RU2059815C1 - Способ разработки крутопадающих подземных формаций - Google Patents

Способ разработки крутопадающих подземных формаций Download PDF

Info

Publication number
RU2059815C1
RU2059815C1 RU94026582A RU94026582A RU2059815C1 RU 2059815 C1 RU2059815 C1 RU 2059815C1 RU 94026582 A RU94026582 A RU 94026582A RU 94026582 A RU94026582 A RU 94026582A RU 2059815 C1 RU2059815 C1 RU 2059815C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pillars
mining
extraction
boundaries
mineral
Prior art date
Application number
RU94026582A
Other languages
English (en)
Other versions
RU94026582A (ru
Inventor
Хофер Ханс
Эдуард Иванович Черней
Original Assignee
Фирма "Просистем ГмбХ"
Товарищество с ограниченной ответственностью "КИМ-Т"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фирма "Просистем ГмбХ", Товарищество с ограниченной ответственностью "КИМ-Т" filed Critical Фирма "Просистем ГмбХ"
Priority to RU94026582A priority Critical patent/RU2059815C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2059815C1 publication Critical patent/RU2059815C1/ru
Publication of RU94026582A publication Critical patent/RU94026582A/ru

Links

Images

Landscapes

  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)

Abstract

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно для разработки алмазоносных трубок, угольных месторождений, залегающих в сложных горно-геологических условиях. Способ разработки крутопадающих подземных формаций включает вскрытие формаций системой подземных горных выработок - шахтными стволами, квершлагами и вертикальными скважинами, пройденными с дневной поверхности, формирование из вертикальных скважин выемочных камер с оставлением междукамерных целиков, последующую выемку междукамерных целиков, выдачу разрушенного полезного ископаемого на поверхность через подземные горные выработки. Разработку алмазоносной трубки ведут параллельными панелями, состоящими из добычных блоков. Выемку полезного ископаемого из добычного блока осуществляют путем проходки из вертикальных скважин четырех основных восстающих выемочных камер, вписанных в параллелепипед квадратного сечения в плане, вертикальные и горизонтальные грани которого являются границами добычного блока по высоте и ширине панели. В центре добычного блока оставляют звездообразный целик, а также целики, примыкающие к вертикальным границам блока, в виде призм, сферические грани которых соответствуют по форме боковой цилиндрической поверхности выемочной камеры с центральным углом, равным 90oС. Потери полезного ископаемого в целиках в пределах границ добычного блока не зависят от диаметров (d) основных выемочных камер и составляют 21% от погашенных при добыче балансовых запасов добычного блока. Снижение потерь полезного ископаемого в целиках, расположенных в пределах границ добычного блока, осуществляют путем проходки в центре звездообразного целика отрабатываемого добычного блока и в центрах целиков, примыкающих к вертикальным границам, смежным с отрабатываемым добычным блоком, из вертикальных скважин дополнительных восстающих выемочных камер, диаметры (d) которых определяют по формуле d=0,414D. Потери полезного ископаемого в оставшихся целиках в пределах границ добычного блока не зависят от диаметров (D) основных и дополнительных (d) выемочных камер и составляют 8% от погашенных при добыче балансовых запасов добычного блока. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно для разработки алмазоносных трубок, угольных месторождений, залегающих в сложных горно-геологических условиях.
Известен способ гидравлического извлечения материалов из мощных подземных формаций, включающий вскрытие формации центральной и периферийными скважинами, разрушение полезного ископаемого через периферийные скважины, выдачу разрушенного полезного ископаемого в виде пульпы через центральную скважину [1]
Недостатком способа являются значительные потери полезного ископаемого в целиках, а также на днищах выемочных камер.
Прототипом к предлагаемому является способ разработки месторождений полезных ископаемых, включающий вскрытие месторождения системой подземных горных выработок и вертикальными скважинами, пройденными с дневной поверхности, формирование из вертикальных скважин выемочных камер с оставлением междукамерных целиков, последующую выемку междукамерных целиков, выдачу разрушенного полезного ископаемого на поверхность через подземные горные выработки [2]
Способу присущи следующие недостатки: значительные потери полезного ископаемого в междукамерных междублоковых целиках; использование на второй стадии отработки месторождения токсичного рабочего агента приводит к загрязнению окружающей среде и недр; значительные объемы подготовительных и нарезных работ, связанные с проходкой подземных выработок большого сечения, необходимых для размещения добычного оборудования.
В основу изобретения поставлена задача создать способ разработки крутопадающих подземных формаций с высокой эффективностью промышленного использования за счет снижения потерь полезного ископаемого, сокращения объемов подготовительных и нарезных работ, а также устранения негативного воздействия горных работ на окружающую среду.
Поставленная задача достигается тем, что способ разработки крутопадающих подземных формаций включает вскрытие формации системой подземных горных выработок и вертикальными скважинами, пройденными с дневной поверхности, формирование из вертикальных скважин выемочных камер с оставлением междукамерных целиков, последующую выемку междукамерных целиков, выдачу разрушенного полезного ископаемого через подземные горные выработки.
