Способ подземной разработки погребенной под осадочными породами кимберлитовой трубки в зоне многолетней мерзлоты

 

Изобретение относится к горному делу, а именно к подземной технологии добычи руды. Может быть использовано при разработке кимберлитовых трубок, расположенных в зоне многолетней мерзлоты, покрытых осадочными породами с повышенной льдистостью и заболоченной дневной поверхностью. На дневной поверхности над кимберлитовой трубкой укладывается слой из пенистого твердеющего теплоизоляционного материала, который обеспечивает сохранность мерзлого массива при отработке трубки. С дневной поверхности в многолетнемерзлых проходят спиральную буровую выработку, из которой бурят комплекты скважин. Зарядами ВВ в скважинах мерзлый массив над кимберлитовой трубкой разделяют на блоки. В кимберлитовой трубке на контакте с накрывающими породами вынимают камеры, а целики между камерой обрушают совместно с разделением мерзлых осадочных пород на блоки. Отрабатывают второй этаж технологией подэтажного обрушения с частичным выпуском руды. После отбойки руды во втором этаже ведут выпуск замагазинированной руды технологией одновременного дозированного вибропуска руды. Задача изобретения - обеспечение безопасных условий отработки месторождений, снижение потерь и разубоживания и увеличение производительности. 18 ил.

Изобретение относится к области горного дела, а именно к подземным технологиям добычи руды, и может быть использовано при разработке кимберлитовых трубок, расположенных в зонах многолетней мерзлоты, покрытых осадочными породами с повышенной льдистостью и заболоченной дневной поверхностью.

Известен способ разработки месторождений с обрушением и выпуском руды под покрывающими породами (см., например, патент России N 2098626, бюл. N 34, 1997), включающий деление месторождения по вертикали на этажи и подэтажи, проходку этажных и подэтажных выработок, выпуск, доставку руды, погрузку и транспортировку руды на этажах, причем во время отбойки руды ведут ее частичный выпуск и погрузку, а замагазинированную в пределах этажа руду выпускают вертикальными блоками, для чего над этажной транспортной выработкой блока проходят две параллельные дополнительные подэтажные выработки, которые соединяют с ней наклонными сбойками и по мере отработки каждой из дополнительной подэтажной выработки в них устанавливают виброактиваторы, затем начинают выпускать замагазинированную руду в блоке на этажную транспортную выработку периодическим и одновременным включением всех виброактиваторов блока до заполнения этажной транспортной выработки с последующим отключением виброактиваторов и ведут отгрузку руды из подэтажной транспортной выработки, повторяя эти операции до полного выпука замагазинированной руды в блоке, после чего отрабатывают целик над этажной транспортной выработкой.

Недостатком данного технического решения является нерешенность вопросов безопасности ведения работ под замерзшими осадочными породами.

Наиболее близким по технической сущности является способ разработки рудных залежей (см. , например, а.с. СССР N 739239, E 21 C 41), включающий массовое обрушение руды и выпуск замагазинированной руды под обрушенными налегающими породами, причем над рудным телом в пустых породах проходят ряд буровых выработок, производят разбуривание пород и взрывание с образованием щелей для разделения указанных пород на блоки, после чего образуют компенсационную камеру в рудном теле и производят отбойку запасов руды, кроме того, вначале могут отбивать запасы руды, после чего обрушать налегающие породы.

Недостатком известного способа является невозможность его использования в условиях заболоченной местности и когда налегающие пустые породы представлены многолетнемерзлыми осадочными породами с большой льдистостью, которые после разделения на блоки могут протаять и превратится в дресву.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение безопасной отработки месторождения, погребенной осадочными породами высокой льдистости, и заболоченной дневной поверхностью, а также снижение потерь и разубоживание руды.

Поставленная задача решается следующим образом.

На дневной поверхности над кимберлитовой трубкой укладывается слой из пенистого твердеющего теплоизоляционного материала. Ежегодно пополняют его перед таянием осадков зимнего периода. Этим обеспечивают сохранность мерзлого массива над кимберлитовой трубкой в летний период.

В многолетнемерзлых осадочных породах над кимберлитовой трубкой с дневной поверхности проходят спиральную буровую выработку по образующей конусной поверхности графически построенной в осадочных породах под углом сдвижения над контактом торцевой части кимберлитовой трубки с вмещающими породами. Из спиральной буровой выработки бурят скважины и взрыванием образуют щели, делящие многолетнемерзлые осадочные породы на кубообразные блоки, толщиной, равной шагу спирали буровой выработки.

