СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЭТАЖНО-КАМЕРНОЙ СИСТЕМОЙ С ЗАКЛАДКОЙ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА
WORKING OF THICK DEPOSITS OF HORIZON-PILLAR SYSTEM SANDSTOWING

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при подземной разработке мощных месторождений этажно-камерной системой с переходом на нижний горизонт.
Известен способ разработки крутопадающих рудных тел с неустойчивыми рудами, включающий проведение подготовительных и нарезных выработок с формированием первичных и вторичных камер, отработку руды с использованием буровзрывной отбойки, заполнение отработанного пространства закладкой, отработку следующего нижнего горизонта со смещением камер (см. патент РФ на изобретение №2515285, МПК-2006.01 Е21С 41/16, опубл. 10.10.2013, бюл. №28). В данном способе смещение камер нижнего горизонта осуществляют как по горизонтали, так и по вертикали в шахматном порядке с образованием подэтажей. Отработку следующего нижнего горизонта со смещением камер в шахматном порядке выполняют с целью сокращения потерь руды. Для разработки месторождения таким способом необходимо проведение большого количества нарезных выработок при переходе с подэтажа на этаж, так как смещение камер в вертикальном направлении осуществляют наполовину высоты этажа, что усложняет конфигурацию расположения камер. При этом высота камер этажа не может быть более 40…50 м. Это связано с тем, что бурение прямолинейных скважин с одной установки бурового станка на большую глубину невозможно. А в данном способе бурение осуществляют именно с одной установки бурового станка веерами нисходящих скважин из буровой выработки. Кроме того, следствием сложной конфигурации расположения камер является сложность разводки закладочных трубопроводов.
Недостатками аналога являются, во-первых, сложность и большая трудоемкость осуществления способа, во-вторых, сложность разводки закладочных трубопроводов, в-третьих, повышенная опасность проведения буровзрывных работ, так как рабочие вынуждены работать в очистном пространстве из-за особенностей данного способа или использовать механизмы с дистанционным управлением для повышения безопасности, что в свою очередь приведет к снижению качества работ.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является сплошная система разработки месторождения с возведением бетонных целиков, включающая проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, с формированием блоков из камер первой и второй очереди, проведение отработки камер первой очереди с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами, последующее заполнение отработанного пространства камер первой очереди твердеющей закладкой и проведение после набора прочности отработки камер второй очереди, после чего осуществляют отработку следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока и выемку межэтажного целика бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа (см. А.Ш. Курбанов, Н.Н. Александров, Н.Г. Клименко, Е.А. Крюков, Н.Ф. Седашева, Т.Ф. Соболевский, Л.И. Яковлев. Отчет по теме №737 - «Геолого-экономическая и промышленная оценка Худесского медно-колчеданного месторождения Северного Кавказа», М.: Центральный научно-исследовательский горноразведочный институт цветных, редких и благородных металлов «ЦНИГРИ», 2002. 424 с., фиг. 40). В данном способе бурение скважин проводят из верхних и нижних буровых ортов, расположенных выше и ниже откаточных штреков вентиляционного и рабочего горизонтов, а разгрузочные выработки сформированы в виде дучек.
Недостатками прототипа являются, наличие большого количества нарезных выработок, связанных с созданием специальных верхних и нижних буровых ортов, расположенных выше и ниже откаточных штреков, а также со сложностью формирования дучек. Эти работы требуют дополнительных затрат средств и времени, что приводит к повышению себестоимости добычи руды и снижению производительности работ. Кроме того, наличие дучек усложняет погашение межэтажных целиков. Причем вторичные камеры заполняют обрушенными породами, что приводит к проседанию почвы и нарушению ландшафта.
Результатом предлагаемого технического решения является повышение производительности и снижение себестоимости добычи руды, за счет снижения количества нарезных выработок и упрощения конфигурации выпускной выработки, а также сохранение природного ландшафта.
Технический результат достигается тем, что способ включает проведение подготовительных откаточных выработок по породе и нарезных выработок, состоящих из буровых и транспортных ортов, разгрузочных выработок и заездов к ним, формируя блоки, состоящие из камер первой и второй очереди, последующую отработку камер первой очереди с использованием буровзрывной отбойки восходящими и нисходящими скважинами, заполнение отработанного пространства камер первой очереди твердеющей закладкой и проведение после набора прочности отработки камер второй очереди, отработку следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока и выемку межэтажного целика бурением скважин из транспортного орта верхнего этажа, согласно изобретению буровые и транспортные орты прокладывают в одном уровне с откаточными выработками, дополнительно формируют подэтаж посередине высоты камер путем проходки бурового орта, а разгрузочные выработки формируют в виде траншеи с одновременной отбойкой руды в камерах, при этом после отработки камер второй очереди осуществляют их закладку твердеющей смесью, а отработку следующего нижнего этажа проводят после набора смесью достаточной прочности.