Разработку алмазоносной трубки ведут параллельными панелями, состоящими из добычных блоков. Выемку полезного ископаемого из добычного блока осуществляют путем проходки из вертикальных скважин четырех основных выемочных камер, вписанных в параллелепипед квадратного сечения в плане. Вертикальные и горизонтальные грани параллелепипеда являются границами добычного блока по высоте и ширине панели. В центре добычного блока оставляют звездообразный целик, а также целики, примыкающие к вертикальным границам блока, в виде призм, сферические грани которых соответствуют по форме боковой цилиндрической поверхности выемочной камеры с центральным углом, равным 90о. Потери полезного ископаемого в целиках в пределах границ добычного блока не зависят от диаметров (D) основных выемочных камер и оставляют 21% от погашенных при добыче балансовых запасов добычного блока.
Снижение потерь полезного ископаемого в целиках, расположенных в пределах границ добычного блока, осуществляют путем проходки в центре звездообразного целика отрабатываемого добычного блока и в центрах целиков, примыкающим к вертикальным границам, смежным с отрабатываемым добычным блоком, из вертикальных скважин дополнительных восстающих выемочных камер, диаметры d которых определяют по формуле d 0,414D. Потери полезного ископаемого в оставшихся целиках в пределах границ добычного блока не зависят от диаметров основных D и дополнительных d выемочных камер и составляют 8% от погашенных при добыче балансовых запасов добычного блока.
На основании изложенного можно заключить, что совокупность существенных признаков заявленного изобретения имеет причинно-следственную связь с достигаемым результатом. Благодаря данной совокупности существенных признаков удалось создать способ разработки крутопадающих подземных формаций с высокой эффективностью промышленного использования за счет снижения потерь полезных ископаемых в недрах, сокращения объемов подготовительных и нарезных работ, а также устранения негативного воздействия горных работ на окружающую среду.
Следовательно, предложенный способ отвечает требованиям, предъявляемым к изобретениям, так как явным образом не следует из уровня используемых техники и технологии на данном этапе развития.
Изобретение рассматривается на примере разработки алмазоносной трубки, залегающей в сложных горно-геологических условиях. Налегающие породы представлены плывунами. Вращающие породы сильно обводнены и связаны гидросетью с морем. Трубка вытянута в меридиональном направлении. Контакт трубки с вмещающими породами близкий к отвесному положению.
На фиг.1 и 2 показана схема вскрытия, подготовки и нарезки трубки в разрезе и в плане соответственно; на фиг.3 и 4 процесс разрушения полезного ископаемого в пределах контуров выемочной камеры с помощью буровой установки, расположенной на дневной поверхности, а также заложенная выемочная камера в разрезе и в плане соответственно; на фиг.5 технологическая схема отработки панели без выемки полезного ископаемого из целиков; на фиг.6 технологическая схема отработки панели с выемкой полезного ископаемого из целиков; на фиг.7 и 8 горизонтальные разрезы по добычным блокам без выемки полезного ископаемого из целиков и с выемкой полезного ископаемого из целиков соответственно вид А и вид В.
Способ разработки крутопадающих подземных формаций осуществляют следующим образом.
Алмазоносную трубку 1 вскрывают шахтными стволами 2 и 3 квершлагами 4 и 5 и вертикальными скважинами 6, пройденными с дневной поверхности. Стволы 2 и 3 проходят за границей трубки с вмещающими породами 7. В пределах мощности налегающих пород 8 шахтные стволы 2 и 3 проходят специальными методами, например с замораживанием. В комплекс подготовительных работ входит проходка капитального штрека 9 и штреков 10. Нарезные работы включают проходку камер 11 из штреков 10. Штреки 9 и 10 и камеры 11 проходят в основании параллельных панелей 12, которыми ведут разработку трубки. В кратерной части трубки оставляют предохранительный целик 13 для предотвращения прорыва плывуна в выемочные камеры. На границе трубки 13 с вмещающими породами формируют охранный целик 14, породы которого предупреждают поступление воды в очистное пространство панелей 12.
Каждая из разрабатываемых панелей состоит из добычных блоков 15 или 16, составными элементами которых являются четыре основные выемочные камеры 17, вписанные в параллелепипед квадратного сечения в плане, сторона которого равна двум диаметрам выемочных камер 2D. Вертикальные грани параллелепипеда являются границами добычного блока по высоте, которая соответствует расстоянию от основания предохранительного целика 13 до кровли камеры 11. Нижняя и верхняя грани параллелепипеда расположены соответственно в кровле камеры 11 и в основании целика 13. Ширина каждой панели равна двум диаметрам выемочной камеры 17 (Ш 2D).
Отработку панелей 12 ведут с использованием добычных блоков, как 15 так и 16. В первом случае в центре блока 15 оставляют звездообразный целик 18, а также целики 19, примыкающие к вертикальным границам блока. Целики 19 формируют в виде призм, основания которых расположены в кровле камеры 11 и в основании предохранительного целика 13. Сферические грани целиков 19 соответствуют по форме боковой цилиндрической поверхности основной выемочной камеры 17 с центральным углом, равным 90о.
Оставление целиков 18 и 19 в недрах производят в том случае, если затраты на их отработку превышает извлекаемую ценность полезных компонентов, заключенных в суммарном объеме целиков, происходящихся на добычной блок 15. Потери полезного ископаемого в пределах границ добычного блока 15 устанавливают из следующих зависимостей.
