Способ разработки мощных пологопадающих рудных залежей

1 Изобретение относится к области горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной добыче руды из месторождений, запасы которых локализованы в пологих залежах большой мощности, расположенных на средних и больших глубинах, в условиях высокого горного давления. Известен способ разработки пологих рудных залежей, включающий проходку подготовительных выработок, разделяющих залежь на выемочные панели, добычу руды в выемочных панелях камерами с формированием в зоне очистной выемки междукамерных целиков, извлечение междукамерных целиков и заполнение обрушенными породами выработанного пространства камер (Авторское свидетельство SU1608345 А 1, МПК 5 Кл. Е 21 С 41/16 опубликовано 23.11.90). Недостатком данного способа является то,что при разработке залежей большой мощности из-за значительной высоты выработанного пространства возникают сложности при управлении горным давлением, и, как следствие, снижается безопасность ведения горных работ. 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 3545% от действующего на них полного давления,рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели (патент ЕАПВ 001183, МПК кл. 6 Е 21 С 41/22,опубл. 30.10.2000, бюллетень ЕАПВ 5(2000. Недостатком данного способа является его сравнительно низкая эффективность при разработке мощных пологопадающих залежей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки мощных пологопадающих рудных залежей, включающий отработку верхней части рудной залежи камерно-столбовой системой разработки с панельной подготовкой, выемкой руды в камерах, формированием и последующей выемкой междукамерных столбчатых целиков и обрушением налегающих пород в выработанное пространство, отработку нижней части рудной залежи с извлечением ее запасов подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды под обрушенными налегающими породами 2 МПК 5 Кл, Е 21 С 41/22, опубликовано 30.11.86 Бюл.44). Недостатком данного способа является относительно высокая опасность ведения горных работ, обусловленная значительной высотой выработанного пространства при разработке мощной пологопадающей рудной залежи и наличием потолочины между отработанными ее верхней и нижней частями. Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в создании системы разработки, которая обеспечивала бы высокопроизводительную добычу руды из пологопадающих рудных залежей большой мощности на средних и больших глубинах в условиях высокого горного давления при минимальных ее потерях в недрах и создании безопасных условий ведения горных работ. Получаемый при этом технический результат заключается в повышении безопасности добычных работ в условиях высокого горного давления при обеспечении полноты выемки запасов полезного ископаемого. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе разработки мощных пологопадающих рудных залежей,включающем отработку верхней части рудной залежи камерно-столбовой системой разработки с панельной подготовкой, выемкой руды в камерах, формированием и последующей выемкой междукамерных столбчатых целиков и обрушением налегающих пород в выработанное пространство, отработку нижней части рудной залежи с извлечением ее запасов подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды под обрушенными налегающими породами, согласно изобретению формирование междукамерных столбчатых целиков осуществляют 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, а последующее извлечение междукамерных столбчатых целиков производят до достижения давления на них 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, при этом подэтажное обрушение ведут с отставанием по отношению к камерно-столбовой системе разработки, по меньшей мере, на одну камеру, заполненную обрушенными налегающими породами. А так же тем, что разработку верхней части ведут с монтажом гибкого разделяющего перекрытия на почве выработанного пространства, а торцевой выпуск руды под обрушенными породами ведут под гибким разделяющим перекрытием. Каждый из признаков указанной совокупности необходим, а все вместе они достаточны для достижения получаемого технического ре 3 зультата во всех случаях использования изобретения. 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, поскольку указанная зона частично разгружена кромкой залежи (забоем), формируемые междукамерные целики испытывают меньшие нагрузки и уменьшается вероятность их внезапного разрушения. С учетом того, что давление на междукамерные целики зависит 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 3545% полного давления, также позволяет повысить безопасность горных работ. Отстающая разработка нижней части рудной залежи подэтажным обрушением обеспечивает ведение горных работ без захода в очистное пространство, и, кроме того, в нижней части залежи горное давление снижено вследствие ее надработки. Способ разработки мощных пологопадающих рудных залежей осуществляется следующим образом. Верхнюю часть мощной пологопадающей рудной залежи проходкой подготовительных выработок, например, панельных штреков или ортов разделяют на выемочные панели. Подготовительные выработки проходят по рудному массиву. Предпочтительной является отработка верхней части залежи в направлении 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 определяют из условия минимизации затрат на разработку залежи. 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. В случае, если торцевой выпуск руды предполагается вести с использованием гибкого разделяющего перекрытия для исключения проникновения налегающих пород в руду, выпускаемую при отработке нижней части залежи,перед началом отработки панели в ее фланговой части от которой будет начата отработка, предпочтительно по контакту рудной залежи с боковыми породами, оформляют вертикальную или 4 наклонную щелевую выработку, в которой затем производят монтаж гибкого разделяющего перекрытия. Очистную выемку руды в панели ведут камерами с формированием междукамерных столбчатых 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 междукамерных столбчатых целиков в указанной зоне позволяет формировать их с уменьшенным по сравнению с расчетным поперечным сечением, что при мелкошпуровой отбойке допускает их разбуривание только со стороны забоев камер, что повышает безопасность работ по извлечению междукамерных столбчатых целиков, поскольку оборудование в этом случае расположено в безопасной зоне технологического пространства. Кроме того, такие целики позволяют увеличить активные запасы камеры, которые могут быть извлечены с использованием высокопроизводительного оборудования. 