Способ разработки свиты пологопадающих рудных залежей

1 Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче руд из месторождений, представляющих собой свиту пологопадающих залежей, преимущественно,средней мощности, расположенную на средних и больших глубинах, камерно-столбовой системой разработки. Преимущественная область применения - свита залежей, рудные тела которой разделены породными прослоями мощностью до 10 м. Известен способ разработки свиты пологих залежей, включающий проходку подготовительных выработок, разделяющих каждую залежь на выемочные панели, опережающую добычу полезного ископаемого в выемочных панелях вышележащей залежи и заполнение обрушенными породами выработанного пространства, последующую добычу полезного ископаемого в выемочных панелях нижележащей залежи, причем выработки располагают в зоне разгрузки (Горная энциклопедия т. 3, М., Советская энциклопедия, 1987, стр. 425). Недостатком данного способа являются высокие потери руды в целиках при ведении очистной выемки камерно-столбовой системой разработки. Известен также способ разработки пологих рудных залежей, включающий добычу руды в выемочных панелях камерами с формированием в зоне очистной выемки столбчатых междукамерных целиков, последующее извлечение целиков и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, причем междукамерные целики формируют в зоне очистной выемки, в которой давление на них не превышает 30-35% от полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, а последующее извлечение междукамерных целиков осуществляют до достижения давления на них 35-45% от действующего на них полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели(патент ЕАПВ 001183, кл.6 Е 21 С 41/22,опубл. 30.10.2000, бюллетень ЕАПВ 5-2000). Недостатком данного способа является его неэффективность при разработке свиты залежей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки свиты пологопадающих рудных залежей, включающий подготовку и опережающую разработку вышележащего рудного тела свиты панелями с извлечением запасов панели камерами, формированием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, разработку нижележащих рудных тел свиты с извлечением запасов панелей камерами с форми 002431 2 рованием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер (Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ при разработке рудных месторождений. М. Недра 1984, стр. 194196, 326-332). Недостатком данного способа являются значительные потери руды в междукамерных целиках. Извлекается всего 5-7% запасов руды из междукамерных целиков. С ростом глубины разработки и ухудшения горно-технических условий потери неизбежно возрастут. Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в создании системы разработки, которая обеспечивала бы высокопроизводительную добычу руды из свиты пологопадающих залежей средней мощности, на средних и больших глубинах при минимальных ее потерях в недрах. Получаемый при этом технический результат заключается в сокращении трудоемкости добычных работ при обеспечении полноты выемки запасов полезного ископаемого. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки свиты пологопадающих рудных залежей, включающем подготовку и опережающую разработку вышележащего рудного тела свиты панелями с извлечением запасов панели камерами, формированием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, разработку нижележащих рудных тел свиты с извлечением запасов панелей камерами с формированием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, междукамерные столбчатые целики при отработке вышележащего рудного тела формируют в зоне очистной выемки, в которой давление на них не превышает 30-35% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, и осуществляют извлечение междукамерных столбчатых целиков до достижения давления на междукамерные столбчатые целики, подлежащие извлечению, 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, при этом разработку каждого из нижележащих рудных тел свиты ведут с отставанием, обеспечивающим извлечение камерных запасов и извлечение сформированных целиков в зоне разгрузки, а ширину выработанного пространства поддерживают в пределах ширины свода естественного 3 равновесия, образующегося в обрушенных при разработке вышележащего рудного тела породах. Каждый из признаков указанной совокупности необходим, а все вместе они достаточны для достижения получаемого технического результата. В частности, формирование междукамерных целиков в зоне очистной выемки, в которой давление на них не превышает 30-35% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, обусловлено тем, что указанная зона частично разгружена кромкой залежи (забоем) и формируемые междукамерные целики могут иметь меньшее поперечное сечение