Погашенные при добыче балансовые запасы в пределах границ добычного блока, приходящиеся на 1 п.м. его высоты:
3б 4D2 (1)
Извлекаемые запасы полезного ископаемого из четырех основных выемочных камер 17, принадлежащих добычному блоку:
3π D2 (2)
Теряемый объем полезного ископаемого в целиках 18 и 19, принадлежащих добычному блоку:
Ωт= 3б-3и 4D2- π D2 D2(4- π ) (3)
Потери полезного ископаемого в процентах:
П 100
Figure 00000001
100
Figure 00000002
21
(4)
Таким образом, потери полезного ископаемого в целиках 18 и 19 в пределах границ добычного блока 15 не зависят от диаметров основных выемочных камер 17 и составляют 21% от погашенных при добыче балансовых запасов.
В случае если содержание алмазов в целиках 18 и 19 позволяет окупить затраты на их отработку и получить дополнительную прибыль, в центре звездообразного целика 18 и в центрах целиков 19, примыкающим к вертикальным границам, смежных и отрабатываемым добычных блоков 16, из вертикальных скважин проходят дополнительные восстающие выемочные камеры 20. Диаметры d выемочных камер 20 определяют по формуле:
(2D)2+(2D)2 (2D+2d)2 откуда d 0,414D (5)
Потери полезного ископаемого в пределах границ добычного блока 16 устанавливают из следующих зависимостей.
Погашенные при добыче балансовые запасы в пределах границ добычного блока, приходящиеся на 1 п.м. его высоты:
3б 4D2 (6)
Извлекаемый объем полезного ископаемого из четырех основных выемочных камер 17 и четырех дополнительных выемочных камер 20:
Зи=
Figure 00000003
+ 4
Figure 00000004
= 3,67 D2
(7)
Теряемый объем полезного ископаемого в целиках 21, принадлежащих добычному блоку:
Ωт= 3б-3и 4D2-3,67D2 0,33D2 (8)
Потери полезного ископаемого в процентах:
П 100
Figure 00000005
100
Figure 00000006
8
(9)
Таким образом, потери полезного ископаемого в целиках 21 в пределах границ добычного блока 16 не зависят от диаметров основных 17 и дополнительных 20 выемочных камер и составляют 8% от погашенных при добыче балансовых запасов добычного блока. Выемку полезного ископаемого в панелях 12 производят по направлениям 22 от границы охранного целика к капитальному штреку 9. Расширение фронта очистных работ осуществляют по направлениям 23 от центра трубки к шахтным стволам 2 и 3. Добычу полезного ископаемого из основных 17 и дополнительных 20 выемочных камерах производят породоразрушающим инструментом 23, который навешивают в камере 11 на несущую колонну 24 буровой установки 25. Буровую установку 25 размещают на дневной поверхности. За счет вращения породоразрушающего инструмента и его подачи вверх, режущими элементами производится разрушение полезного ископаемого и его накапливание в виде магазина 26 в камере 11 и в выемочной камере 17. Разрушенное полезное ископаемое, находящееся в магазине 26, сохраняет стенки выемочной камеры в состоянии устойчивого равновесия на весь период отработки камеры, предупреждая тем самым образование вывалов в виде призм сползания. При подпоре разрушенным полезным ископаемым, находящимся в магазине 26, нижней торцевой части породоразрушающего инструмента 23, производят частичный выпуск полезного ископаемого из выемочной камеры 17, его погрузку и доставку к шахтным стволам 2 и 3 самоходными машинами 27, поле полного разрушения полезного ископаемого в пределах контуров выемочной камеры производят выдачу полезного ископаемого из магазина 26. Затем возводят в камере 11 перемычку 28, а выработанное пространство выемочной камеры через скважину 6 заполняют твердеющей закладкой.
Аналогично, с использованием описанных приемов, осуществляют разрушение полезного ископаемого, его выдачу и закладку выработанного пространства дополнительных выемочных камер 20 для отработки выемочных камер 20, расположенных на границах смежных панелей 12, из камеры 11 осуществляют проходку дополнительной камеры 29, сечение которой позволяет разместить породоразрушающий инструмент 23, диаметр которого меньше диаметра инструмента, применяемого для выемки полезного ископаемого из основных камер 17. В зависимости от крепости полезного ископаемого, представленного, например, автолитовыми брекчиями, разработку трубки осуществляют до экономически целесообразной глубины без разделения на этажи с обеспечением долговременной устойчивости стенок выемочных камер разрушенным полезным ископаемым, находящимся в магазине 26.
Применительно к полезным ископаемым, представленными, например, ксенотуфобрекчиями, не допускающим долговременной устойчивости конструктивных элементов выемочных камер, трубку разбивают на этажи. В основании каждого из этажей проходят капитальные, подготовительные и нарезные выработки, разработку начинают с нижнего этажа по описанной технологии. Разрушение полезного ископаемого в пределах контуров выемочных камер вышерасположенных этажей ведут через те же скважины, которые были пробурены для отработки нижнего этажа.
Предложенный способ разработки является конкурентоспособным с традиционным подземным способом, в котором используют системы разработки с закладкой выработанного пространства как по уровню потерь, так и по затратам на добычу полезного ископаемого. По требованиям безопасности ведения работ предлагаемый способ не сопоставим с традиционным, так как при его использовании необходимость присутствия рабочих в очистном пространстве отпадает.
Использование изобретения позволит вовлечь в разработку алмазоносные трубки, залегающие в сложных горно-геологических условиях, с высокой эффективностью и без нанесения ущерба окружающей среде.

