Спосіб розробки потужних покладів міцних руд

Спосіб розробки потужних покладів міцних руд, що включає розподіл покладу по падінню на поверхи, розподіл по простяганню на виїмкові блоки проведенням підготовчих виробок, проведення усередині блоків нарізних виробок, буріння вибухових свердловин та їх підривання, формування вертикальної відрізної щілини при відробці першої камери кожного поверху, днищ, покрівель і міжкамерних ціликів, виймання руди камерами, виймання камерних запасів руди під охороною покрівлі і міжкамерного цілика, обвалення покрівлі і міжкамерного цілика після випуску руди з камери, випуск обваленої руди під налягаючими породами, який відрізняється тим, U 2 (19) 1 3 рудозвальний підняттєвий доставляється в ортзаїзд до місця навантаження у вагони. В нижній частині камери залишають тимчасовий рудний цілик товщиною, рівною висоті гребнів руди, що утворюються між прийомними воронками після випуску руди обваленої покрівлі з товщею корисних копалин оставленою над камерою (стелини) під налягаючими пустими породами, висота залишених гребнів руди залежить від сипучих властивостей відбитої руди, відстані між осями прийомних воронок і діаметра випускних дучек. Тимчасовий цілик утворюють шляхом недозаряджання глибоких свердловин, вибурених із нижнього бурового штреку. Для запобігання попадання в камеру пустих порід в її верхній частині залишають стелину, відробку якої здійснюють після повної виїмки камерного запасу. Для обвалення стелини з виробок вищележачого горизонту бурять глибокі свердловини. Відбиту руду із стелини спочатку випускають через основні прийомні воронки до початку збіднювання, після чого випуск припиняють і одночасно з відбійкою секції І, тимчасового цілика віялами глибоких свердловин, розвертають під нею перший ряд додаткових прийомних воронок. При відбійці секції І тимчасового цілика гребні руди, розміщені між прийомними воронками, силою вибуху переміщаються у зону впливу еліпсоїдів випуску цих воронок з одночасним відтисненням пустих порід. Після відбійки секції І спочатку відбиту руду випускають із першого ряду додаткових прийомних воронок до початку збіднювання з наступним довипуском рудної маси із основних прийомних воронок до установленої кондиції. Потім відбивають наступну секцію II тимчасового цілика і одночасно розвертають під нею ряд додаткових прийомних воронок, виконують із них випуск відбитої руди до початку збіднювання з наступним довипуском рудної маси із попереднього ряду додаткових прийомних воронок до установленої кондиції, повторюючи ці операції до меж камери. [СРСР, Авторське свідоцтво № 1555484,5МПК Е21С41/16, 1990р.]. Недоліками відомого способу являється малоефективність та складність технології розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, велика трудомісткість, підвищена небезпека гірничих робіт і велика собівартість видобутої руди, із-за великих об'ємів проведення нарізних виробок при формуванні вертикальної відрізної щілини в період відробки кожної камери кожного поверху, малого об'єму попутного видобутку руди у період підготовки кожного виїмкового блоку. В зв'язку з малим об'ємом формуємої вертикальної відрізної щілини у межах кожної відроблюваної камери кожного поверху до рівня її стелини, приведе до того, що основний видобуток руди в цей час буде відбуватись не тільки в малому об'ємі, але й протягом тривалого часу, до закінчення формування вертикальної відрізної щілини. при формуванні вертикальної Крім того, відрізної щілини, в межах кожної відроблюваної камери до рівня її стелини, виконується великий об'єм технологічних процесів, таких як проходка відрізного підняттєвого, бурових ортів, буріння і 32637 4 підривання віял глибоких свердловин, розвертання основних прийомних воронок центральної частини камери шляхом підривання на дучки штангових шпурів, а також при відбійці рудного масива залишення в нижній частині камери тимчасового рудного цілика, в якому проходять буровий штрек і додаткові воронки для розбурювання, відбійки та випуску відбитої руди. Причиною, що перешкоджає одержанню технічного результату корисної моделі, що заявляється прототипом, є: формування вертикальної відрізної щілини при відробці кожної камери кожного поверху, в межах кожної відроблюваної камери, до рівня її стелини з виконанням великого об'єму технологічних процесів, таких як, проходка відрізного підняттєвого, бурових ортів, буріння і підривання віял глибоких свердловин, розвертання основних прийомних воронок центральної частини камери шляхом підривання на дучки штангових шпурів, а також при відбійці рудного масиву, залишення в нижній частині камери тимчасового рудного цілика, в якому проходять буровий штрек і додаткові прийомні воронки для розбурювання, відбійки та випуск у відбитої руди приведе, до малого об'єму попутного видобутку руди період підготовки кожного виїмкового блоку, а також до малого об'єму на протязі тривалого часу, до закінчення формування вертикальної відрізної щілини, основного видобутку руди, та до великого об'єму проведення нарізних виробок. Внаслідок цього така технологічна розробка потужних покладів міцних руд камерними системами буде