Способ разработки талых россыпей
METHOD FOR DEVELOPING THAWED PLACERS

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и создано преимущественно для разработки россыпных месторождений или их участков, расположенных в таликовых зонах.
Известны системы разработки талых россыпей длинными и короткими заходками, как с обрушением вмещающих пород, так и с креплением или с закладкой выработанного пространства (см. Шорохов С.М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений. М.: "Недра", 1973, - 766 с.), которые характеризуются высокой трудоемкостью, относительно невысокой производительностью труда, низким уровнем  механизации работ и безопасности труда горнорабочих.
Известно, что при разработке россыпных месторождений выемку песков производят с подработкой плотика на глубину его металлоносности. В трещиноватом плотике его подрабатывают на 1-2 м. На ряде шахт объем металлоносного плотика достигает 50 % выдаваемых песков (см. Шорохов С.М. Технология и комплексная механизация разработки россыпных месторождений. М.: "Недра", 1973, 766с.).
Известен способ разработки рудных месторождений подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды (см. Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений, 3 изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1984, с. 419-427, рис. XIII.25), который включает проведение подэтажных буродоставочных ортов, доставочных штреков, рудоспусков, послойную отбойку рудных ромбовидных панелей в зажатой среде вертикальными веерами скважин и послойный торцевой выпуск руды на почву буродоставочных ортов под обрушенными породами.
Недостатками известного способа при торцевом выпуске являются относительно невысокие показатели полноты и качества извлечения руды из недр при разработке крутопадающих залежей, при этом потери составляют  порядка 10-15 %, разубоживание - 22-30 %. Кроме того, при применении данного способа в условиях горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности - потери увеличиваются до 20-25 % за счет технической невозможности извлечения руд на почве залежи, в промежутках между панелями.
Известен также способ разработки горизонтальных и пологих рудных тел средней мощности (см. RU №2642193, кл. Е21С 41/22, опубл. 24.01.2018), включающий проведение доставочного орта, буродоставочных штреков, разделяющих рудное тело на панели, погрузочных заездов, разделяющих панели на секции, вентиляционного восстающего, а также отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буродоставочных штреков, на зажимающую среду, и выпуск отбитой руды по площадно-торцевой схеме одновременно через буродоставочные штреки и погрузочные заезды, при этом в качестве буровых выработок используют штреки горизонта выпуска, осуществляют отбойку рудных секций, имеющих форму параллелепипеда, с опережением отработки секций в центральной панели, обеспечивая клиновую в плане форму фронта горных работ, определяющую временную устойчивость налегающих пород над извлекаемыми секциями и увеличение точек выпуска отбитой руды для центральной панели до трех, для остальных панелей - до двух.
Недостатками известного способа являются большой объем подготовительно-нарезных выработок, потери отбитой руды между погрузочными заездами, а также неэффективность применения в условиях маломощных залежей, в частности, при отработке россыпных месторождений.
Задачей настоящего изобретения является повышение показателей извлечения ценных полезных ископаемых и производительности труда при отработке талых россыпных месторождений, главным образом, в тех условиях, когда покрывающие породы (кровля пласта) представлены неустойчивыми, рыхлыми осадочными породами.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается:
- в улучшении уровня механизации работ и безопасности труда горнорабочих, вследствие расположения подземных горных выработок в устойчивых скальных породах плотика и возможности применения высокопроизводительного самоходного оборудования;
- в росте показателей извлечения ценных полезных ископаемых, вследствие подработки плотика россыпи на величину просадки металла и исключения оставления целиков.
Для решения поставленной задачи способ разработки талых россыпных месторождений, включающий вскрытие наклонными стволами, отбойку песков веерами скважин в зажимающую среду, торцевой выпуск отбитых песков и доставку отбитой горной массы на поверхность, отличается тем, что по границе россыпных месторождений, по простиранию, ниже почвы залежи, проводят полевой откаточный штрек, расположенный в устойчивых скальных породах, из которого поперечно (вкрест) простиранию россыпи по коренным породам плотика проводят буродоставочные штреки до противоположного края россыпи, располагая их кровлю ниже почвы залежи на величину m, равную глубине просадки металла в плотик россыпи, на конце каждого буродоставочного штрека проходят отрезной восстающий до кровли продуктивного пласта, после чего взрыванием скважин на отрезной восстающий образуют отрезную щель, на которую производится отбойка песков в условиях зажимающей среды в отступающем порядке взрыванием за один цикл 2-5 вееров скважин малого диаметра (шпуров), пробуренных из буродоставочных штреков до кровли пласта, причем угол наклона крайних скважин (шпуров) в веере составляет 45-50°, при этом расстояние между бортами смежных буродоставочных штреков определяют как 2m.