Claims (2)

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ ПОДЗЕМНЫХ ФОРМАЦИЙ, включающий вскрытие формации вертикальными скважинами, пройденными с дневной поверхности, и подземными горными выработками, подготовку формации и выемку полезного ископаемого блоками с формированием камер и межкамерных целиков и выдачей разрушенного полезного ископаемого на поверхность через подземные горные выработки, отличающийся тем, что формацию вскрывают двумя вертикальными стволами, пройденными во вмещающих породах на противоположных ее флангах, которые соединяют квершлагами и капитальным штреком, подготовку производят панельными штреками, проходимыми вкрест капитальному штреку, отработку формации ведут параллельными панелями в направлении к капитальному штреку с развитием фронта работ от центра формации к ее флангам, при этом панель по ширине формируют двумя цилиндрическими выемочными камерами, блок формируют из четырех касающихся своими образующими цилиндрических выемочных камер, а выемку полезного ископаемого ведут буровыми установками, расположенными на дневной поверхности, путем расширения скважин, пройденных по центру камер, породоразрушающим инструментом, навешиваемым на буровую колонну в панельном штреке с магазинированием разрушенного полезного ископаемого и после его выдачи выработанное пространство камер закладывают твердеющей смесью.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после набора твердеющей смесью необходимой прочности производят выемку междукамерных целиков дополнительными выемочными камерами, диаметр которых составляет 0,414 диаметра основных камер.
RU94026582A 1994-08-01 1994-08-01 Способ разработки крутопадающих подземных формаций RU2059815C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94026582A RU2059815C1 (ru) 1994-08-01 1994-08-01 Способ разработки крутопадающих подземных формаций

