Способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента СПОСОБ ВСКРЫТИЯ И ПОДГОТОВКИ ПОЛОГОГО ПЛАСТА ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО С ОСЛОЖНЕННОЙ СТРУКТУРОЙ ЗАЛЕГАНИЯ Изобретение относится к горному делу, в частности к подземной разработке пологих пластов полезного ископаемого моноклинальной структуры, и может быть использовано при разработке месторождений калийных солей, осложненных складчатостью. Задачей изобретения является повышение эффективности подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Поставленная задача достигается тем, что способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания включает проходку сдвоенных вертикальных шахтных стволов, скипового и клетевого, до поверхности пласта полезного ископаемого, при этом шахтные стволы располагают на территории шахтного поля и на расчетном расстоянии от его границ таким образом, чтобы выработки околоствольного двора находились в вогнутой части, замке синклинальной складки пласта полезного ископаемого, непосредственное вскрытие пласта полезного ископаемого осуществляют капитальными и вспомогательными уклонами и бремсбергами, проводимыми из выработок околоствольного двора, а уклоны и бремсберги располагают по крыльям антиклинальной складки под острым углом к ее шарниру, определяемым расчетами. Смычник Анатолий Данилович,Сорокин Виктор Андреевич, Шемет Сергей Федорович (BY) Шемет С.Ф. (BY) 015969 Изобретение относится к горному делу, в частности к подземной разработке пологих пластов полезного ископаемого моноклинальной структуры, и может быть использовано при разработке месторождений калийных солей, осложненных складчатостью. Известны способы вскрытия пологих пластов полезного ископаемого вертикальными шахтными стволами: центрально-сдвоенными шахтными стволами с расположением их в центре шахтного поля и с разделением шахтного поля на уклонную (по падению) и бремсберговую (по восстанию) части и отработкой панелей по простиранию пласта [1-3]; отнесенными фланговыми стволами, располагаемыми за верхней границей шахтного поля и вспомогательной вскрывающей выработкой - уклоном [1, 2]; вертикальными шахтными стволами и квершлагами, при котором подъемный и вспомогательный стволы проходят до отметки верхнего горизонта шахтного поля, а вентиляционный ствол - до отметки нижнего горизонта, а отработку пласта полезного ископаемого ведут лавами по простиранию пласта [4]. При этом вспомогательные вскрывающие и подготовительные выработки проводят строго по падению или простиранию пласта полезного ископаемого [1-4] - аналоги. Существенными недостатками этих способов являются: низкая эффективность вскрытия, подготовка и отработка пологопадающих пластов полезного ископаемого; не учитываются структурные особенности залегания пластовой залежи; увеличенная высота дорогостоящих шахтных стволов, вскрывающих полезное ископаемое. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ вскрытия и подготовки пологих угольных пластов, при котором шахтное поле разделяется на блоки и группу блоков,расположенных в створе по падению, вскрывают главными центральными стволами и спаренными блоковыми стволами и отрабатывают от центра к границам по восстанию или падению [5] - прототип. Недостатками данного способа являются его низкая эффективность вследствие продолжительного срока и высокой стоимости строительства шахтных стволов, потери полезного ископаемого в охранных околоствольных целиках в центре пластовой залежи и в ее краевых частях. Не учитываются также особенности залегания пласта моноклинальной структуры. Задачей изобретения является повышение эффективности подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Поставленная задача достигается тем, что способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания, включающий проходку сдвоенных вертикальных шахтных стволов, скипового и клетевого, до поверхности пласта полезного ископаемого, отличающийся тем, что шахтные стволы располагают на территории шахтного поля и на расчетном расстоянии от его границ таким образом, чтобы выработки околоствольного двора находились в вогнутой части, замке синклинальной складки пласта полезного ископаемого, непосредственное вскрытие пласта полезного ископаемого осуществляют капитальными и вспомогательными уклонами и бремсбергами, проводимыми из выработок околоствольного двора, а уклоны и бремсберги располагают по крыльям антиклинальной складки под острым углом к ее шарниру, определяемым расчетами. При этом оптимальное расстояние по падению пласта от верхней границы шахтного поля до места расположения шахтных стволов определяют по формуле где L - оптимальное расстояние по падению пласта от верхней границы шахтного поля до места расположения шахтных стволов, м; В - глубина шахтного поля по падению пласта, м; С - соотношение удельных приведенных капитальных затрат и эксплуатационных расходов на проходку и транспортировку полезного ископаемого по шахтным стволам к таким же затратам на проходку и транспортировку полезного ископаемого по уклонам, ед.;- угол падения пласта, град. Отработку пласта производят панелями по простиранию пласта и располагаемыми параллельно изолиниями абсолютных отметок пласта полезного ископаемого. На фиг. 1 показано сечение по падению пласта полезного ископаемого. На фиг. 2 показано сечение по простиранию пласта полезного ископаемого по I-I, II-II, III-III(фиг. 1). На фиг. 3 приведена схема расположения вскрывающих выработок с изолиниями абсолютных отметок пласта полезного ископаемого, где 1 -вертикальный скиповой воздухоподающий шахтный ствол; 2 - вертикальный клетевой вентиляционный шахтный ствол; 3 - пологий пласт полезного ископаемого; 4 - выработки околоствольного двора; 5 - замок синклинальной складки; 6 - капитальный, вспомогательный и вентиляционный уклоны; 7 -шарнир антиклинальной складки; 8 - капитальный, вспомогательный и вентиляционный бремсберги; 9 - очистные панели; 10 - изолинии абсолютных отметок пласта.