СПОСОБ РАЗРАБОТКИ МОЩНЫХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ С КРЕПЛЕНИЕМ МЕЖДУКАМЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ
METHOD OF DEVELOPING THICK ORE DEPOSITS BY UNDERGROUND MINING WITH INTERCHAMBER PILLARS SUPPORT

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству, а именно используется на подземной разработке мощных горизонтальных, пологопадающих и крутопадающих рудных и нерудных месторождений, и может быть направлено на создание более экономичной технологии подземной разработки.
Известен способ разработки рудных тел (патент РФ №2280765, E21C 41/22, опубл. 2006.07.27). Способ включает выемку полезного ископаемого слоями сверху вниз в границах выемочного участка, отработку участков камерами первой и второй очереди, формирование междукамерных целиков и закладку выработанного пространства подачей в него закладочных смесей. Отрабатываемые камеры первой и второй очереди формируют из разрезного штрека, причем камеры располагают по обе стороны разрезного штрека в шахматном порядке относительно оси разрезного штрека, а межкамерные целики - напротив друг друга. После отработки камер первой и второй очереди верхнего слоя осуществляют их закладку и закладку выработанного пространства межкамерных целиков твердеющими смесями, армируя ее в нижней части на высоту 1/3 высоты верхнего слоя. После этого осуществляют отработку нижнего слоя камерами первой и второй очереди с оставлением межкамерных целиков и их последующей отработкой. Камеры первой и второй очереди нижнего слоя закладывают твердеющими смесями, а выработанное пространство межкамерных целиков нижнего слоя - бесцементной закладкой на основе глины с добавлением наполнителя и золы. Разрезной штрек каждого слоя после отработки участка закладывают с использованием твердеющих смесей. Изобретение направлено на повышение безопасности и интенсивности горных работ.
Недостатком данного способа является высокая трудоемкость осуществления операций способа, связанная с применением закладки выработанного пространства с подачей закладочных смесей, армировки и твердеющих смесей.
Известен способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых камерно-столбовым методом (заявка на патент РФ №2002128554, E21C 41/22, опубл. 2004.04.27), включающий разработку горизонтальными слоями снизу вверх, отбойку руды заходками, преимущественно горизонтальными шпурами, отгрузку отбитой руды и заполнение выработанного пространства нерудной закладкой из пустой породы, при этом разработка следующих заходок в данном слое осуществляется с поверхности закладки, отличающийся тем, что по мере отбойки руды в разрабатываемом слое ведут ее частичную отгрузку, а остальную руду магазинируют в пределах камеры до полной отработки слоя и заполнения камеры, после чего производят отгрузку руды и одновременно заполняют камеру нерудной закладкой, с поверхности которой разрабатывают следующий слой.
Недостатком данного способа является высокое разубоживание руды при отгрузке ее с поверхности закладки, а также низкая производительность, связанная с необходимостью магазинирования руды в блоке.
Известен способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых (патент РФ №2306417, E21C 41/16, опубл. 2007.09.20). Техническим результатом изобретения является создание благоприятных условий для использования высокопроизводительных систем разработки, повышение безопасности и эффективности горных работ. Указанная цель достигается тем, что очистные работы ведут в три стадии: на первой стадии по всему периметру рудного тела или подготавливаемого к очистной выемке его участка возводят замкнутый оконтуривающий искусственный массив постоянной или изменяющейся в сторону внешнего контура ширины. На второй стадии запасы внутреннего объема оконтуренного участка путем возведения разделительных искусственных массивов разбивают на выемочные единицы. На третьей стадии отрабатывают выемочные единицы с применением технологий с принудительным отделением руды от массива или с самообрушением полезного ископаемого. Порядок отработки принимают таким, чтобы диагонали двух или более одновременно отрабатываемых выемочных единиц в плане всегда составляли прямую линию фронта перемещения очистных работ в отрабатываемом участке. При разработке месторождений полезных ископаемых, представленных неустойчивыми рудами и породами, на уровне верхней подсечки над каждой выемочной единицей создают защитный слой заданной формы. При наличии во вмещающих породах коллекторов с напорными флюидами параллельно с возведением искусственного оконтуривающего массива от его внешних границ вглубь породного массива сооружают противофильтрационную завесу.
Недостатком данного способа являются весьма существенные затраты на возведение замкнутого оконтуривающего искусственного массива.
Известен способ предохранения междукамерных целиков от разрушения, принятый за прототип (патент РФ №2130552, Е21С 41/16, опубл. 1999.05.20). Способ включает создание по внешнему контуру целика поддерживающей опоры и характеризуется тем, что по внешнему контуру целика в почве камеры бурят скважины, устанавливают в них вертикальные сваи, которые жестко закрепляют между собой стяжками, пропущенными по пробуренным сквозь целик горизонтальным скважинам, устанавливают между сваями вертикальную опалубку вдоль контура целика и заполняют свободное пространство между целиком и опалубкой твердеющей закладкой. Использование предлагаемого способа позволит значительно повысить сохранность целиков за счет высокой устойчивости сформированной железобетонной конструкции.