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94026582A RU2059815C1 (ru) 1994-08-01 1994-08-01 Способ разработки крутопадающих подземных формаций

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2059815C1 true RU2059815C1 (ru) 1996-05-10
RU94026582A RU94026582A (ru) 1996-06-10

Family

ID=20158498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94026582A RU2059815C1 (ru) 1994-08-01 1994-08-01 Способ разработки крутопадающих подземных формаций

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2059815C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444625C1 (ru) * 2010-07-07 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Способ разработки трубкообразных и мощных рудных тел
RU2448249C2 (ru) * 2010-07-07 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Способ подземной разработки мощных залежей полезных ископаемых
CN106522954A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 特厚钾盐矿床竖向综合机械化开采方法
RU2709846C1 (ru) * 2019-04-24 2019-12-23 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) Способ подземной разработки кимберлитовых трубок

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1312174, кл. E 21C 45/00, опублик. 1987. 2. Авторское свидетельство СССР N 1036927, кл. E 21C 45/00, опублик. 1987. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2444625C1 (ru) * 2010-07-07 2012-03-10 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Способ разработки трубкообразных и мощных рудных тел
RU2448249C2 (ru) * 2010-07-07 2012-04-20 Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) Способ подземной разработки мощных залежей полезных ископаемых
CN106522954A (zh) * 2016-12-26 2017-03-22 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 特厚钾盐矿床竖向综合机械化开采方法
CN106522954B (zh) * 2016-12-26 2019-03-08 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 特厚钾盐矿床竖向综合机械化开采方法
RU2709846C1 (ru) * 2019-04-24 2019-12-23 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Комплексного Освоения Недр Им. Академика Н.В. Мельникова Российской Академии Наук (Ипкон Ран) Способ подземной разработки кимберлитовых трубок

Also Published As

Publication number Publication date
RU94026582A (ru) 1996-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6688702B1 (en) Borehole mining method
CN106121657A (zh) 一种多功能数控竖井掘进装置及施工方法
GB2072239A (en) Bore hole mining
US4516633A (en) Blind shaft drilling
RU2283430C1 (ru) Способ разработки мощных крутых пластов полезных ископаемых
RU2059815C1 (ru) Способ разработки крутопадающих подземных формаций
Heath Drilled pile foundations in porous, pinnacled carbonate rock
RU2059810C1 (ru) Способ разработки крутопадающих месторождений
RU2461712C2 (ru) Способ разработки месторождений полезных ископаемых выбуриванием керна большого диаметра
CN106089216B (zh) 岩石隧道破岩施工方法
RU2306417C2 (ru) Способ подземной разработки месторождений полезных ископаемых
RU2059813C1 (ru) Способ разработки крутопадающих рудных тел
RU2059073C1 (ru) Способ разработки месторождений полезных ископаемых
JPH0213696A (ja) 鉱物資源の坑下水力採鉱法
RU2394991C1 (ru) Способ разупрочнения прочных углей
CN114562267A (zh) 一种预掘回撤通道水力压裂切顶线位置确定方法
CN108915693B (zh) 一种用于倾斜矿体上的阶梯管线井的施工方法
RU2715503C1 (ru) Способ открыто-подземной разработки пологозалегающих пластов
RU2569708C1 (ru) Способ разработки мощных месторождений этажно-камерной системой с закладкой выработанного пространства
RU2081324C1 (ru) Способ скважинной гидродобычи полезных ископаемых
RU2096618C1 (ru) Буроштрековый способ подземной разработки угольных пластов
RU2465461C2 (ru) Способ открытой разработки месторождений полезных ископаемых
RU2755287C1 (ru) Способ разработки тонких и маломощных крутопадающих рудных тел
CN101691832B (zh) 立井钻-注平行作业工艺
RU2381364C1 (ru) Способ разработки крутых пластов подэтажной гидроотбойкой с попутным выпуском магазинированного угля из камер верхнего подэтажа