В приконтактной зоне кимберлитовой трубки на границе с покрывающими осадочными породами в первом этаже выбирают камеры. Целики между камерами погашают после разделения покрывающих осадочных пород на блоки, руду при этом магазинируют.

Затем технологией массового обрушения ведут отбойку руды во втором этаже с частичной (до 30%) выдачей руды и остальную магазинируют.

После отбойки руды во втором этаже ведут выдачу замагазинированной руды обоих этажей технологией одновременного дозированного вибровыпуска под опускающимися кубообразными блоками из осадочных многолетнемерзлых пород.

Гребни между выпускными выработками днища вынимают технологией подэтажного обрушения с торцевым выпуском. Кроме того, после выпуска замагазинированной руды пустоты между гребнями днища могут заполнять твердеющей закладкой, затем руду в гребнях вынимают слоями с последующей твердеющей закладкой.

При отработке нижележащего этажа заложенное твердеющей закладкой днище используют в виде плавающей потолочины.

Существенные отличия предложенного технического решения На дневной поверхности над кимберлитовой трубкой укладывают слой твердеющего пенистого теплоизоляционного материала, причем слой из пенистого теплоизоляционного материала пополняют перед таянием осадков зимнего периода и его пополнением обеспечивают сохранность мерзлого массива над кимберлитовой трубкой в летний период.

Данное техническое решение обеспечивает сохранность в мерзлом состоянии заболоченной дневной поверхности над кимберлитовой трубкой в летний период. В настоящее время промышленностью широко освоены твердеющие вспененные пластические массы. С объемным весом до 20 кг/м³, с малой теплопроводностью 0,025 Вт/м², работающие при отрицательных температурах до -200^oC, стойкие к воздействию атмосферных факторов. Вспененные твердеющие пластмассы широко используются в горном деле, например, для термоизоляции дражных полигонов для предохранения полигонов россыпного месторождения от промерзания и тем самым продления сезона работы драги.

Разработаны техника и технология нанесения слоя пенистого теплоизоляционного материала на дневную поверхность. Разработаны также измерительная аппаратура слежения за тепловым балансом в многолетнемерзлом массиве.

Вышеуказанное позволяет создать над кимберлитовой трубкой надежно работающее теплоизоляционное покрытие в условиях расположения якутских алмазных месторождений.

В многолетнемерзлых осадочных породах над кимберлитовой трубкой проходят спиральную буровую выработку по образующей конусной поверхности, графически построенной в осадочных породах под углом сдвижения над контактом торцевой части кимберлитовой трубки с вмещающими породами, из которой бурят скважины и взрыванием образуют щели, делящие многолетнемерзлые осадочные породы на кубообразные блоки, толщиной, равной шагу спирали буровой выработки.

Данное техническое решение позволяет малыми трудовыми и материальными затратами создать безопасные условия отработки кимберлитовой трубки, погребенной осадочными породами на большую глубину.

В настоящее время промышленностью освоены проходческие горные комбайны, способные проходить до 10 км горных выработок в месяц в осадочных горных породах небольшой крепости. Проходка спиральной горной выработки проходческим горным комбайном в замерзших осадочных породах не представляет технологической сложности. Выдачи пустых пород по спиральной выработке также могут быть успешно решены существующей горной транспортной техникой. По спиральной наклонной выработке с минимальными затратами можно доставать необходимое оборудование для бурения скважин, технику для заряжения скважин взрывчатым веществом, транспортировать взрывчатые вещества к месту ведения взрывных работ.

Размеры отдельных кубообразных блоков должны обеспечивать прохождение их по отработанному пространству и не должны превышать 1/3 ширины очистного пространства. Практически в большинстве случаев размер кубообразного блока будет ограничиваться техническими возможностями применяемых буровых станков по производительному бурению строго направленных скважин и возможностями техники по зарядке скважин взрывчатым веществом. Чем больше размер блоков, тем меньше расходы на разделение осадочной толщи.

Желательно, чтобы щели для образования блоков образовывались без стыковки, в ее продолжении, т.е. нужно, чтобы скважины для образования щели бурились с одной выработки, что обеспечит стабильность в образовании блоков, а в последующем исключит их зависания в очистном пространстве. Вышеуказанное обеспечивается при условии, когда толщина блока равнялась бы шагу спирали буровой выработки.

