнення максимального ефекту від запропонованого способу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в межах висоти поверху здійснюють розбиття рудного тілаза простяганням на окремі блоки шляхом проведення підготовчих виробок. Кожний блок по висоті розбивають на декілька підповерхів приблизно рівної висоти, які за простяганням та в залежності від потужності рудного покладу навхрест простяганню ділять на панелі. Відпрацювання запасів починають з верхнього підповерху. Для цього на підповерсі у кожній панелі проходять нарізні виробки, з яких розбурюють рудний масив вертикальними віялами глибоких свердловин, утворюють вертикальну компенсаційну камеру, потім здійснюють масове обвалення запасів панелі шляхом масового багаторядного короткосповільненого підривання вертикальних віял глибоких свердловин на утворену вертикальну компенсаційну камеру. Після цього виконують випуск обваленої рудної маси та її доставку у рудоспуски. Згідно з корисною моделлю, при масовому обваленні руди на вертикальну компенсаційну камеру в першу чергу з випередженням відбивають частину глибоких свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу, при цьому остання із свердловин, що підривається з випередженням у кожному віялі, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, вибурюється під кутом випуску обваленої руди, після чого підривають у віялах глибокі свердловини, які залишилися з наступним випуском і доставкою обваленої руди до рудоспусків. Для того, щоб забезпечити переміщення якомога більшої кількості руди, яка обвалюється при випереджаючій відбійці частини глибоких свердловин з "мертвої" зони до випускних отворів (дучок), ширину рудного масиву L, який обвалюють у віялах із випередженням з кожного боку на вертикальну компенсаційну камеру, визначають за формулою: 2 L=(НппBкк/gcosαКр)tcп , м де: Нпп - висота підповерху, м; Bкк - ширина вертикальної компенсаційної камери, м; 2 g - прискорення вільного падіння, м/с ; а - кут падіння рудного покладу, град.; Кр - коефіцієнт розпушування руди при її відбійці, долі од.; tcп - загальний час сповільнення при випереджаючому підриванні частини глибоких свердловин у віялах із кожного боку від вертикальної компенсаційної камери, с. Заявлений спосіб ілюстрований схемами, де на фіг. 1 зображена вертикальна проекція (вид спереду) ділянки рудного покладу із виймальними панелями, які знаходяться на різних стадіях 2 UA 121395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 очисного виймання; на фіг. 2 - розріз блока навхрест простягання рудного тіла (вид збоку) по лінії А-А із зображеною схемою розбурювання рудного покладу; на фіг. 3 - розріз блока навхрест простягання рудного тіла (вид збоку) по лінії Б-Б із зображенням розташування відбитої руди та пустих порід після масового обвалення запасів панелі; на фіг. 4 і 5 - плани (вид зверху), відповідно горизонту випуску та доставки руди (по лінії В-В) і бурового горизонту (по лінії Г-Г). Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Рудне тіло розбивають у межах висоти поверху за простяганням на окремі блоки проведенням ортів-заїздів 1, з яких проходять для забезпечення сполучення з майбутніми підповерхами блоковий вентиляційно-ходовий підняттєвий 2, господарчий підняттєвий 3 для подачі на підповерхи матеріалів та устаткування, рудоспуски 4 для перепуску на відкотний горизонт руди та порід. Поверх поділяють по висоті на декілька підповерхів приблизно рівної висоти проведенням на рівні горизонтів випуску та доставки руди господарчих ортів 5, з яких проходять акумуляційний штрек 6. З цього штреку проходять орти скреперування 7 з парними лучками 8, які під висячим боком збивають поміж собою вентиляційним штреком 9, який у свою чергу збивають з вентиляційним підняттєвим 10, що має сполучення з верхнім відпрацьованим вентиляційним горизонтом або з вентиляційним збірним штреком-колектором. Для розбурювання рудного масиву проходять у породах лежачого боку буровий штрек 11, який сполучають з горизонтом випуску і доставки ходовими підняттєвими 12 та вибивають на