по сравнению с расчетным. С учетом фактора изменения давления на междукамерные целики в зависимости от времени их стояния, в первоначальный период междукамерные целики не испытывают давление от полного веса налегающего столба пород(полного давления). Поэтому извлечение междукамерных целиков в период, когда давление на них не превышает 35-45% полного давления,также позволяет уменьшить поперечное сечение формируемых междукамерных целиков по сравнению с расчетным. Разработка каждого из нижележащих рудных тел свиты с отставанием, обеспечивающим извлечение камерных запасов и извлечение сформированных целиков в зоне разгрузки, и поддержание ширины выработанного пространства в пределах ширины свода естественного равновесия, образующегося в обрушенных при разработке вышележащего рудного тела породах, позволяет также уменьшить поперечное сечение целиков. Уменьшение поперечного сечения целиков позволит увеличить камерные запасы панели и,в конечном счете, сократить трудоемкость добычных работ и обеспечить необходимую полноту выемки. Способ разработки свиты пологопадающих рудных залежей осуществляется следующим образом. Свиту пологопадающих рудных залежей вскрывают с поверхности главными и вспомогательными вертикальными или наклонными стволами или их комбинацией. В случае, если свита пологопадающих рудных залежей входит в горный отвод действующего предприятия(рудника, шахты), могут быть использованы ранее пройденные вскрывающие выработки. Подготовка шахтного поля заключается в его разделении на выемочные участки. Для пологопадающих залежей наиболее эффективной является панельная подготовка, осуществляемая проходкой панельных штреков или ортов. Вышележащую пологопадающую рудную залежь проходкой панельных штреков или ортов разделяют на выемочные панели. Подгото 002431 4 вительные выработки проходят по рудному массиву. Отработка залежи может быть осуществлена от одного фланга залежи к другому флангу. При благоприятных условиях разработки, а также для интенсификации очистной выемки каждая выемочная панель может быть разделена на секции, которые отрабатывают одновременно с небольшим отставанием друг от друга, образуя ступенчатый фронт. Размеры выемочных панелей и камер отрабатываемой вышележащей залежи могут быть определены из условия минимизации затрат на ее разработку. Рассчитывают полное давление налегающих пород, действующее на междукамерные целики панели при условии их сохранения на период выемки всех камерных запасов панели без обрушения налегающих пород. Исходя из рассчитанного полного давления, определяют размеры междукамерных целиков. Очистную выемку руды в панели ведут камерами с формированием столбчатых междукамерных целиков в зоне очистной выемки, в которой давление налегающих пород на междукамерные целики составляет 30-35% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели. Формирование столбчатых междукамерных целиков в указанной зоне позволяет формировать их с уменьшенным по сравнению с расчетным поперечным сечением, а возможно, и с уменьшенным запасом прочности и увеличить тем самым активные запасы камеры, которые могут быть извлечены с использованием высокопроизводительного оборудования. Кроме того, такие целики при их мелкошпуровой отбойке могут разбуриваться только со стороны забоев камер, что повышает безопасность работ по извлечению междукамерных целиков, поскольку оборудование в этом случае расположено в безопасной зоне технологического пространства. Выемку руды в камерах ведут с использованием буровзрывных работ (БВР) самоходной буровой и доставочной техникой. Отбойка руды может вестись почвоуступным, потолкоуступным или сплошным забоем на всю мощность залежи. Формирование столбчатых междукамерных целиков осуществляется мелкошпуровой отбойкой рудного массива камеры с использованием патронированных или россыпных взрывчатых веществ (ВВ). В последнем случае для заряжания шпуров могут использоваться пневматические зарядчики. Доставку отбитой руды осуществляют с помощью самоходного оборудования. После выемки, по меньшей мере, двух камер и формирования двух рядов столбообразных междукамерных целиков приступают к выемке руды в третьей камере и извлечению столбчатых междукамерных целиков в первой 5 камере. При этом извлечение столбообразных междукамерных целиков должно быть произведено в период, когда развивающееся давление налегающих пород на извлекаемые столбчатые междукамерные целики не превысит 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели. Извлечение столбчатых междукамерных целиков осуществляют мелкошпуровой или скважинной отбойкой за один прием короткозамедленным взрыванием. Отбитую руду посредством самоходных доставочных машин с дистанционным управлением через технологическое пространство смежной камеры доставляют