Для отработки кимберлитовой трубки большой площади необходимо проходить две, три и более спиральных выработок, что уменьшит длины скважин, позволит качественнее образовать щели, а в конечном итоге обеспечит плавное опускание налегающих пустых пород в очистном пространстве.

Возможен вариант, когда спиральная выработка, охватывающая большую площадь, может быть разделена на ряд секторов посредством наклонных выработок, проходящих через центральную часть и соединяющих две противоположные стороны витка спирали. Причем таких выработок может быть несколько. Из каждой выработки бурят комплекты вертикальных и горизонтальных скважин таким образом, чтобы взрывом зарядов образовывались щели, делящие массив осадочных пород, заключенный внутри конуса, оконтуренного спиральной буровой выработкой, на крупные кубообразные блоки.

Разделенный на блоки массив сможет перемещаться в очистном пространстве без зависания образующихся куполов, что и обеспечит безопасность отработки кимберлитовой трубки.

В приконтактной зоне кимберлитовой трубки на границе с покрывающими осадочными породами в первом этаже выбирают камеры, а целики между камерами погашают после разделения покрывающих осадочных пород на блоки, отбитую руду при этом магазинируют.

Данное техническое решение создает возможность образования над кимберлитовой трубкой крупноблочной структуры. Наличие отработанных камер и целиков обеспечивает подсечку осадочных пород на всей площади над кимберлитовой трубкой. Осадочные породы при взрываний комплектов скважинных зарядов щелями разделяют на крупные блоки (с гранями 20-30 м), которые находятся в "сцепленном" состоянии между собой. При погашении целиков создается возможность перемещения покрывающих осадочных пород на небольшую величину - 2 - 5 м (определяется расчетом по объемам заполнения разрушенной рудой камер). Этого перемещения достаточно для смещения блоков относительно друг друга, в то же время мало для разворотов. При этом образуются плоскости скольжения блоков между собой. Наличие плоскостей скольжения блоков обеспечит перемещение их в очистном пространстве, препятствует смешиванию накрывающих пород с отбитой рудой. Для достижения минимальных расходов на добычу руды экономически целесообразно не делать днище для выпуска руды из первого этажа. Разрушенную руду из целиков временно магазинируют. Выпуск замагазинированной руды производят одновременно с выпуском руды из второго этажа. Это значительно сокращает расходы на добычу руды и снижает потери руды при отработке днища.

Технологией массового обрушения ведут отбойку руды во втором этаже с частичным (до 30%) выпуском, а остальную магазинируют.

Данное техническое решение обеспечивает высокую производительность по отбойке руды и исключает потери. Самой производительной, безопасной и простой в осуществлении является технология подэтажного обрушения с торцевым выпуском отбитой руды. Эта технология предусматривается техническим решением для отбойки руды во втором этаже.

Технология подэтажного обрушения с торцевым выпуском известна с 1920 года. Для этой технологии создана первоклассная горная техника, обеспечивающая высокую производительность. Недостатком технологии являются большие потери (10-15% и более) и разубоживание до 35%. Для того чтобы избежать потерь руды и большого разубоживания (для кимберлитовых руд это недопустимо), техническим решением предусматривается выпуск чистой руды (до 30% от отбитого слоя), остальные руды магазинируются. Частичный выпуск предусматривается для образования компенсационного пространства для отбойки последующего слоя в виде разрыхленной зоны в призабойном пространстве.

После отбойки руды во втором этаже ведут выдачу замагазинированной руды обоих этажей технологией одновременного дозированного вибровыпуска под опускающимися кубообразными блоками из осадочных многолетнемерзлых пород.

Данное техническое решение обеспечивает выпуск руды замагазинированной руды с минимальными потерями и разубоживанием (потери разубоживания в пределах 2-5%).

Это достигается тем, что в очистном пространстве образуют единый одновременно движущийся поток замагазинированной руды, сверху которой движутся кубообразные блоки из осадочных многолетнемерзлых пород. Единый поток исключает перемешивание руды осадочных пород, этому также препятствуют размеры блоков, на которые расчленены осадочные породы. Для создания единого потока руды в очистном пространстве ведут площадный выпуск в рассредоточенные по площади кимберлитовой трубки на транспортном горизонте выпускные выработки, оборудованные вибрационными питателями. Причем расстояние между выпускными выработками подобрано таким образом, чтобы возникающие над каждой вибрационной машиной (вибропитателем) зоны потоков пересекались между собой на небольшой высоте (не более 5 м).