нього рудоспуск 4 та господарчий підняттєвий 3. Розбурювання масиву панелей глибокими свердловинами 13 здійснюють з бурового штреку 11. При розбурюванні масиву панелей останню з частини глибоких свердловин 14, які планують підривати з випередженням по відношенню до інших, що знаходиться у віялах, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, розташовують під кутом випуску обваленої руди. Для розгортання дучок у випускні воронки вибурюють штангові шпури 15. Очисні роботи у кожній панелі розпочинають з утворення вертикальної компенсаційної камери 16. Після цього здійснюють масове обвалення запасів панелі на цю компенсаційну камеру: в першу чергу з випередженням відбивають частину глибоких свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу 14, при цьому остання із свердловин, що підривається з випередженням у кожному віялі, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, розташована під кутом випуску обваленої руди. Після цього підривають у віялах глибокі свердловини, які залишилися з наступним випуском і доставкою обваленої руди до рудоспусків. Розташування відбитої руди 17 та пустих порід 18 після масового обвалення запасів панелі у заявлений спосіб зображено на фіг. 3. Для того, щоб забезпечити переміщення якомога більшої кількості руди, яка обвалюється при випереджаючій відбійці частини глибоких свердловин з "мертвої" зони до випускних отворів (дучок), ширину рудного масиву L, який обвалюють у віялах із випередженням з кожного боку на вертикальну компенсаційну камеру, визначають за формулою, яка отримана шляхом аналітичних розрахунків: 2 L=(НппBкк/gcosαКр)tcп , м, де: Нпп - висота підповерху, м; Вкк - ширина вертикальної компенсаційної камери, м; g - прискорення вільного падіння, м/с; а - кут падіння рудного покладу, град.; Кр - коефіцієнт розпушування руди при її відбійці, долі од.; tcп - загальний час сповільнення при випереджаючому підриванні частини глибоких свердловин у віялах із кожного боку від вертикальної компенсаційної камери, с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Спосіб розробки крутоспадних потужних рудних покладів, що включає розбиття в межах висоти поверху рудного тіла за простяганням на окремі блоки проведенням підготовчих виробок, поділ кожного блока на декілька підповерхів приблизно рівної висоти та його поділ за простяганням й в залежності від потужності рудного покладу навхрест простягання на панелі, їх послідовне відпрацювання починаючи з верхнього підповерху за рахунок проведення у кожній панелі нарізних виробок, розбурювання рудного масиву вертикальними віялами глибоких свердловин з наступним масовим багаторядним короткосповільненим обваленням руди на попередньо утворену вертикальну компенсаційну камеру та її випуском і доставкою до рудоспусків, який відрізняється тим, що при масовому обваленні руди на вертикальну компенсаційну камеру в першу чергу з випередженням відбивають частину глибоких 3 UA 121395 U 5 10 15 свердловин, розташованих в рудному масиві у віялах свердловин з лежачого боку покладу, при цьому остання із свердловин, що підривається з випередженням у кожному віялі, починаючи від контакту рудного покладу з породами лежачого боку, розташована під кутом випуску обваленої руди, після чого підривають у віялах глибокі свердловини, які залишилися з наступним випуском і доставкою обваленої руди до рудоспусків. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що ширину рудного масиву, який обвалюють у віялах із випередженням з кожного боку на вертикальну компенсаційну камеру, визначають за формулою: 2 L=(НппBкк/gcosКр)tcп , м , де: Нпп - висота підповерху, м; Вкк - ширина вертикальної компенсаційної камери, м; 2 g - прискорення вільного падіння, м/с ;  - кут падіння рудного покладу, град.; Кр - коефіцієнт розпушування руди при її відбійці, долі од.; tcп - загальний час сповільнення при випереджаючому підриванні частини глибоких свердловин у віялах із кожного боку від вертикальної компенсаційної камери, с. 4 UA 121395 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5