-1 015969 Предлагаемый способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания осуществляют следующим образом. Сдвоенные вертикальные шахтные стволы(фиг. 1) скиповой воздухоподающий 1 и клетевой вентиляционный 2 проходят до пласта полезного ископаемого 3, располагая их примерно посередине шахтного поля по простиранию и на оптимальном расстоянии L по падению пласта от верхней границы шахтного поля таким образом, чтобы выработки околоствольного двора 4 (фиг. 1-3) находились в вогнутой части (замке) синклинальной складки 5 (фиг. 2,3). Такое по высоте расположение околоствольного двора позволяет существенно уменьшить угол наклона вспомогательных вскрывающих выработок (уклонов и бремсбергов), что весьма важно для условий транспортировки полезного ископаемого и работы самоходного транспорта. Вспомогательные вскрывающие выработки для нижней части шахтного поля - капитальный, вспомогательный и вентиляционный уклоны 6 (фиг. 2, 3) - проводят из выработок околоствольного двора по крыльям антиклинальных складок в направлении по падению пласта под острым углом к шарниру 7(фиг. 3) антиклинальной складки. По капитальному уклону выдается полезное ископаемое с очистных панелей, по вспомогательному ведется транспортировка материалов, оборудования, людей и др. Свежий воздух подается по капитальному и вспомогательному уклонам, исходящая струя - по вентиляционному уклону. Вспомогательные вскрывающие выработки для верхней части шахтного поля - капитальный, вспомогательный и вентиляционный бремсберги 8- также проводят из выработок околоствольного двора по крыльям антиклинальных складок в направлении по восстанию пласта под острым углом к шарниру 7 антиклинальной складки. По капитальному бремсбергу выдается полезное ископаемое с очистных панелей, по вспомогательному ведется транспортировка материалов, оборудования, людей и др. Свежий воздух подается по капитальному и вспомогательному бремсбергам, исходящая струя - по вентиляционному бремсбергу. Отработка пласта полезного ископаемого с панельной схемой подготовки может вестись одновременно в бремсберговой и уклонной частях шахтного поля. С целью обеспечения нормальных условий работы горно-шахтного оборудования при ведении горно-подготовительных и очистных работ отработку пласта производят панелями 9 (фиг. 3) по простиранию пласта, располагаемыми параллельно изолиниям 10 (фиг. 3) абсолютных отметок пласта под острым углом к вспомогательным вскрывающим выработкам(уклонам и бремсбергам). Такое направление отработки пласта обеспечивает работу горно-шахтного оборудования при ведении подготовительных и очистных работ в горизонтальной плоскости. Таким образом, предлагаемый способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания позволяет существенно повысить эффективность его отработки, сократить сроки и стоимость строительства шахты (рудника), повысить эксплуатационную надежность и производительность. Источники информации 1. Технология подземной разработки месторождений полезных ископаемых. Учебник для вузов. Под общ. ред. А.С. Бурчакова. 3-е изд., перер. и доп. М.: Недра, 1983 (с. 92-94, 108-110, 113-114, 210213). 2. Технология подземной разработки калийных руд. В.Г. Зильбершмидт, К.Г. Синопальников,Г.Д. Полянина и др. М.: Недра, 1977 (с. 26-27). 3. Горная энциклопедия, т.1. М.: "Советская энциклопедия, 1984 (с. 441). 4. Патент RU266688, МПК Е 21 С 41/04, опубл. 01.04.1970. 5. Патент RU693013, МПК Е 21 С 41/04, опубл. 26.10.1979. -прототип. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ вскрытия и подготовки пологого пласта полезного ископаемого с осложненной структурой залегания, включающий проходку сдвоенных вертикальных шахтных стволов, скипового и клетевого, до поверхности пласта полезного ископаемого, отличающийся тем, что шахтные стволы располагают на территории шахтного поля и на расстоянии от его границ таким образом, чтобы выработки околоствольного двора находились в вогнутой части, замке синклинальной складки пласта полезного ископаемого, непосредственное вскрытие пласта полезного ископаемого осуществляют капитальными и вспомогательными уклонами и бремсбергами, проводимыми из выработок околоствольного двора, при этом уклоны и бремсберги располагают по крыльям антиклинальной складки под острым углом к ее шарниру. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расстояние по падению пласта от верхней границы шахтного поля до места расположения шахтных стволов определяют по формуле где L - оптимальное расстояние по падению пласта от верхней границы шахтного поля до места расположения шахтных стволов, м; В - глубина шахтного поля по падению пласта, м; С - соотношение удельных приведенных капитальных затрат и эксплуатационных расходов на про-2 015969 ходку и транспортировку полезного ископаемого по шахтным стволам к таким же затратам на проходку и транспортировку полезного ископаемого по уклонам, ед.;- угол падения пласта, град. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработку пласта производят панелями по простиранию пласта, располагаемыми параллельно изолиниям абсолютных отметок пласта полезного ископаемого.