по панельному штреку или орту к рудовыдачному стволу или накопительному бункеру. Для размещения навала взорванной руды из междукамерных целиков по возможности ближе к очистному забою может быть использован направленный взрыв. Извлечением столбчатых междукамерных целиков инициируют обрушение налегающих пород и заполнение ими выработанного пространства камер. При возникновении зависаний их ликвидируют принудительным обрушением. Для этого из выработанного пространства камер в налегающие породы на границе с зависанием бурят ряд шпуров или скважин, которые заряжают ВВ и взрывают. Перед обрушением налегающих пород технологическое пространство камер изолируют от пространства, которое будет заполняться обрушенными породами, изоляционными перемычками. Такая изоляция позволит предотвратить заполнение технологического пространства обрушающимися породами и необходимость его зачистки для проезда самоходного оборудования. Каждую из нижележащих залежей проходкой подготовительных выработок, например,панельных штреков или ортов также разделяют на выемочные панели. Подвигание фронта очистной выемки осуществляют вслед за подвиганием фронта очистной выемки вышележащей залежи с отставанием, обеспечивающим извлечение камерных запасов и извлечение сформированных целиков в зоне разгрузки, образующейся в результате надработки залежи. Очистную выемку руды в панели ведут камерами с формированием столбчатых междукамерных целиков. Формирование столбообразных междукамерных целиков в зоне разгрузки позволяет формировать их с уменьшенным по сравнению с расчетным поперечным сечением,а возможно, и с уменьшенным запасом прочности и увеличить тем самым активные запасы камеры, которые могут быть извлечены с использованием высокопроизводительного оборудования. 6 Выемку руды в камерах ведут также с использованием БВР самоходной буровой и доставочной техникой почвоуступным, потолкоуступным или сплошным забоем на всю мощность залежи. Формирование столбчатых междукамерных целиков осуществляют мелкошпуровой отбойкой рудного массива камеры с использованием патронированных или россыпных ВВ. В последнем случае для заряжания шпуров могут использоваться пневматические зарядчики. Доставку отбитой руды осуществляют с помощью самоходного оборудования. Ширину выработанного пространства поддерживают в пределах ширины свода естественного равновесия, образующегося в обрушенных при разработке вышележащего рудного тела породах. Для этого после выемки, по меньшей мере, двух камер и формирования двух рядов столбообразных междукамерных целиков приступают к выемке руды в третьей камере и извлечению столбчатых междукамерных целиков в первой камере. Извлечением столбчатых междукамерных целиков инициируют обрушение налегающих пород и заполнение ими выработанного пространства камер. При возникновении зависаний их ликвидируют принудительным обрушением. Для этого из выработанного пространства камер в налегающие породы на границе с зависанием бурят ряд шпуров или скважин, которые заряжают ВВ и взрывают. Перед обрушением налегающих пород технологическое пространство камер изолируют от пространства, которое будет заполняться обрушенными породами, изоляционными перемычками. Такая изоляция позволит предотвратить заполнение технологического пространства обрушающимися породами и необходимость его зачистки для проезда самоходного оборудования. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ разработки свиты пологопадающих рудных залежей, включающий подготовку и опережающую разработку вышележащего рудного тела свиты панелями с извлечением запасов панели камерами, формированием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, разработку нижележащих рудных тел свиты с извлечением запасов панелей камерами с формированием междукамерных столбчатых целиков и их последующим обрушением для инициирования обрушения налегающих пород и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер, отличающийся тем, что междукамерные столбчатые целики при отработке вышележащего рудного тела формируют в зоне очистной выемки, в ко 7 торой давление на них не превышает 30-35% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, и осуществляют извлечение междукамерных столбчатых целиков до достижения давления на междукамерные столбчатые целики, подлежащие извлечению, 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохра 8 нения на период выемки камерных запасов панели, при этом разработку каждого из нижележащих рудных тел свиты ведут с отставанием,обеспечивающим извлечение камерных запасов и извлечение сформированных целиков в зоне разгрузки, а ширину выработанного пространства поддерживают в пределах ширины свода естественного равновесия, образующегося в обрушенных при разработке вышележащего рудного тела породах.