Недостатком данного способа является частичное предохранение целика от разрушения, так как данные мероприятия сделаны немного выше почвы камеры и не охватывают весь массив целика по высоте.
Техническим результатом способа является снижение потерь руды в междукамерных целиках, что будет способствовать повышению технико-экономических показателей и снижению себестоимости добычи руды за счет крепления целиков штанговыми тросами.
Технический результат достигается тем, что в способе разработки мощных рудных месторождений подземным способом с креплением междукамерных целиков, включающем проходку подготовительных и нарезных выработок, обуривание подэтажей, заряжание и взрывание скважин, выпуск отбитой руды из камеры через выработки рудоприемного днища, согласно изобретению после проходки нарезных подэтажных выработок из них параллельно с бурением взрывных скважин в границах камерных запасов подэтажей осуществляют бурение вееров скважин в междукамерных и междупанельных целиках с последующей установкой тросовых штанг и заполнением скважин твердеющей смесью под давлением, при этом веера скважин в целиках бурят на всю ширину целика в шахматном порядке с недобуром до границы обнажения целика (0,5-1 метра).
Способ разработки мощных рудных месторождений подземным способом с креплением междукамерных целиков поясняется чертежами, на фиг.1 изображен вертикальный разрез по линии А-А, на фиг.2 изображен горизонтальный разрез по линии В-В, на фиг.3 изображен разрез по линии Б-Б, на фиг.4 изображен разрез по линии Г-Г, где 1 - крутопадающее рудное тело, 2 - веера скважин, пройденные для крепления целиков, 3 - взрывные скважины для отбойки запасов подэтажей, 4 - веера скважин для подготовки выпускной траншеи, 5 - отбитая рудная масса, 6 - откаточный орт, 7 - транспортный вентиляционный орт, 8 - погрузо-доставочный штрек, 9 - буровой штрек, 10 - траншея, 11 - погрузочные заезды, 12 - вентиляционный орт, 13 - рудоспуск, 14 - подэтажный штрек, 15 - подэтажный орт, 16 - вентиляционная сбойка, 17 - междукамерный целик, 18 - междупанельный целик, 19 - участковый автосъезд, 20 - сбойка.
Способ разработки мощных рудных месторождений подземным способом с креплением междукамерных целиков осуществляют следующим образом. Крутопадающее рудное тело 1 подготавливают необходимыми подготовительными и нарезными выработками. На флангах проходят транспортные вентиляционные орты 7, которые сбиваются погрузо-доставочными штреками 8, и из них проходятся погрузочные заезды 11, из которых проходят буровой штрек 9, расширяемый в траншею 10 при взрывании вееров скважин 4, предназначенных для подготовки траншеи 10. На откаточном горизонте проходят откаточный орт 6, который предназначен на все 4 камеры блока, далее откаточный орт сбивается с позрузо-доставочным штреком 8 двумя рудоспусками 13, каждый рудоспуск предусмотрен на 2 камеры. Из транспортных вентиляционных ортов 7 в междупанельных целиках 18 проходятся участковые автосъезды 19, и на каждом подэтаже из автосъезда проводятся сбойки 20, из которых камера оконтуривается подэтажными штреками 14 и подэтажными ортами 15, в середине камеры на верхнем подэтаже проходится вентиляционный орт 12, который сбивается с камерами вентиляционными сбойками 16. При подготовке траншеи 10 отбитую руду 5 выпускают не полностью, оставляя смягчающую подушку. Запасы камеры отрабатываются подэтажными уступами. Обуривание запасов подэтажей осуществляют в нисходящем порядке из подэтажных штреков, параллельно с бурением и заряжанием вееров взрывных скважин 3 проводят бурение вееров скважин 2 в междукамерном целике 17, устанавливая в них штанговые тросы с дальнейшим нагнетанием в эти скважины под давлением твердеющей смеси (в верхнем подэтажном штреке работы по укреплению целика не ведутся, так как установка тросовых штанг нецелесообразна). Далее происходит взрывание скважин 3 в подэтаже и дальнейшее проветривание камеры. После этого производят выпуск отбитой руды 5 через траншею 10. Выпуск ведут следующим образом. Например, погрузочно-доставочная машина (не показана) заезжает к траншее 5 через погрузочный заезд 11, зачерпывает разрыхленную руду и транспортирует ее по погрузо-доставочному штреку 8 до ближайшего рудоспуска 13, и руда перепускается на откаточный горизонт, далее из бункера-перегружателя грузится в вагонетки (не показано) и транспортируется к подъемным выработкам (не показано).
Применение предлагаемого способа разработки мощных месторождений полезных ископаемых подземным способом с креплением междукамерных целиков штанговыми тросами обеспечивает следующие преимущества:
- увеличение несущей способности междукамерных целиков;
- продлевание срока их службы;
- снижение потерь руды в междукамерных целиках на 20-30%;
- улучшение технико-экономических показателей данной системы разработки;
- снижение себестоимости руды.