СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ТОНКИХ И МАЛОМОЩНЫХ КРУТОПАДАЮЩИХ РУДНЫХ ТЕЛ
METHOD FOR DEVELOPING THIN AND LOW-POWERED STEEL-FALLING ORE BODIES

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при выемке запасов тонких и маломощных рудных тел (0,5…2,0 м) с изменчивыми элементами залегания (мощность, угол падения), неустойчивыми и средней устойчивости рудой и вмещающими породами.
Известен способ разработки крутопадающих рудных тел, включающий подсечку блока, отбойку с магазинированием руды, частичный и полный выпуск по всей площади блока с погрузкой непосредственно в откаточные средства (см. Назарчик А.Ф., Мухин М.Е. Системы разработки жильных месторождений. М.: Недра, 1958. - с. 55-57).
Указанный способ не применим для разработки месторождений с недостаточно устойчивыми вмещающими породами из-за больших потерь замагазинированной руды в виде зависаний и вторичного разубоживания, а также низкой производительности труда при выпуске руды.
Известен способ разработки маломощных жил с неустойчивыми вмещающими породами системами с магазинированием и креплением выработанного пространства вертикальными рядами распорной крепи по всей высоте блока (см. Рафиенко Д.И. Системы с магазинированием руды при разработке жильных месторождений. М.: Недра, 1967. - с. 19-20).
Данный способ характеризуется увеличением материальных и трудовых затрат на возведение крепи. Кроме того, наличие распорной крепи препятствует свободному перемещению руды по очистному пространству, и, как следствие, возрастают потери руды в виде зависаний.
Известен способ разработки крутопадающих маломощных жил с недостаточно устойчивыми боковыми породами системой с магазинированием руды с разделением блока на «короткие магазины» (см. Агошков М.И., Борисов С.С., Боярский В.А. Разработка рудных и нерудных месторождений. М.: Недра, 1983. - с. 158-160).
Недостатком известного способа является значительное увеличение количества восстающих выработок и затрат на их возведение.
Известен способ разработки тонких и маломощных крутопадающих жил наклонными диагональными слоями с закладкой выработанного пространства подрываемыми породами лежачего бока до проектной выемочной мощности жилы и/или гранулированной закладочной смесью из хвостов обогатительной фабрики (см патент РФ №2371579, E21C 41/16, опуб. 27.10.2009).
Недостатками известного способа являются повышенные затраты на отбойку и вторичное дробление породы лежачего бока, необходимость создания качественного дорожного покрытия путем планировки, утрамбовки отбитой породы и формирования бетонной подушки на почве наклонного диагонального слоя, по которой перемещается самоходное буровое и погрузочно-доставочное оборудование, что снижает производительность труда и увеличивает себестоимость добычи руды. Применение гранулированной закладки из хвостов обогащения требует также проведения дополнительных технических, технологических мероприятий и финансовых затрат на ее производство и увеличение несущей способности.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки совместно залегающих крутопадающих маломощных рудных тел в устойчивых и средней устойчивости породах (см. патент РФ №2209972, E21C 41/22, опуб. 10.08.2003), заключающийся в том, что запасы очистного блока отрабатываются в направлении сверху вниз последовательными нисходящими слоями. Особенность заключается в том, что в нижнем смежном слое высотой 3-3,5 м отбойку руды в заходке производят буровзрывным способом с применением горизонтальных шпуров, а в верхнем смежном слое - селективная отбойка руды восходящими шпурами на высоту 3,0 м и ее временное магазинирование в выработанном пространстве очистных заходок нижнего смежного слоя. С навала горнорудной массы на границе между слоями устанавливают подвесную предохранительную крепь. Уборку временно оставленной горнорудной массы производят после окончания отбойки рудных тел верхнего слоя и установки предохранительной крепи. Выработанное пространство очистных заходок закладывают твердеющей смесью. После окончания технологических операций по очистной выемке двух смежных слоев производится зарезка следующей пары нижележащих слоев на 6-6,5 м ниже почвы нижнего слоя.
Недостатками указанного способа являются значительные затраты на погашение выработанного пространства твердеющей закладкой в связи с высокой ее стоимостью, которая достигает до 30…50% от себестоимости очистных работ, невозможность использования в неустойчивых вмещающих породах из-за их обрушения при значительном пролете обнажения, равном двойной высоте слоя, повышенная опасность для рабочих и оборудования при нахождении их в очистном пространстве, из которого осуществляется бурение восходящих шпуров для селективной выемки руды.
Техническим результатом настоящего изобретения являются повышение эффективности разработки тонких и маломощных крутопадающих рудных тел, улучшение качества отбитой руды, повышение производительности и безопасности труда, снижение затрат на закладку и отбойку руды.