малоефективною та складною з великою трудомісткістю, підвищеною небезпекою гірничих робіт і великою корисної моделі, що заявляється є Завданням собівартістю видобутої руди. розробка способу розробки потужних покладів міцних руд, в якому шляхом забезпечення можливості формування вертикального компенсаційного простору у межах кожної наступної камери відроблюваної до рівня її покрівлі, після відробки першої камери, після формування технологічної порожнини в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку по простяганню покладу, за рахунок зменшення об'ємів проведення нарізних виробок і формування вертикальної відрізної щілини тільки при відробці першої камери кожного поверху, із забезпеченням повномасштабного, у заданому об'ємі, попутного видобутку руди в процесі формування технологічної порожнини, у період підготовки кожного виїмкового блоку і масового обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика на утворений вироблений простір з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами, досягають підвищення ефективності і спрощення технології розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, зниження трудомісткості та підвищення безпеки гірничих робіт, тим, також Поставлене завдання вирішується а що у відомому способі розробки потужних покладів зниження собівартості видобутої руди. міцних руд, що включає розподіл покладу по падінню на поверхи, а по простяганню на виїмкові блоки проведенням підготовчих виробок, проведення у середині блоків нарізних виробок, 5 буріння вибухових свердловин та їх підривання, формування вертикальної відрізної щілини при відробці першої камери кожного поверху, днищ, покрівель і міжкамерних ціликів, виїмку руди камерами, виїмку камерного запасу руди під охороною покрівлі і міжкамерного цілика, обвалення покрівлі і міжкамерного цілика після випуску руди з камери, випуск обваленої руди під налягаючими породами, згідно корисної моделі, в процесі відробки першої камери кожного поверху, в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку, у вигляді формуємого міжкамерного цілика і наступної камери, в напрямку від першої камери формують технологічну порожнину із заданим об'ємом при довжині не менше сумарної ширини по простяганню покладу формуємого міжкамерного цілика і наступної камери, після чого технологічну порожнину послідовно трансформують у вертикальний компенсаційний простір у межах кожної наступної камери, відроблюваної до рівня її покрівлі з постояним обваленням та випуском відбитої руди частини камерного запасу, в межах формуємого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища, потім виконують обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований вертикальний компенсаційний простір з наступним випуском відбитої руди через випускні виробки днища та утворенням виробленого простору, на який виконують масове обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами. Суттєвими ознаками корисної моделі, що заявляється, є: - розподіл покладу по падінню на поверхи, проведенням підготовчих виробок; - розподіл покладу по простяганню на виїмкові блоки, проведенням підготовчих виробок; - проведення у середині блоків нарізних виробок; - буріння вибухових свердловин та їх підривання; - формування вертикальної відрізної щілини при відробці першої камери кожного поверху; - формування днищ; - формування покрівель; - формування міжкамерних ціликів; - виїмка руди камерами; - виїмка камерних запасів руди під охороною покрівель і між камерних ціликів; - обвалення покрівлі після випуску руди з камери; - обвалення міжкамерного цілика після випуску руди з камери; - випуск обваленої руди під налягаючими породами; - формування технологічної порожнини із заданим об'ємом, в процесі відробки першої камери кожного поверху, в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку, у вигляді формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, в напрямку від першої камери; 32637 6 - формування технологічної порожнини із заданим об'ємом, при її довжині не менше сумарної ширини, по простяганню покладу, формуемого міжкамерного цілика і наступної камери; - послідовна трансформація технологічної порожнини, після її формування, у вертикальний компенсаційний простір, у межах кожної наступної камери відроблюваної до рівня її покрівлі, з постійним обваленням та випуском відбитої руди, частини камерного запасу в межах формуємого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища; - обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований вертикальний компенсаційний простір з наступним випуском відбитої руди через випускані виробки днища та утворенням виробленого простору; - виконання масового обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика на утворений вироблений простір з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами; суттєвими ознаками корисної моделі, Новими що заявляється, є: - формування технологічної порожнини із заданим об'ємом, в процесі відробки першої камери кожного поверху, в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку, у вигляді формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, в напрямку