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 верхней части залежи. Формирование междукамерных столбчатых целиков осуществляют 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 по панельному штреку или орту к рудовыдачному стволу или накопительному бункеру. После выемки руды в камере на почве выработанного пространства может монтироваться гибкое разделяющее перекрытие. При монтаже гибкого разделяющего перекрытия, настилаемого в первых камерах отрабатываемой панели,его соединяют с гибким перекрытием, смонтированным в вертикальной или наклонной щелевой выработке. После выемки, по меньшей мере, двух камер и формирования двух рядов междукамерных столбчатых целиков приступают к выемке руды в третьей камере и извлечению междукамерных столбчатых целиков в первой камере. При этом извлечение междукамерных столбчатых целиков должно быть произведено в период, когда развивающееся давление налегающих пород на извлекаемые междукамерные столбчатые целики не превысит 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели. 5 Извлечение междукамерных столбчатых целиков осуществляют мелкошпуровой 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 столбчатых целиков по возможности ближе к очистному забою камер может быть использован направленный взрыв. Извлечением междукамерных, столбчатых 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. Выемку руды в нижней части рудной залежи ведут подэтажным обрушением с торцевым выпуском. Подэтаж делят по ширине на панели. Каждую панель подготавливают буродоставочной выработкой (ортом или штреком). Буродоставочные выработки проходят в рудном массиве по почве залежи или в подстилающих породах и ориентируют параллельно подготовительным выработкам, пройденным в верхней части рудной залежи. Из буродоставочных выработок бурят веера восстающих скважин, заряжают их зарядами ВВ и производят взрывание. Отбойку производят последовательно в отступающем порядке вертикальными или наклонными секциями. Очередные скважины взрывают после выпуска основной части руды от предыдущей отбойки. В выпуск может быть вовлечена так же и руда,оставленная на почве выработанного пространства камер, в том числе и оставленная после отбойки междукамерных столбчатых целиков. Угол наклона секции выбирают в зависимости от соотношения размера кусков отбитой руды и кусков обрушенных налегающих пород. В случае, если руда имеет большую крупность,чем обрушенные налегающие породы, наклон секции принимают в сторону обрушения. В случае, если руда имеет меньшую крупность кусков, наклон секции принимают в сторону массива руды. При равной крупности кусков руды и породы отбойку ведут вертикальными секция 002524 6 ми. При использовании гибкого разделяющего перекрытия угол наклона секций выбирают исходя из условия сохранения сплошности гибкого разделяющего перекрытия. Подэтажное обрушение ведут с отставанием по отношению к разработке вышележащей части рудной залежи, по меньшей мере, на одну камеру, заполненную обрушенными налегающими породами. Т.е. камера, расположенная над отбиваемой секцией, и, по меньшей мере,одна следующая за ней по направлению отработки камера должны быть заполнены обрушенными налегающими породами. По мере отбойки секций буродоставочная выработка погашается. Выпуск отбитой руды осуществляют через торцы буродоставочных выработок самоходными погрузодоставочными машинами. По мере выпуска отбитой руды происходит заполнение выработанного пространства обрушенными при отработке верхней части залежи породами. Контакт между выпускаемой рудой и обрушенными породами поддерживается за счет соблюдения планограммы выпуска или гибким разделяющим перекрытием, которое по мере выпуска руды опускается. Соотношение высот выработанных пространств верхней и нижней частей отрабатываемой рудной залежи выбирается исходя из действующего в массиве горного давления. При этом должно соблюдаться следующее условие: чем выше горное давление, действующее в массиве, тем меньше должна быть высота выработанного пространства при отработке верхней части залежи. Использование данного изобретения позволяет решить задачу обеспечения высокопроизводительной добычи руды из пологопадающих рудных залежей большой мощности, на средних и больших глубинах в условиях высокого горного давления при минимальных ее потерях в недрах и создания безопасных условий ведения горных работ и получить указанный технический результат. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ разработки мощных пологопадающих рудных залежей, включающий отработку верхней части рудной залежи камерностолбовой системой разработки с панельной подготовкой, выемкой руды в камерах, формированием и последующей выемкой междукамерных столбчатых целиков и обрушением налегающих пород в выработанное пространство,отработку нижней части рудной залежи с извлечением ее запасов подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды под обрушенными налегающими породами, причем формирование междукамерных столбчатых целиков осуществляют в зоне очистной выемки, в которой давление на них не превышает 30-35% от действующего на междукамерные целики полного давле 7 ния, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, а последующее извлечение междукамерных столбчатых целиков производят до достижения давления на них 35-45% от действующего на междукамерные целики полного давления, рассчитанного при условии их сохранения на период выемки камерных запасов панели, при этом подэтажное обрушение ведут с отставанием по отношению к камерно-столбовой системе раз 8 работки, по меньшей мере, на одну камеру, заполненную обрушенными налегающими породами. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разработку верхней части ведут с монтажом гибкого разделяющего перекрытия на почве выработанного пространства, а торцевой выпуск руды под обрушенными породами ведут под гибким разделяющим перекрытием.