Это обеспечивает, при одновременном включении в работу всех вибрационных машин, образование единого потока руды в очистном пространстве. Производительность каждой вибрационной машины доходит до 1000 т руды/ч.

Принять руду при одновременной работе нескольких десятков вибрационных машин практически невозможно. Техническим решением предусматривается одновременная работа всех вибромашин в течение 1-5 мин при отгрузке определенной дозы руды. Дозой является объем выработки под разгрузочным концом каждой из вибромашин, после заполнения этого объема вибромашина отключается, тем самым обеспечивается дозированный выпуск. При выпуске из очистного пространства выдается замагазинированная руда равномерно распределенным слоем на высоту, равную дозе (как показывают расчеты, высота опускания слоя не более 10 см), и последующая доза выпуска будет вестись через несколько десятков часов. За это время произойдет реалаксация напряжений, что также способствует выпуску руды без потерь и разубоживания.

Выпущенная руда на транспортные выработки выгружается известными техническими средствами при неработающих вибромашинах.

Гребни между выпускными выработками днища вынимают технологией подэтажного обрушения с торцевым выпуском.

Данное техническое решение позволяет вынимать руду из гребней днища, что сокращает потери.

Пример выполнения способа подземной разработки погребенной под осадочными породами кимберлитовой трубки в зоне многолетней мерзлоты показан на фиг. 1-18.

На фиг. 1 показана принципиальная схема осуществления способа подземной разработки кимберлитовой трубки в зоне многолетней мерзлоты - проекция на вертикальную плоскость; на фиг. 2 - принципиальная схема проходки спиральной буровой выработки в осадочных породах над кимберлитовой трубкой - проекция на вертикальную плоскость; на фиг. 3 - то же, разрез I-I (фиг. 2); на фиг. 4 - то же, в плане; на фиг. 5 - сечение a - a (фиг. 1); образование щели; на фиг. 6 - отработка камерных запасов - проекция на вертикальную плоскость; на фиг. 7 - то же, разрез II-II (фиг. 6)- транспортный горизонт; на фиг. 8 - то же, разрез III-III (фиг. 6) по длинной оси камеры; на фиг. 9 - то же, разрез IV-IV (фиг. 8)- план горизонтальной верхней подсечки;
на фиг. 10 - гашение целика - проекция на вертикальную плоскость;
на фиг. 11 - то же разрез V-V (фиг. 10) - план транспортного горизонта;
на фиг. 12 - то же разрез VI-VI (фиг. 10) - план горизонта верхней подсечки;
на фиг. 13 - гашение центрального целика;
на фиг. 14 - подэтажная отбойка с частичным выпуском и магазинированием руды;
на фиг. 15 - то же, разрез VII-VII (фиг. 14);
на фиг. 16 - выпуск замагазинированной руды из первого и второго этажей под опускающимися блоками из осадочных пород;
на фиг. 17 - схема гашения гребней в днище системой подэтажного обрушения с торцевым выпуском;
на фиг. 18 - схема гашения гребней в днище технологией горизонтальных слоев с твердеющей закладкой.

Вскрытие подземных горизонтов кимберлитовой трубки 1 осуществляют известными проектами и технологиями (фиг. 1).

На дневной поверхности над кимберлитовой трубкой 1 укладывают слой твердеющего огнистого материала 2, например, на снежный покров 3 (могут укладывать непосредственно на поверхность).

Слой твердеющего пенистого материала ежегодно пополняют перед таянием осадков зимнего периода, обеспечивают сохранность мерзлого массива над кимберлитовой трубкой 1 в летний период.

В многолетнемерзлых осадочных породах 4 над кимберлитовой трубкой 1 с дневной поверхности проходят спиральную буровую выработку 5.

Спиральную буровую выработку 5 проходят по конусной поверхности 6, графически построенной над границей выхода кимберлитовой трубки 1 под осадочные породы 4. Причем образующая конусной поверхности повторяет линию границы кимберлитовой трубки, уменьшаясь кверху, и может быть в сечении круглой, овальной и т.п.

Острый угол ( = 1-5%) в последующем обеспечивает движение блоков из осадочных пород без зависаний.