від першої камери; - формування технологічної порожнини із заданим об'ємом, при її довжині не менше сумарної ширини, по простяганню покладу, формуемого міжкамерного цілика і наступної камери; - послідовна трансформація технологічної порожнини, після її формування, у вертикальний компенсаційний простір, у межах кожної наступної камери відроблюваної до рівня її покрівлі, з постійним обваленням та випуском відбитої руди, частини камерного запасу в межах формуємого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища; - обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований вертикальний компенсаційний простір з наступним випуском відбитої руди через випускні виробки днища та утворенням виробленого простору; - виконання масового обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика на утворений вироблений простір з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами. Зазначені суттєві ознаки є необхідними і достатніми у всіх випадках здійснення способу розробки потужних покладів міцних руд. Завдяки тому, що в процесі відробки першої камери кожного поверху, в нижній частині масиву кожного віїмкового блоку, у вигляді формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, в напрямку від першої камери формують технологічну порожнину із заданим об'ємом при її довжині не менше сумарної ширини, по простяганню покладу, формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, дозволяє уже в процесі відробки першої камери кожного поверху забезпечити можливість безперервного обвалення 7 частини запасів наступних віїмкових блоків і випуск відбитої руди через випускні виробки днища, а так як довжина технологічної порожнини не менше сумарної ширини, по простяганню покладу, формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, то це забезпечить повномасштабний, у заданому об'ємі, попутний видобуток руди в процесі формування технологічної порожнини, у період підготовки кожного виїмкового блоку, що буде сприяти підвищенню ефективності і спрощенню технології розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, зниженню трудомісткості та підвищенню безпеки гірничих робіт, а також зниженню собівартості видобутої руди. У випадку, якщо довжина технологічної порожнини, формуємої в напрямку від першої камери, буде менше сумарної ширини, по простяганню покладу, формуємого міжкамерного цілика і наступної камери, то із-за малих об'ємів формуємої технологічної порожнини попутний видобуток руди буде забезпечуватись, в період підготовки виїмкових блоків, в недостатньому об'ємі, що приведе до зниження заданого об'єму видобутку руди, а це буде сприяти зниженню ефективності і ускладненню технології розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, збільшенню трудомісткості та зниженню безпеки гірничих робіт, а також підвищенню собівартості видобутої руди. Завдяки тому, що після формування технологічної порожнини її послідовно трансформують у вертикальний компенсаційний простір, у межах кожної наступної камери відроблюваної до рівня її покрівлі, з постійним обваленням та випуском відбитої руди, частини камерного запасу в межах формуемого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища, це дозволяє виключити формування вертикальних відрізних щілин при відробці виїмкових блоків, крім першого, а також забезпечити можливість безперервного обвалення частини камерного запасу в межах формуемого вертикального компенсаційного простору, та випуску відбитої руди через випускні виробки днища і створює умови для ведення повномасштабного, в заданому об'ємі, видобутку руди з самого початку відробки кожної наступної камери, що буде сприяти підвищенню ефективності і спрощенню технології розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, зниженню трудомісткості та підвищенню безпеки гірничих робіт, а також зниженню собівартості видобутої руди. і випуску Завдяки тому, що після обвалення відбитої руди частини камерного запасу в межах формуемого вертикального компенсаційного простору через випускні виробки днища, виконують обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований вертикальний компенсаційний простір, з наступним випуском відбитої руди через випускні виробки днища, з утворенням виробленого простору, на який виконують масове обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика, з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами, що дає можливість 32637 8 забезпечити повномасштабну, в заданому об'ємі, поточну технологію відробки запасів виїмкових блоків, після відробки першої камери, на увесь період розробки покладу, а це дасть можливість підвищити ефективність і спростити технологію розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, знизити трудомісткість та підвищити безпеку гірничих робіт, а також знизити собівартість видобутої руди. Суттєвість способу розробки потужних покладів міцних руд пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1 зображений у вертикальній проекції порядок відробки від першої камери по простяганню покладу, в межах відроблюваного поверху, що складається із першої відроблюваної камери, в процесі її відробки, формуемого міжкамерного