ОЧИСТНОЙ БЛОК ДЛЯ РАЗРАБОТКИ КРУТЫХ РУДНЫХ ТЕЛ

Полезная модель относится к горному делу и может быть использована для разработки рудных тел, преимущественно крутых с переменным по мощности содержанием высокоценных полезных компонентов.
Известна система разработки крутых рудных тел, включающая отработку запасов блоками с магазинированием отбитой руды (см. Рафиенко Д.И. Системы с магазинированием руды при разработке жильных месторождений. М.: Недра, 1967, с. 59-60).
Недостаток очистного блока используемого при такой системе разработки - неэффективность при разработке крутых рудных тел, с переменным по мощности содержанием высокоценных полезных компонентов, поскольку не исключается разубоживание выпускаемой отбитой богатой руды бедной.
Известен также очистной блок для разработки крутых рудных тел, содержащий этажные откаточный и вентиляционный штреки, буровые выработки, выполненный с возможностью опережающей отбойки и выпуска богатой руды и последующей отбойки запасов бедной руды с размещением ее в выработанном пространстве блока, с возможностью генерального выпуска после отбойки запасов всего блока (см. RU №2052111, E21C 41/22, 1992).
Недостатком этого очистного блока является необходимость специального использования транспортного оборудования для удаления отбиваемой богатой руды из блока и сравнительно мощного бурового оборудования для бурения скважин достаточно большой длины, а также значительный объем нарезных работ. Кроме того, продолжительность отработки блока существенно увеличивается, поскольку выпуск бедной руды производят после пересмотра кондиций. Все это способствует повышению себестоимости добычи и исключает возможность эффективной отработки месторождений со сравнительно небольшими запасами.
Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является снижение себестоимости добычи и обеспечение возможности эффективной отработки месторождений со сравнительно небольшими запасами, с переменным по мощности содержанием высокоценных полезных компонентов.
Технический результат проявляющийся при решении поставленной задачи выражается в обеспечении самотечного транспорта отбитой руды по блоку к рудоспуску, кроме того, для обуривания руды используется компактное и легкое буровое оборудование, обычно используемое в системах с магазинированием, кроме того, существенно сокращается объем нарезных работ, которые фактически сводятся у проведению отрезной выработки. Кроме того, достигается вовлечение в разработку забалансовых запасов и увеличение за счет этого сырьевой базы, месторождений на 20-30%
Для решения поставленной задачи очистной блок для разработки крутых рудных тел, содержащий этажные откаточный и вентиляционный штреки, буровые выработки, выполненный с возможностью опережающей отбойки и выпуска богатой руды и последующей отбойки запасов бедной руды с размещением ее в выработанном пространстве блока, с возможностью генерального выпуска после отбойки запасов всего блока, отличается тем, что буровой выработке придан угол наклона не менее угла естественного откоса отбитой руды, при этом, высота слоя отбиваемой бедной руды равна высоте слоя богатой руды, причем наклон поверхности замагазинированного объема отбитой бедной руды сохраняют постоянным до отработки блока на всю его высоту, с возможностью отбойки на нее второго и последующих слоев богатой руды, кроме того, борта восстающих, примыкающих к пространству отрабатываемого блока снабжены обшивкой, формируемой до начала отбойки слоя бедной руды, выполненной до уровня сопряжения восстающих с поверхностью замагазинированного объема отбитой бедной руды, кроме того, для выпуска богатой руды использован восстающий, сопряженный с буровой выработкой блока и его откаточным штреком, при этом для генерального выпуска запасов бедной руды всего горизонта использован откаточный штрек самого нижнего блока горизонта из блоков расположенных один под другим, причем блок снабжен средством предварительного обогащения, предпочтительно узлом рентгеносортировки, выполненным с возможностью доведения содержания полезного компонента до уровня соответствующего балансовому содержанию.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".
Признаки отличительной части формулы полезной модели обеспечивают решение поставленной задачи, а именно снижение себестоимости добычи и обеспечение возможности эффективной отработки месторождений со сравнительно небольшими запасами, с переменным по мощности содержанием высокоценных полезных компонентов.
На фиг. 1 схематично показан общий вид блока в плане рудного тела; на фиг. 2 показан фрагмент разреза по падению.
На чертежах показаны откаточный 1 и вентиляционный 2 этажные штреки, рудоспускной 3 и вентиляционный 4 восстающие, буровая выработка 5, богатая 6 и бедная 7 руда, слои богатой 8 и бедной 9 руды, поверхность 10 замагазинированного объема отбитой бедной руды 11, обшивка 12 бортов восстающих 3 и 4, подэтажный штрек 13 (или подэтажные, если по высоте блока больше двух подэтажей, границы слоев 14, контур оруденения 15 (отбиваемого объема).
Подготовка блока к отработке сводится к проведению известным образом, с помощью БВР этажных откаточного 1 и вентиляционного 2 штреков, подэтажных 13 штреков и фланговых восстающих (с помощью известных средств - например, комплексов КПВ или КПН). В качестве, рудоспускного восстающего 3 используют бывший вентиляционный восстающий 4, рядом отработанного блока. Вентиляционный восстающий 4 проходят, на высоту, как минимум до уровня, обеспечивающего возможность его сопряжения с буровой выработкой 5. Крепление восстающих 3 и 4 предусматривает затяжку их бортов обшивкой 12, например, выполненную в виде стоек распертых в почву и кровлю, установленных на расстоянии до 1 м друг от друга и скрепленных с ними досок, расположенных со стороны блока. Обшивка выполняется в процессе отработки блока. Целесообразно использовать люковый выпуск богатой руды, из рудоспускного восстающего 3, для этого в этажном откаточном штреке 1 навешивают люки, выполненные с возможностью выдачи руды в транспортные средства перемещающиеся по откаточному штреку 1.
