Очистной блок системы разработки крутых рудных тел

Очистной блок системы разработки крутых рудных тел, включающий откаточный и вентиляционный этажные штреки, сбитые наклонными буровыми выработками, потолочину, отделяющую выработанное пространство блока от вышележащих вмещающих обрушенных пород, днище блока, выполненное в виде треугольных целиков, обращенных вершиной в выработанное пространство блока, ограниченное сзади поверхностью откоса вмещающих обрушенных пород, отличается тем, что расстояния между осями наклонных буровых выработок составляют 5-7 м, они выполнены под углом 25-30° к горизонтали, сечением предпочтительно, 1,2×1,8 м, кроме того, каждая буровая выработка сопряжена с вышележащей соседней наклонной буровой выработкой двумя вентиляционными ходками сечением, предпочтительно, 1×1 м, один из которых выполнен от ее сопряжения с откаточным этажным штреком, а второй от ее середины, кроме того, между целиками днища блока оборудованы погрузочные люки, при этом грудь забоя вышележащего уступа, в проекции на продольную ось наклонной буровой выработки опережает грудь забоя соседнего нижележащего уступа, при этом отставание потолочины от вершины целика ближайшего к груди забоя нижнего из отрабатываемых уступа определено по выражению

А=(Н-m-s)×tg а, м

где А - отставание потолочины от вершины целика, м;

Н - высота блока по восстанию, м;

m - высота по восстанию треугольных целиков, м;

s - высота подштрекового целика по падению м;

а - угол естественного откоса вмещающих обрушенных пород, град. Кроме того, этажные штреки выполнены с возможностью перемещения по ним самоходной колесной техники. Кроме того, наклонные буровые выработки оснащены легкими буровыми станками, смонтированными на буровых люльках, связанных тросами с реверсивными лебедками установленными на сопряжениях наклонных буровых выработок с вентиляционным этажным штреком. Кроме того, поверхность потолочины обращенная в выработанное пространство блока ограничена горизонтальной плоскостью. Кроме того, отставание потолочины от верхней точки груди забоя самого верхнего уступа не превышает 40-50 м. Обеспечивается снижение разубоживания руды, или ее потерь, а также снижение площади открытого не поддерживаемого выработанного пространства. Возможна эффективная отработка месторождений с небольшими запасами (используют компактное и легкое буровое оборудование, кроме того, уменьшен объем нарезных работ, т.к. сокращены сечения буровых выработок). 1 н.з.п. ф-лы 4 з.п. ф-лы, 1 илл.

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при разработке крутопадающих рудных тел, мощностью до 3 м (жил).

Известен очистной блок системы разработки крутых рудных тел, включающий откаточный и вентиляционный этажные штреки, сбитые наклонными буровыми выработками, днище блока, при этом одна из боковых границ блока представлена откосом обрушенных вмещающих пород, с наклоном под углом их естественного откоса (см. SU 590456, кл. Е 21 С 41/06, 1975).

Недостаток этого решения - существенное разубоживание руды за счет непосредственного контакта основных запасов отбитой руды с обрушенными породами.

Известен также очистной блок системы разработки крутых рудных тел, включающий откаточный и вентиляционный этажные штреки, сбитые наклонными буровыми выработками, потолочину, отделяющую выработанное пространство блока от вышележащих обрушенных пород, и днище блока выполненное в виде треугольных целиков, обращенных вершиной в выработанное пространство блока (см. 1461941, Е21С 41/06, 1987).