Данный способ позволит существенно повысить производительность и снизить себестоимость добычи руды за счет снижения количества нарезных выработок, упрощения конфигурации выпускной выработки и существенного увеличения высоты этажа из-за наличия подэтажного бурового орта, а также позволит сохранить естественный природный ландшафт за счет закладки камер второй очереди твердеющей смесью.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вертикальный разрез месторождения на начальной стадии разработки (самый верхний этаж) с указанием последовательности отработки камер, на фиг. 2 - то же на стадии разработки последующих нижних этажей, на фиг. 3 - горизонтальный разрез по А-А на уровне рабочего горизонта и Б-Б на уровне вентиляционного горизонта на фиг. 2.
Способ осуществляют следующим образом.
Проходят подготовительные откаточные выработки 1 по породе, формируя полевые штреки в лежачем и висячем боках месторождения одновременно на рабочем и вентиляционном горизонтах. Разделяют рудную площадь на блоки, причем ширину блока определяют равной мощности месторождения, высоту равной высоте этажа, а длину устанавливают в зависимости от прочностных характеристик руды. Блоки разделяют на камеры 2 первой (I) и второй (II) очереди.
Затем выполняют нарезные работы. При этом проходят на границе камер 2 первой и второй очереди транспортные орты 3 на рабочем горизонте и буровые орты 4 на рабочем и вентиляционном горизонтах в одном уровне с откаточными выработками (см. фиг. 1), а также проходят буровые орты 5 посередине высоты камер, формируя подэтаж. Создание подэтажа позволяет существенно увеличить высоту этажа до 80…90 м и тем самым сократить количество нарезных работ и повысить производительность добычи руды.
Отработку камер 2 ведут традиционным способом путем проходки отрезного восстающего, между рабочим и вентиляционным горизонтами, предварительно пройдя заезд 6 между транспортным 3 и буровым ортом 4 на рабочем горизонте (см. фиг. 3), разделкой отрезной щели и последовательной отбойкой вееров скважин, пробуренных из буровых ортов 4 рабочего и вентиляционного горизонта, а также бурового орта 5 подэтажа (см. фиг. 1). Причем из бурового орта 4 рабочего горизонта скважины бурят таким образом, чтобы после отбойки образовалась разгрузочная выработка в виде траншеи. Выпуск руды из траншеи осуществляют через соответствующие заезды 6 между транспортным 3 и буровыми 4 ортами  рабочего горизонта с помощью самоходного оборудования.
Причем отработку камер 2 ведут последовательно. Сначала отрабатывают камеры первой очереди (I) и через скважины 7 заполняют отработанное пространство твердеющей закладкой, используя вентиляционный горизонт. После набора прочности отрабатывают камеры второй очереди (II) аналогично камерам первой очереди и также заполняют их твердеющей закладкой. После отработки всего этажа и набора прочности твердеющей смеси в камерах переходят к отработке следующего нижнего этажа со смещением камер по горизонтали наполовину ширины блока относительно блоков верхнего этажа (см. фиг. 2). Это дает возможность вовлечь в отработку оставшиеся целики между траншеями отработанных блоков на верхних этажах и обеспечить выемку полезного ископаемого из недр практически без потерь. При этом при переходе на следующий нижний этаж транспортный орт 3 рабочего горизонта верхнего этажа становится буровым ортом 4 вентиляционного горизонта нижнего этажа (см. фиг. 2) и выемку межэтажного целика осуществляют одновременно с выработкой камер 2 путем отбойки вееров восходящих скважин из бурового орта 4 вентиляционного горизонта.
Данный способ позволяет применить мощное самоходное оборудование для проходки подготовительных и нарезных выработок, погрузки и транспортировки руды, а также позволяет вести отбойку руды глубокими скважинами, применять наиболее производительный безлюковый выпуск руды непосредственно на почву откаточных горизонтов. Увеличенная высота этажа позволяет сократить расходы на подготовку и нарезку блоков, увеличить производительность и снизить себестоимость добычи руды. Закладка камер второй очереди твердеющей смесью позволит исключить проседание поверхности и сохранить естественный природный ландшафт.
Использование предлагаемого способа позволит по сравнению с прототипом существенно повысить производительность и снизить себестоимость добычи руды, а также сохранить естественный природный ландшафт.