Шаг спирали буровой выработки 5 определяют возможностями буровых станков - высокопроизводительного, точного бурения скважин (отклонение не более 0,5 м на проектной глубине). Скважины бурят вверх, что обеспечивает вынос буровой мелочи с минимальными энергетическими затратами. Существующий парк буровых станков позволяет бурить скважины диаметром 50-150 мм, глубиной до 30 м с отклонением от проектной 0,5 м (на предельно указанной глубине). Следовательно, шаг спирали может быть 25-30 м.

Объем осадочных пород 4, заключенных в конусной поверхности 6, по меньшей мере может быть разделен на два сектора. Для чего из спиральной буровой выработки 5 ее "витки" в точках A, B, C, D, E (фиг. 2, 3, 4) соединяют наклонной ломаной выработкой 7, по которой в последующем будет образована щель (трещина) для раздела объема осадочных пород, заключенных в конусной поверхности 6. Когда диаметр кимберлитовой трубки более 60 м (например, кимберлитовая трубка имеет вытянутую форму и больший размер превышает 60 м), осадочные породы, заключенные в конусной поверхности 6, делят на три и более секторов. Для этого, например, при диаметре кимберлитовой трубки 100 м проходят дополнительную наклонную ломаную выработку 8 аналогично наклонной ломаной выработке 7. Расстояние между выработками 7 и 8 не должно превышать 60 м (удвоенной глубины скважин) (фиг. 1).

Из спиральной буровой выработки 5 бурят ряд параллельных скважин 9 (фиг. 1, 5) через 0,3-1 м, размещенных на конусной поверхности 6 по всей длине буровой выработки 5. Одновременно из этой же выработки бурят ряд параллельных скважин 10 через 0,3-1 м в плоскости, проходящей по длинной оси спиральной выработки 5.

Из наклонных ломаных выработок 7 и 8 бурят ряд вертикальных параллельных скважин 11, 12 через (0,3 - 1 м) и ряды параллельных скважин 13, 14 в плоскостях, проходящих по длинным осям наклонных ломаных выработок 7, 8.

В последующем, используя известный метод гладкого взрывания зарядов ВВ в скважинах 9, 10, 11, 12, 13 и 14 в необходимой технологической последовательности производят разделение осадочных пород на блоки 15, заключенные в конусной поверхности 6.

В кимберлитовой трубке 1, в ее приконтактной зоне с осадочными породами 4, на первом этаже 16 (фиг. 1) выбирают камеры 17, оставляя целики 18, при этом проходят выработки откаточного горизонта 19. Размеры камер 17 и целиков 18 определяют геомеханическими расчетами.

На фиг. 6, 7, 8 и 9 показан пример выемки камеры. На контакте кимберлитовой трубки 1 с осадочными породами по оси камеры 17 проходят разведочно-эксплуатационную выработку 20 с рассечками 21 (фиг. 6), по данным которых определяют верхнюю границу камеры и составляют паспорт буровзрывных работ по верхней подсечке 22. Это исключает потери руды в кровле камеры 17.

На откаточном горизонте 19 (фиг. 6, 7) первого этажа по центру целика 18 проходят доставочную выработку 23 с заездами 24 в камеру 17. Заезды 24 проходят в шахматном порядке в обеих длинных сторонах камеры.

Торцевые части заездов выполняют в виде буровых ниш 25 (фиг. 7) для разбуривания запасов руды в камере. Отрезку камеры от массива везут известными приемами (не показано). Отбивку руды в камеры 17 ведут с размещением зарядов ВВ в скважинах, расположенных встречными веерами 26 и 27 (фиг. 6). После отбойки одного - двух слоев руды осуществляют отгрузку погрузочно-доставочными машинами из заездов 24. Технология выемки камер обеспечивает безопасность работ, полноту извлечения запасов и высокую производительность. Для осуществления этой технологии потребуется комплекс оборудования, который используют при системах подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды.

На фиг. 10, 11, 12 и 13 показан пример выполнения технологических приемов при погашении целиков 18.

В центре целика на контакте с осадочными породами проходят эксплуатационно-разведочную выработку 28, из которой бурят скважины 29, которые используют для доразведки приконтактной зоны и для отбойки руды.

Для бурения скважин 30 и размещения зарядов ВВ при отбойке руды в целике используют доставочную выработку 23 и заезды 24. Скважины 30 бурят вверх параллельными из заездов 24 и веером, где отсутствуют горные выработки. Все скважины 29 и 30 в целике взрывают одновременно с технологически необходимым замедлением.