Недостаток этого решения - при отработке рудных тел сложного строения, имеющих пережимы по мощности, - существенное разубоживание руды, или ее потери, что объясняется «разряженностью» сетки буровых выработок и значительной удаленностью их друг от друга (большой высотой участков, отбиваемых из одной буровой выработки). Кроме того, недостатком этого очистного блока является необходимость использования сравнительно мощного бурового оборудования для бурения скважин достаточно большой длины. Кроме того, существенно увеличивается, площадь открытого не поддерживаемого креплением выработанного пространства, необходимого для реализации способа, что сразу ограничивает возможность использования способа устойчивыми породами висячего бока.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является снижение разубоживания руды, или ее потерь, а также снижение площади открытого не поддерживаемого выработанного пространства.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в снижении себестоимости добычи и обеспечение возможности эффективной отработки месторождений со сравнительно небольшими запасами (для обуривания руды используется компактное и легкое буровое оборудование, кроме того, существенно сокращается объем нарезных работ, из-за сокращения сечения буровых выработок), кроме того, существенно (почти вдвое) сокращается площадь открытого (не поддерживаемого креплением) выработанного пространства блока.

Для решения поставленной задачи очистной блок системы разработки крутых рудных тел, включающий откаточный и вентиляционный этажные штреки, сбитые наклонными буровыми выработками, потолочину, отделяющую выработанное пространство блока от вышележащих вмещающих обрушенных пород, днище блока, выполненное в виде треугольных целиков, обращенных вершиной в выработанное пространство блока, ограниченное сзади поверхностью откоса вмещающих обрушенных пород, отличается тем, что расстояния между осями наклонных буровых выработок составляют 5-7 м, они выполнены под углом 25-30° к горизонтали, сечением предпочтительно, 1,2×1,8 м, кроме того, каждая буровая выработка сопряжена с вышележащей соседней наклонной буровой выработкой двумя вентиляционными ходками сечением, предпочтительно, 1×1 м, один из которых выполнен от ее сопряжения с откаточным этажным штреком, а второй от ее середины, кроме того, между целиками днища блока оборудованы погрузочные люки, при этом грудь забоя вышележащего уступа, в проекции на продольную ось наклонной буровой выработки опережает грудь забоя соседнего нижележащего уступа, при этом отставание потолочины от вершины целика ближайшего к груди забоя нижнего из отрабатываемых уступа определено по выражению

А=(Н-m-s)×tg а, м

где А - отставание потолочины от вершины целика, м;

Н - высота блока по восстанию, м;

m - высота по восстанию треугольных целиков, м;

S - высота подштрекового целика по падению м;

а - угол естественного откоса вмещающих обрушенных пород, град.

Кроме того, этажные штреки выполнены с возможностью перемещения по ним самоходной колесной техники. Кроме того, наклонные буровые выработки оснащены легкими буровыми станками, смонтированными на буровых люльках, связанных тросами с реверсивными лебедками установленными на сопряжениях наклонных буровых выработок с вентиляционным этажным штреком. Кроме того, поверхность потолочины обращенная в выработанное пространство блока ограничена горизонтальной плоскостью. Кроме того, отставание потолочины от верхней точки груди забоя самого верхнего уступа не превышает 40-50 м.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".

Совокупность признаков формулы полезной модели обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, снижение разубоживания руды, или ее потерь, а также снижение площади поддерживаемого пространства, необходимой для реализации способа.

На фиг. 1 показана схема горных работ в плоскости рудного тела.

На чертеже показаны откаточный 1 и вентиляционный 2 этажные штреки, наклонные буровые выработки 3, потолочина 4, выработанное пространство 5 блока, обрушенные породы 6, днище 7 блока, треугольные целики 8, продольные оси 9 наклонных буровых выработок 3, вентиляционные ходки 10 и 11, погрузочные люки 12, грудь забоя уступа 13, устья 14 буровых выработок, линия восстания-падения 15, буровые люльки 16, тросы 17, реверсивные лебедки 18, поверхность 19 потолочины 4 обращенная в выработанное пространство 5 блока, взрывные скважины 20, отбитая руда 21, откос 22 обрушенных пород.

Этажные штреки 1 и 2 выполнены с возможностью перемещения по ним самоходной колесной техники.