цілика, формуємих технологічної порожнини і вертикального компенсаційного простору, підготовчих і нарізних виробок, а також вибухових свердловин для формування технологічної порожнини і вертикального компенсаційногозображено; теж у висячому боці - на Фіг.2 простору покладу з віялами вибухових свердловин для обвалення запасів формуемого міжкамерного цілика і частини камерного запасу руди у висячому боці наступної камери після формування вертикального компенсаційного простору; - на Фіг.3 зображений поперечний розріз по А А Фіг.1, 2 формуємого міжкамерного цілика, вхрест простягання покладу, з днищем, підготовчими та нарізними виробками, вибуховими свердловинами для формування технологічної порожнини і масового обвалення запасів формуемого міжкамерного цілика; - на Фіг.4 зображений поперечний розріз по Б Б Фіг.1, 2 кожної наступної, після першої, відроблюваної камери вхрест простягання покладу, в процесі підготовки камерного запасу руди до очисної виїмки з днищем, покрівлею наступної камери, підготовчими та нарізними виробками, а також вибуховими свердловинами для формування технологічної порожнини, вертикального компенсаційного простору і обвалення залишеної частини камерного запасу руди; на Фіг.5 зображено теж після формування технологічної порожнини і вертикального компенсаційного простору; - на Фіг.6 зображений у плані повздовжній розріз по В - В Фіг.3, 4, 5 з нарізними виробками, першою відроблюваною камерою в процесі її відробки, формуємим міжкамерним ціликом, наступною камерою, господарчими і буровими ортами та штреками, а також вибуховими свердловинами для формування вертикального компенсаційного простору, обвалення залишеної частини камерного запасу руди і масового обвалення запасів міжкамерного цілика. Спосіб здійснюється наступним чином. Підготовчими виробками поклад по падінню ділять на поверхи (на кресленнях не показано), а по простяганню на виїмкові блоки, в яких проходять орти-заїзди 1, нарізні виробки для здійснення технологічних процесів по бурінню вибухових свердловин, їх підриванню, відбійки та 9 виїмки руди камерами шляхом випуску і доставки відбитої руди через виробки днища. В кожному виїмковому блоці проведенням доставочних виробок 2 і випускних 3 формують днище 4 для випуску і доставки відбитої руди 5. В початковій стадії відробки частини покладу в межах кожного відроблюваного поверху, одним із відомих способів відроблюється перша камера 6 з формуванням вертикальної відрізної щілини (на кресленнях не показана) і покрівлі 7 (Фіг.1-5). В процесі відробки першої камери 6 кожного поверху в нижній частині виїмкового блоку, у вигляді формуемого міжкамерного цілика 8 і наступної камери 9, формують в напрямку від першої камери 6 технологічну порожнину 10 підриванням вибухових свердловин 11, вибурених із бурового штрека 12 (Фіг.1, 3, 4). Технологічну порожнину 10 послідовно трансформують у вертикальний компенсаційний простір 13, у межах кожної наступної відроблюваної камери 9 до рівня її покрівлі 14. Трансформацію технологічної порожнини 10 у вертикальний компенсаційний простір 13, виконують з постійним обваленням і випуском відбитої руди 15 (Фіг.5), частини камерного запасу в межах формуемого вертикального компенсаційного простору 13, через випускні виробки днища 4, послідовним підриванням вибухових свердловин 16, вибурених із бурових штреків 17, на раніше сформовану технологічну порожнину 10. Після чого виконують обвалення залишеної частини камерного запасу руди 9 (Фіг.2, 4, 5, 6) на сформований вертикальний компенсаційний простір 13, послідовним підриванням вибухових свердловин 18 вибурених із бурових ортів 19, з наступним випуском відбитої руди 15 через випускні виробки 3 днища 4, з утворенням виробленого простору (на кресленнях не показано), на який виконують масове обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика, послідовним підриванням вибухових свердловин 20 вибурених із бурових штреків 16 і вибухових свердловин 21 вибурених із бурових ортів 22, з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами. Подальша відробка покладу, в межах відроблюваних поверхів, здійснюється аналогічно, шляхом послідовного формування технологічної порожнини по простяганню покаладу з трансформацією її у вертикальний компенсаційний простір, в межах наступних камер, із залишенням міжкамерних ціликів, обваленням і випуском запасів руди камер і міжкамерних ціликів, при цьому перша відроблювана камера, в межах кожного відроблюваного поверху, може разміщуватися, як на обох флангах покладу, так і на Приклад. із них, у центрі або на будь-якій одному розроблюваній його дільниці. поклад міцних руд Відроблюваний потужний представлений магнетитовими кварцитами міцністю 17-18 балів по шкалі проф. М.