На фиг. 13 показан пример погашения целика в центральной части кимберлитовой трубки. До взрыва зарядов ВВ, расположенных в скважинах 29 и 30 (фиг. 10 и 11) целика, производят разделение осадочных пород в центральной части, заключенной в конусной поверхности 6, и наклонными ломаными выработками 7 и 8 (фиг. 1-3) путем применения технологии гладкого взрывания зарядов.

ВВ, размещенное в скважинах 10, 11, 12 и 13, взрывают с замедлениями в необходимой технологической последовательности. При взрываний зарядов образуются щели - трещины без перемещения осадочных пород.

После взрыва зарядов ВВ, размещенных в скважинах 28-30 целика 18, произойдет перемещение образованных блоков 15 осадочных пород (фиг. 13). Ввиду того, что объем камер ограничен и раздробленная руда занимает большую часть, перемещение блоков 15 будет происходить на небольшую величину и, возможно, не одновременно со взрывом.

Отбитая руда целика 18 магазинируется (фиг. 13, замагазинированная руда 31) и выгружается совместно с замагазинированной рудой второго этажа (технология описана ниже).

Отработку второго этажа до транспортной выработки 32 (фиг. 1) ведут технологией подэтажного обрушения с частичным выпуском руды (фиг. 14, 15) известными приемами. Отличие заключается только в том, что после отбойки очередного слоя выгружают не весь объем слоя отбитой руды, а только его часть (15-35%), необходимую для разрыхления призабойного пространства в качестве компенсации. После отбойки двух-трех подэтажей (общей высотой 70-100 м) ведут выпуск замагазинированной руды первого этажа и трех подэтажей второго этажа.

Для выпуска замагазинированной руды на транспортном горизонте из выработки 32 в шахматном порядке проходят наклонные выработки выпуска 33 (фиг. 16, 17, 18) до подэтажных выработок 33 последнего подэтажа. В наклонных выработках выпуска 34 монтируют вибропитатели 35, на высоте от почвы транспортной выработки 32, таким образом, чтобы под разгрузочным концом вибропитателя 35 был определенный объем для размещения дозы выпускаемой руды.

Для отработки гребней в днище между подэтажными выработками 34 проходят дополнительные выработки 36. Используя выработки 36 и 32, посредством скважин 37,38 подэтажным обрушением отрабатывают гребни в днище. Для сокращения потерь после выпуска замагазинированной руды пустоты между гребнями и блоками 15 из осадочных пород могут заполнять твердеющей закладкой 39 (твердеющими смесями) и после их затвердения днище повторно отрабатывают двумя-тремя слоями 40 с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой. Такая отработка днища блока полностью исключает потери кимберлитовой руды.

При отработке нижележащего этажа отработанное слоевой технологией и заложенное твердеющей закладкой днище используют в качестве "плавающей" потолочины, что способствует уменьшению потерь и разубоживанию руды.

Пример выполнения способа подземной разработки погребенной под осадочными породами кимберлитовой трубки в зоне многолетней мерзлоты.

Вскрытие подземных горизонтов кимберлитовой трубки осуществляют известными приемами и технологиями. На дневной поверхности над кимберлитовой трубкой 1 (фиг. 1) укладывают слой твердеющего пенистого материала 2, который ежегодно пополняют, обеспечивая сохранность мерзлого массива в летний период.

В многолетнемерзлых осадочных породах 4 над кимберлитовой трубкой 1 с дневной поверхности проходят спиральную буровую выработку 5. При вытянутых в горизонтальной плоскости трубках, имеющих большую площадь, проходят несколько спиральных выработок.

Объем осадочных пород, заключенный в конусной поверхности 6, может быть разделен на несколько секторов. Для чего из спиральной буровой выработки 5 ее витки в точках A, B, C, D, E (фиг. 2, 3, 4) соединяют наклонной ломаной выработкой 7. Аналогично между витками буровой спиральной выработки проходят наклонную ломаную выработку 8 (фиг. 1). Это в последующем обеспечит деление объема осадочных пород на три сектора.

Из спиральной буровой выработки 5 ломаных наклонных выработок 7 и 8 бурят комплекты параллельных скважин 9, 10, 11, 12, 13 и 14 через 0,3-1 м (фиг. 1, 5) в вертикальных и горизонтальных плоскостях.