Предпочтительно используют полевые откаточный 1 и вентиляционный 2 этажные штреки (в качестве полевого вентиляционного этажного штрека 2 используют откаточный этажный штрек ранее отработанного вышележащего блока). При малой мощности рудного тела штреки проходят по руде, для минимизации присекаемых объемов пустых пород.

Высота этажа порядка 40-50 м. Днище 7 блока выполнено в виде треугольных целиков 8, обращенных вершиной в выработанное пространство 5 блока. Расстояния между осями 9 наклонных буровых выработок 3 составляют 5-7 м, в зависимости от средней мощности рудного тела (жилы), но не более 7 м. они выполнены под углом 25-30° к горизонтали, сечением предпочтительно, 1,2×1,8 м (для проведения буровых выработок 3 целесообразно использовать комплекс проходки наклонных выработок КПН, реконструированный под сечение в проходке 1,2×1,8 м). Кроме того, каждая буровая выработка 3 сопряжена с вышележащей соседней наклонной буровой выработкой двумя вентиляционными ходками 10 и 11, сечением, предпочтительно, 1×1 м.

Ходок 10 выполнен от сопряжения буровой выработки 3 с откаточным этажным штреком 1, а ходок 11 выполнен от ее середины. Между целиками 8 днища 7 блока оборудованы погрузочные люки 12.

Грудь забоя уступа 13, в проекции на продольную ось 9 наклонной буровой выработки 3 опережает грудь забоя соседнего нижележащего уступа 13, но, при этом устья 14 буровых выработок 3, находятся вблизи одной линии восстания-падения 15.

Для отбойки руды (буровых работ в наклонных буровых выработках 3) используют легкие буровые станки известной конструкции (на чертежах не показаны), обеспечивающие бурение скважин диаметром до 40-42 мм. Буровые станки, монтируют на буровых люльках 16, связанных тросами 17 с реверсивными лебедками 18, установленными на сопряжениях наклонных буровых выработок 3 с вентиляционным этажным штреком 2. При малых объемах добычи используют переносные телескопные перфораторы известной конструкции.

Кроме того, поверхность 19 потолочины 4 обращенная в выработанное пространство 5 блока ограничена горизонтальной плоскостью.

Кроме того, для обеспечения требований ПБ, в породах лежачего бока, на расстояниях друг от друга порядка 150 м проходят полевые восстающие, предназначенные для использования в качестве запасных выходов из блока, которые сбивают с выработками вышележащего горизонта.

Заявленное техническое решение используют следующим образом.

Проводят полевой откаточный штрек 1 блока, который ортами-заездами (на чертежах не показаны) соединяют с рудным телом. В пределах отрабатываемого участка проводят буровые выработки 3, которые в верхней части соединяют со штреком 2 соответствующими ортами - на чертежах не показаны (при малой мощности рудного тела откаточный штрек 1 (и, соответственно, вентиляционный штрек 2 проходят непосредственно по руде).

Далее осуществляют проходку вентиляционных ходков 10 и 11.

В зависимости от средней мощности рудного тела, по нему бурятся одиночные (мощность до 1 м), сдвоенные (мощность до 2 м) или строенные ряды скважин (мощность до 3 м).

После формирования днища выемочного участка (завершения проходки вентиляционных ходков 10), обеспечивающих возможность подачи свежего воздуха в рабочее пространство через буровую выработку соседнего участка (при пересыпании устья 14 буровой выработки 3), производят обуривание запасов участка взрывными скважинами (шпурами) 20.

Запасы отбивают, взрывая заряды ВВ в скважинах 20. Отбойку ведут взрывая серии взрывных скважин таким образом, чтобы устья 14 буровых выработок 3, оставались вблизи одной линии восстания-падения 15 по мере их перемещения, в процессе подвигания забоя уступа 13.