Результат достигается тем, что способ разработки тонких и маломощных крутопадающих рудных тел, включающий отработку рудного тела горизонтальными слоями и смежными спаренными прирезками по падению-восстанию рудного тела, отличается тем, что вначале производят выемку руды в слоевой заходке путем взрывания горизонтально пробуренных шпуров, а затем осуществляют взрывание в нижней прирезке, смежной с слоевой заходкой, нисходящих параллельно сближенных шпуров или скважин малого диаметра с временным оставлением отбитой руды в образовавшемся выработанном пространстве, после этого через слой отрабатывают следующую слоевую заходку аналогично вышележащей, а далее отбивают руду в верхней прирезке, смежной ниже отработанной слоевой заходке, восходящими параллельно сближенными шпурами или скважинами малого диаметра и выпускают ее совместно с временно замагазинированной рудой нижней прирезки через торец слоевой заходки.
Способ иллюстрируется чертежом.
На фиг. 1 изображены проекции на вертикальную плоскость вкрест и по простиранию залежи.
Способ осуществляют следующим образом.
Горно-подготовительные работы включают проходку горизонтальных горных выработок откаточного и вентиляционного горизонтов, материальных и вентиляционных ходовых восстающих, рудоспусков и камерных выработок. К нарезным работам относится проведение слоевых и транспортных ортов, локальных уклонов, камер вспомогательного назначения и др. Горноподготовительные и нарезные работы производят буровзрывным способом с применением шпуровой отбойки, а очистные - шпурами или скважинами малого диаметра.
На Фиг. 1: 1 - слоевая заходка; 2 - нижняя прирезка в рудном теле, заполненная отбитой рудой; 3 - верхняя прирезка в рудном теле; 4 - нисходящие параллельно сближенные шпуры или скважины малого диаметра; 5 - анкерная крепь; 6 - подвесная деревянная крепь на крюках; 7 - деревянная затяжка; 8 - распорная деревянная крепь; 9 - слоевая заходка; 10 - восходящие параллельно сближенные шпуры или скважины малого диаметра.
Очистные работы заключаются в следующем.
На первой стадии производят выемку руды в слоевой заходке 1 (фиг. 1). Заходки крепят анкерной крепью 5.
Далее осуществляют взрывание пробуренных в рудном теле нисходящих параллельно сближенных шпуров или скважин малого диаметра 4. Отбитую руду временно оставляют в нижней прирезке 2. Борта слоевой заходки в местах тектонических нарушений крепят распорной деревянной крепью 8 по почве выработки.
На второй стадии через слой отрабатывают слоевую заходку 9 аналогично вышележащей 1. Затем отбивают руду в верхней прирезке 3 восходящими параллельно сближенными шпурами или скважинами малого диаметра 10 в количестве 2…3 рядов за один раз и выпускают ее совместно с временно замагазинированной рудой нижней прирезки 2 через торец слоевой заходки 9.
Руду от добычи в слоевых заходках и прирезках доставляют до рудоспусков и сортируют на грохотах по классам крупности и содержанию.
По мере отбойки и выпуска руды производят крепление сопряжения (кровли) слоевой заходки 9 и выработанного пространства верхней прирезки 3 подвесной деревянной крепью на крюках 6 с деревянной затяжкой 7.
Выработанное пространство, при необходимости, заполняют твердеющей или сухой породной (от рудосортировки) закладкой, либо оставляют открытым.
По мере возрастания горного давления и достижения им предельного значения, возможно принудительное обрушение вмещающих пород лежачего или висячего боков путем взрывания пробуренных в них шпуров или скважин, либо самообрушение плавной посадкой, за счет увеличения расстояния между распорной крепью, т.е. пролета обнажения.
Размеры слоевых заходок и прирезок определяют мощностью вынимаемого рудного тела, устойчивостью руды и вмещающих пород, габаритами бурового и погрузочно-доставочного оборудования.
Отработку нижележащих запасов осуществляют аналогично изложенному выше.
Применение такой технологии позволит повысить безопасность работ, качество добываемой руды, производительность труда и уменьшить себестоимость добычи.
Безопасность работ повышается в связи с тем, что выполнение основных процессов и операций (бурение, заряжание и взрывание шпуров или скважин) осуществляется горнорабочими из слоевых выработок, а не с навала отбитой и расположенной в очистном пространстве руды, как в прототипе.
Разубоживание снижается от применения отбойки руды параллельно сближенными шпурами или скважинами, восходящими и нисходящими, по контакту рудного тела с вмещающими породами, т.е. без прихвата последних. Кроме того, временное оставление отбитой нисходящими шпурами или скважинами руды, уменьшает пролет обнажения, а также распирает борта выработанного пространства, что снижает деформационные процессы и последующее разрушение пород.
Повышение производительности труда и снижение себестоимости добычи достигается эксплуатацией высокопроизводительного самоходного бурового и погрузочно-доставочного оборудования в слоевых выработках, а не очистном пространстве, которое к тому же закрепляется вручную подвесной крепью, что также снижает технико-экономические показатели.