М. Протод'яконова, розміщений у межах шахтного поля шахти ім. Орджонікідзе ВАТ „ЦГЗК’’ Криворізького залізорудного басейну. Підготовчими виробками відроблюваний поклад по падінню розподіляють на поверхи висотою 80м, а по простяганню на виїмкові блоки 32637 10 по 60м, в яких проходять орти-заїзди і нарізні виробки. В процесі проходки нарізних виробок в кожному виїмковому блоці проведенням доставочних і випускних виробок формують днище для випуску і доставки відбитої руди. В початковій стадії відробки частини покладу, в межах кожного відроблюваного поверху, етажно-камерною системою відроблюють першу камеру з формуванням в ній вертикальної відрізної щілини і покрівлі. При відробці першої камери кожного поверху в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку, у вигляді формуемого міжкамерного цілика і наступної камери, формують в напрямку від першої камери технологічну порожнину, довжину якої приймають рівною 80м, що складає сумарну ширину формуемого міжкамерного цілика і наступної камери по простяганню покладу. Висота і ширина технологічної порожнини складає по 20м. У цьому випадку її об'єм забезпечує повномасштабну, в заданому об'ємі, рівному 3540тис. т. руди в місяць, попутний видобуток руди в період підготовки кожного виїмкового блоку. Технологічну порожнину формують підриванням вибухових свердловин діаметром 105мм, вибурених буровими станками НКР-100 М із бурового штреку. Технологічну порожнину послідовно трансформують у вертикальний компенсаційний простір в межах кожної наступної відроблюваної камери до рівня її покрівлі. Трасформацію технологічної порожнини у вертикальний компенсаційний простір виконують з постійним обваленням і випуском відбитої руди, частини камерного запасу в межах формуемого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища, послідовним підриванням вибухових свердловин діаметром 105мм, вибурених буровими станками НКР-100 М із бурових штреків, на раніше сформовану технологічну порожнину. Після чого виконують обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований вертикальний компенсаційний простір послідовним підриванням вибухових свердловин діаметром 105мм, вибурених буровими станками НКР-100М із бурових ортів, з наступним випуском відбитої руди через випускні виробки днища та утворенням виробленого простору, на який виконують масове обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика послідовним підриванням вибухових свердловин діаметром 105мм, вибурених буровими станками НКР-100 М із бурових штреків і бурових ортів, з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами. Подальша відробка покладу в межах відроблюваних поверхів здійснюється аналогічно, шляхом послідовного формування технологічної порожнини по простяганню покладу з трасформацією її у вертикальний компенсаційний простір, в межах наступних камер, із залишенням сформованих міжкамерних ціликів, обваленням і випуском запасів руди камер і міжкамерних ціликів, при цьому перша відроблювана камера в межах кожного відроблюваного поверху може розміщуватись, як на обох флангах покладу, так і на одному із них, в центрі або на будь-якій розроблюваній його дільниці. 11 Застосування корисної моделі, що заявляється дасть можливість підвищити ефективність і спростити технологію розробки потужних покладів міцних руд камерними системами, знизити трудомісткість та підвищити безпеку гірничих робіт, а також знизити собівартість видобутої руди за рахунок зменшення об'ємів проведення нарізних виробок і формування вертикальної відрізної щілини тільки при відробці першої камери кожного поверху, із забезпеченням повномасштабного, у заданому об'ємі, попутного видобутку руди в процесі формування технологічної порожнини, у період підготовки кожного виїмкового блоку і масового обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика на утворений вироблений простір, з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами, шляхом забезпечення можливості формування вертикального компенсаційного простору, у межах кожної наступної камери, відроблюваної до рівня її покрівлі після відробки першої камери, після формування технологічної порожнини в нижній частині масиву кожного виїмкового блоку по простяганню покладу. Технічний результат досягається, у зв’язку з тим, що вертикальну 32637 12 відрізну щілину формують тільки при відробці першої камери кожного поверху і в процесі її відробки, в нижній частині масиву кожного наступного виїмкового блоку, в напрямку від неї, формують технологічну порожнину із заданим об'ємом. Виїмковий блок представляє собою формуємий міжкамерний цілик і наступну камеру, а довжина формуємої технологічної порожнини буде не менше сумарної їх ширини по простяганню покладу. При цьому технологічну порожнину послідовно трансформують у вертикальний компенсаційний простір у межах кожної наступної камери, що відробляється до рівня її покрівлі. Відбувається постійне обвалення та випуск відбитої руди частини камерного запасу, в межах формуємого вертикального компенсаційного простору, через випускні виробки днища. Потім виконують обвалення залишеної частини камерного запасу руди на сформований компенсаційний простір. Після чого виконують випуск відбитої руди через випускні виробки днища з утворенням виробленого простору. Потім на нього виконують масове обвалення запасів кожного сформованого міжкамерного цілика з наступним випуском відбитої руди під налягаючими породами. 13 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 32637 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601