Способ разработки талых россыпных месторождений, включающий вскрытие наклонными стволами, отбойку песков веерами скважин в зажимающую среду, торцевой выпуск отбитых песков и доставку отбитой горной массы на поверхность, отличающийся тем, что по границе россыпного месторождения, по простиранию, ниже почвы залежи, проводят полевой откаточный штрек, расположенный в устойчивых скальных породах, из которого поперечно простиранию россыпи по коренным породам плотика проводят буродоставочные штреки до противоположного края россыпи, располагая их кровлю ниже почвы залежи на величину m, равную глубине просадки металла в плотик россыпи, на конце каждого буродоставочного штрека проходят отрезной восстающий до кровли продуктивного пласта, после чего взрыванием скважин на отрезной восстающий образуют отрезную щель, на которую производится отбойка песков в условиях зажимающей среды в отступающем порядке взрыванием за один цикл 2-5 вееров скважин малого диаметра (шпуров), пробуренных из буродоставочных штреков до кровли пласта, причем угол наклона крайних скважин (шпуров) в веере составляет 45-50°, при этом расстояние между бортами смежных буродоставочных штреков определяют как 2m.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков изобретения обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, минимизирование затрат на крепление и поддержание выработок за счет расположения буродоставочных и откаточных выработок в устойчивых скальных породах плотика. Кроме того, расположение выработок ниже уровня почвы пласта на величину просадки металла позволяет повысить извлечение ценного полезного компонента. При этом, возможность применения на основных технологических процессах самоходного оборудования позволяет повысить производительность труда и интенсивность отработки залежи.
Заявленное техническое решение поясняется чертежами, на фигуре 1 приведена схема подготовки участка россыпного месторождения, где А - разрез по линии А-А, Б - разрез по линии В-В, В - разрез по линии С-С; на фигуре 2 - схема отбойки полезного ископаемого, где А - разрез по линии А-А, Б - разрез по линии В-В; на фигуре 3 - схема торцевого выпуска и доставки отбитой горной массы.
Суть предлагаемого способа заключается в следующем (см. фигуру 1).
Талую россыпь, представленную продуктивным пластом песков 1 с неустойчивой кровлей 2, включающей рыхлые отложения, и плотиком 3, включающим устойчивые скальные породы, вскрывают наклонными стволами 4 с углами наклона, достаточными для передвижения самоходных машин. По границе 5 россыпи, по простиранию проводят полевой откаточный штрек 6, расположенный ниже уровня почвы залежи, в устойчивых скальных породах плотика. На флангах россыпи, из полевого откаточного штрека 6 проводят рассечки (ходки) 7 за пределы границы зоны сдвижения налегающих пород 8, из них до поверхности проходят вентиляционно-ходовые восстающие (шурфы) 9, служащие также запасными выходами из шахты. Из полевого откаточного штрека 6, вкрест (поперечно) простирания россыпи, по коренным породам плотика проводят буродоставочные штреки (заходки) 10 до противоположного края россыпи. При этом кровля буродоставочных штреков 10 располагается ниже почвы залежи на величину m, равную глубине просадки металла в плотик россыпи. На конце каждого буродоставочного штрека 10 проходят отрезной восстающий 11 до кровли продуктивного пласта, после чего взрыванием скважин 12 на отрезной восстающий 11 образуют отрезную щель.
Отбойку песков производят взрыванием вееров скважин малого диаметра (шпуров) 12, пробуренных из буродоставочного штрека 10 до кровли пласта 1 (см. фигуру 2). За один цикл взрывается комплект из 2-5 вееров. Угол наклона крайних скважин (шпуров) в веере составляет не менее 45°. При этом бурение вееров осуществляют переносными или самоходными буровыми установками 13. После взрыва первых комплектов вееров происходит обрушение кровли пласта 2 и, в дальнейшем, отбойку ведут в "зажиме", в отступающем порядке.
После каждого взрыва производят торцевой выпуск  и доставку отбитой горной массы 13 посредством ковшовых погрузочно-доставочных машин 14 (см. фигуру 3). Доставка отбитой горной массы может осуществляться до околоствольного двора, а при небольших объемах (размерах) россыпи, при неглубоком залегании, непосредственно на поверхность на склад песков.
Таким образом, расстояние между заходками по простиранию россыпи определяется величиной m, которая зависит от его металлоносности. Расстояние между бортами смежных буродоставочных штреков при угле наклона крайних скважин в веере 45-50° составит 2m.
Использование настоящего изобретения позволит повысить извлечение металла из недр за счет подработки плотика и обеспечить высокую производительность труда при отработке талых россыпных месторождений за счет улучшения уровня механизации работ в результате расположения подземных горных выработок в устойчивых скальных породах плотика и возможности применения высокопроизводительного самоходного оборудования.