Отбитая руда 21 отбрасывается в воронку, образованную поверхностями треугольных целиков и стекает туда же, по почве выработанного пространства и, далее, через погрузочные люки 12 загружается в подземные автосамосвалы, с оставлением рудной подушки в люках.

Нижнюю поверхность потолочины 4 формируют прямолинейной, за счет постепенного уменьшения высоты уступа 13, по мере его подхода к проектной границе потолочины.

Выработанное пространство 5 блока, ограничено сзади поверхностью откоса вмещающих обрушенных пород 22. Откос 22 простирается от нижней кромки потолочины до вершины треугольного целика 8 ближайшего к груди забоя нижнего из отрабатываемых уступа 13.

Первоначальное отставание потолочины 4 от вершины треугольного целика 8 определено по выражению

А=(Н-m-s)×tg а, м

где А - отставание потолочины от вершины целика, м;

Н - высота блока по восстанию, м;

m - высота по восстанию треугольных целиков, м;

s - высота подштрекового целика по падению, м;

а - угол естественного откоса вмещающих обрушенных пород, град.

Погашение потолочины производят периодически частями кратными расстоянию между вершинами треугольных целиков 8, что позволяет поддерживать постоянным отставание заданное по вышеприведенному выражению.

Потолочину 4 погашают обуривая подштрековый целик вентиляционного этажного штрека 2 и его надштрековые целики (треугольные целики 8) из вентиляционного этажного штрека 2, при этом погашение потолочины производят с отставанием порядка 50 м от груди забоя верхнего уступа, после предварительной дегазации выработанного пространства.

Руду, отбитую при погашении потолочины выпускают через днище отработанного блока, контролируя содержание полезного компонента в выпускаемой горной массе и, как только оно уходит в забалансовое, выпуск прекращают.

1. Очистной блок системы разработки крутых рудных тел, включающий откаточный и вентиляционный этажные штреки, сбитые наклонными буровыми выработками, потолочину, отделяющую выработанное пространство блока от вышележащих вмещающих обрушенных пород, днище блока, выполненное в виде треугольных целиков, обращенных вершиной в выработанное пространство блока, ограниченное сзади поверхностью откоса вмещающих обрушенных пород, отличающийся тем, что расстояния между осями наклонных буровых выработок составляют 5-7 м, они выполнены под углом 25-30° к горизонтали, сечением предпочтительно 1,2×1,8 м, кроме того, каждая буровая выработка сопряжена с вышележащей соседней наклонной буровой выработкой двумя вентиляционными ходками сечением, предпочтительно 1×1 м, один из которых выполнен от ее сопряжения с откаточным этажным штреком, а второй от ее середины, кроме того, между целиками днища блока оборудованы погрузочные люки, при этом грудь забоя вышележащего уступа, в проекции на продольную ось наклонной буровой выработки опережает грудь забоя соседнего нижележащего уступа, при этом отставание потолочины от вершины целика ближайшего к груди забоя нижнего из отрабатываемых уступа определено по выражению:

;

где А - отставание потолочины от вершины целика, м;

Н - высота блока по восстанию, м;

m - высота по восстанию треугольных целиков, м;

s - высота подштрекового целика по падению, м;

а - угол естественного откоса вмещающих обрушенных пород, град.

2. Очистной блок по п. 1, отличающийся тем, что этажные штреки выполнены с возможностью перемещения по ним самоходной колесной техники.

3. Очистной блок по п. 1, отличающийся тем, что наклонные буровые выработки оснащены легкими буровыми станками, смонтированными на буровых люльках, связанных тросами с реверсивными лебедками, установленными на сопряжениях наклонных буровых выработок с вентиляционным этажным штреком.

4. Очистной блок по п. 1, отличающийся тем, что поверхность потолочины, обращенная в выработанное пространство блока, ограничена горизонтальной плоскостью.

5. Очистной блок по п. 1, отличающийся тем, что отставание потолочины от верхней точки груди забоя самого верхнего уступа не превышает 40-50 м.