Используя известный метод гладкого взрывания зарядов ВВ в скважинах 9, 10, 11, 12, 13 и 14, в необходимой технологической последовательности производят разделение осадочных пород на кубообразные блоки 15, заключенные в конусной поверхности 6.

В кимберлитовой трубке 1 в ее приконтактной зоне с осадочными породами 4 на первом этаже 16 (фиг. 1) известными технологическими приемами выбирают камеры 17 (фиг. 6, 7, 8) (подробно технологические приемы выемки из целиков даны выше), оставляя целики 18. Целики 18 погашают одновременно с разделением осадочных пород 4, ограниченных конусной поверхностью 6, на кубообразные блоки 15. На фиг. 10, 11, 12 и 13 показан пример выполнения технологических приемов при погашении целиков 18 (описание технологических приемов гашения целиков даны выше).

Отбитая руда целиков 18 магазинируется. Затем ведут отработку второго этажа до транспортной выработки 32 (фиг. 1) технологией подэтажного обрушения с частичным выпуском руды (фиг. 14, 15, технологические приемы описаны выше).

После отбойки руды двух-трех подэтажей общей высотой 70-100 м и более ведут выпуск замагазинированной руды первого этажа и трех подэтажей второго этажа (фиг. 16, 17). Выпуск ведут одновременно дозированным вибровыпуском руды. Для этого включают в одновременную работу все смонтированные вибропитатели 35 и заполняют транспортную выработку 32 (объемы выработки под вибропитателями). Вибропитатели 35 включают в работу на 1-5 мин. В очистном пространстве образуются единый поток медленно опускающейся руды с опускающимися над нею кубообразными блоками 15 из осадочных пород и термоизоляционное покрытие 3.

После выпуска дозы (заполнения транспортной выработки 32) при отключенных вибропитателях 35 производят отгрузку выпущенной руды, например, погрузочно-доставочными машинами (не показано). После отгрузки руды из транспортной выработки 32 погрузочно-доставочными машинами включают в одновременную работ) вибропитатели 35 и выдают следующую дозу замагазинированной руды. Так производят одновременный дозированный выпуск замагазинированной руды.

После выпуска замагазинированной руды проходят дополнительные выработки 36 (фиг. 17) и ведут отработку днища блока (ее гребней) системой подэтажного обрушения. Кроме того, после выпуска замагазинированной руды выработки днища могут заполнять твердеющей закладкой. После твердения закладки днище повторно отрабатывают слоевой технологией с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, что полностью исключает потери кимберлитовой руды. Отработанное слоевой технологией с твердеющей закладкой днище используют при отработке нижеследующего этажа в качестве плавающей потолочины, что снижает потери и разубоживание при разработке нижележащего этажа.

Формула изобретения

Способ подземной разработки погребенной под осадочными породами кимберлитовой трубки в зоне многолетней мерзлоты, включающий проходку в покрывающих породах буровых выработок, разбуривание пород и взрывание с образованием щелей для разделения породы на блоки, проходку в рудном теле компенсационных камер и отбойку руды, выпуск замагазинированной руды под блоками из покрывающих пород, выемку гребней между выпускными выработками днища, отличающийся тем, что на дневной поверхности над кимберлитовой трубкой укладывают слой из пенистого твердеющего теплоизоляционного материала и ежегодно пополняют его перед таянием осадков зимнего периода, а в многолетнемерзлых осадочных породах над кимберлитовой трубкой с дневной поверхности проходят спиральную буровую выработку по образующей к конической поверхности, графически построенной в осадочных породах под углом сдвижения, над контактом торцевой части кимберлитовой трубки с вмещающими породами, из спиральной буровой выработки бурят скважины и взрывают, образуют щели, делящие многолетнемерзлые осадочные породы на кубообразные блоки толщиной, равной шагу спирали буровой выработки, а в приконтактной зоне кимберлитовой трубки на границе с покрывающими осадочными породами в первом этаже выбирают камеры, а целики между камерами погашают после разделения покрывающих осадочных пород на блоки, отбитую руду при этом магазинируют, затем технологией массового обрушения ведут отбойку руды во втором этаже с частичной выдачей ее, остальную магазинируют, после отбойки руды во втором этаже ведут выдачу замагазинированной руды обеих этажей технологией одновременного дозированного вибровыпуска под опускающимися кубообразными блоками из осадочных многолетнемерзлых пород, а гребни между выпускными выработками днища вынимают технологией подэтажного обрушения с торцевым выпуском.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18