Буровую выработку 5 проходят по рудному телу, от сопряжения рудоспускного восстающего 3 с этажным откаточным штреком 1 под углом наклона к горизонтальной плоскости не меньшим угла естественного откоса отбитой руды (до 40-50°). Ее забой выводят к проектному контуру вентиляционного восстающего 4. Сечение буровой выработки - минимально возможное, например 1,2×1,8 м, при использовании при их проведении комплексов КПВ или КПН, сечение принимается соответствующим минимально допустимому для них.
Для обуривания руды используется компактное и легкое буровое оборудование обычно используемое в системах с магазинированием, например перфораторы ПР18-ПР30, которыми бурят шпуры длиной порядка 2 м.
Очистные работы начинают после сбойки буровой выработки 5 с вентиляционным восстающим 4 и осуществляют в 2 стадии. На первой стадии обуривают и отбивают слой богатой руды 8. Его мощность определяется с учетом общей мощности оруденения (в пределах которой содержание полезного компонента варьирует от нижней границы балансового, до 0,25-0,3 от балансового.). При этом вынимаемая мощность богатой руды определяется из выражения
раз
(L-m)/m=к
Где L - суммарная мощность оруденения, в которой содержание полезного компонента не менее 0,25-0,3 от балансового, м;
m - вынимаемая мощность богатой руды, м;
раз
к - коэффициент разрыхления отбитой бедной руды - около 1,6-1,75.
Ориентировочно, вынимаемая мощность богатой руды составляет 0,3-0,6 м. Отбитая богатая руда по почве буровой выработки 5 «стекает» в рудоспускной восстающий 3, откуда отгружается через люковый затвор и по откаточному штреку транспортируется далее к стволам или штольням, по которым выдается на поверхность и далее - на обогатительную фабрику.
После этого реализуется вторая стадия, на которой отбивают и выпускают слой 9 бедной руды, при этом используют то же буровое оборудование, что и при обуривании слоя богатой руды. В принципе возможно одновременное обуривание всего выемочного объема, равного суммарной мощности вынимаемой на стадиях выемки богатой и бедной руды, единственно, заряжание и отбойку пробуренных скважин осуществляют последовательно.
В процессе обуривания слоя бедной руды 9 наращивают обшивку 12 бортов 11 восстающих 3 и 4, примыкающих к пространству отрабатываемого блока на высоту обеспечивающую прием всего объема отбитой бедной руды, без его попадания в рудоспускной восстающий 3. Этому же способствует отбойка слоя бедной руды последовательными участками, распределенными по длине отбиваемого слоя в очередности снизу вверх. Отбойку слоя 9 бедной руды ведут, предпочтительно с обеих сторон «канавы», образованной отбойкой и выпуском слоя богатой руды 8, на такую же высоту. Целесообразно отбойку слоя богатой руды вести таким образом, чтобы крупность ее кусков была выше чем при отбойке бедной руды. Наклон поверхности 10 замагазинированного объема отбитой бедной руды сохраняют постоянным до отработки блока на всю его высоту, при необходимости разравнивая его, для исключения впадин, в которых может задерживаться богатая руда. Отбойку второго и последующих слоев 8 богатой руды ведут на поверхность 10 замагазинированного объема отбитой бедной руды. Отбитая богатая руда по поверхности 10 замагазинированного объема отбитой бедной руды «стекает» в рудоспускной восстающий 3, откуда отгружается через люковый затвор и по откаточному штреку транспортируется далее к стволам или штольням, по которым выдается на поверхность и далее - на обогатительную фабрику. Далее все повторяется до момента отбойки объема, включающего последний слой богатой руды, который отбивают одновременно, по всей суммарной выемочной мощности, при этом, перед взрывными работами перекрывают обшивкой 12 борта 11 восстающих 3 и 4, на участке отбиваемого блока. Таким образом, после отбойки названного последнего наклонного слоя, массив замагазинированной бедной руды сольется с аналогичным массивом сформированным в вышележащих блоках этажа (богатая руда, этого последнего слоя, при этом смешивается с бедной рудой). После этого осуществляют генеральный выпуск запасов бедной руды всего горизонта на этажный откаточный штрек, расположенный на уровне самого нижнего блока горизонта, из блоков расположенных один под другим. Выпуск бедной руды ведут известным образом, через люки или дучки (на чертежах не показаны). Бедную руду известным образом подвергают предварительному обогащению, например, с использованием рентгеносортировки (если руда рентгеноконтрастна) или сортировке основанной на использовании других физических принципах. В процессе предварительного обогащения доводят содержание полезного компонента до уровня соответствующего балансовому содержанию. После этого обогащенная руда транспортируется далее - на обогатительную фабрику.
Например, при добыче вольфрамовых руд в условиях месторождения «Забытое» (Приморский край) к богатым рудам относят руды с содержанием трехокиси вольфрама не менее 0,8%, а к бедным с содержанием 0,2-0,3%. При этом рентгенорадиометрическая сортировка позволяет довести содержание полезного компонента до тех же, 8% и, за счет этого увеличить на 20-30% сырьевую базу месторождения по жильной части.