RU2274748C1 - Method for underground mineral development with the use of non-hardening filling material - Google Patents

Abstract

FIELD: underground mining, particularly thick deposit development with the use of powder material as filling material.

SUBSTANCE: method involves dividing deposit into steeply inclined layers; dividing each layer into sector-shaped blocks so that haulage horizon passes through each block top; serially excavating ore within the bounds of each block in ascending elongated cuts and pouring filling material on haulage horizon bottom after each cut operation performing. The blocks are formed of two parts, which are adjacent relatively haulage horizon passing through block top and determined from mathematical equations.

EFFECT: reduced volume of preparation work.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом.The present invention relates to the development of mineral deposits underground method.

Известны слоевые системы разработки (1), применяемые при добыче полезных ископаемых из мощных пластовых месторождений или из рудных месторождений, представленных массивными залежами. При этом пласт или залежь разделяют на несколько слоев умеренной толщины, которые затем отрабатывают последовательно в определенном порядке. Исходя из конкретных условий, слои могут быть горизонтальными или наклонными.Known layered development systems (1) used in the extraction of minerals from powerful stratified deposits or from ore deposits represented by massive deposits. In this case, the formation or reservoir is divided into several layers of moderate thickness, which are then worked out sequentially in a certain order. Based on specific conditions, the layers can be horizontal or inclined.

Известна также система разработки полезных ископаемых (2) с разделением залежи на крутонаклонные слои, которые, в свою очередь, делятся на секторообразные блоки с углом при вершинеThere is also a known system of mining (2) with the separation of deposits into steeply inclined layers, which, in turn, are divided into sector-like blocks with an angle at the apex

где α - угол наклона слоя,where α is the angle of inclination of the layer,

i_max - предельно допустимый продольный уклон очистной выработки.i _max - the maximum permissible longitudinal slope of the treatment plant.

К вершине каждого блока подводят откаточный штрек. Выемку руды в пределах блока производят длинными заходками, перемещая фронт очистного забоя по направлению к верхней части блока. По окончании каждой заходки производят подсыпку закладочного материала на подошву очистной выработки. Мощность подсыпки в каждом сечении определяется зависимостью:A haul-off drift is brought to the top of each block. The extraction of ore within the block is carried out in long runs, moving the front of the working face towards the top of the block. At the end of each run, backfill material is added to the sole of the treatment mine. The power of bedding in each section is determined by the dependence:

Δh=Δb*tgα,Δh = Δb * tgα,

где Δb - поперечное перемещение очистной выработки за одну заходку.where Δb is the transverse movement of the treatment workings in one run.

Недостатком данной системы является большой объем подготовительных работ. Так как секторообразный блок вписан внутрь рудного тела, то его линейные параметры напрямую зависят от граничных контуров этого тела и, в силу природных факторов, имеют значительный разброс значений. Таким образом, при фиксированном значении уклонов граничных очистных выработок перепады высот между вершинами блоков будут различными, то есть шаг изменения высотных отметок вершин носит хаотичный характер. По условию отработки к вершине каждого блока необходимо подвести откаточный штрек. В этой ситуации обеспечить одним штреком отработку нескольких блоков, приуроченных к разным слоям, не представляется возможным. Поэтому образуется сеть подготовительных горных выработок без какой-либо пространственной систематизации и, как следствие, с большой суммарной протяженностью.The disadvantage of this system is the large amount of preparatory work. Since the sector-shaped block is inscribed inside the ore body, its linear parameters directly depend on the boundary contours of this body and, due to natural factors, have a significant scatter of values. Thus, with a fixed value of the slopes of the boundary treatment workings, the height differences between the vertices of the blocks will be different, that is, the step of changing the elevations of the vertices is chaotic. According to the mining condition, a haul-off drift must be brought to the top of each block. In this situation, it is not possible to provide the development of several blocks confined to different layers with one drift. Therefore, a network of preparatory mine workings is formed without any spatial systematization and, as a result, with a large total length.

Целью предлагаемого изобретения является снижение объема подготовительных работ за счет оптимизации пространственного положения вершин добычных блоков, находящихся в различных отрабатываемых слоях. В результате этого одним откаточным штреком можно будет обслуживать максимальное количество добычных блоков.The aim of the invention is to reduce the amount of preparatory work by optimizing the spatial position of the vertices of the mining blocks located in different mining layers. As a result of this, with one haulage drift it will be possible to serve the maximum number of production blocks.

Поставленная цель достигается тем, что в системе подземной разработки полезных ископаемых с нетвердеющей закладкой, включающей в себя разделение залежи на крутонаклонные слои, разделение каждого слоя на секторообразные блоки таким образом, чтобы через вершину блока проходил откаточный горизонт, последовательную выемку руды в пределах блока длинными заходками в восходящем порядке и подсыпку закладочного материала на подошву очистной выработки после каждой заходки, выемочные блоки формируют из двух смежных, относительно откаточного горизонта, проходящего через вершину блока, частей с углами при вершинахThis goal is achieved by the fact that in the underground mining system with a non-hardening tab, which includes dividing the deposit into steeply inclined layers, dividing each layer into sector-like blocks so that a rolling horizon passes through the top of the block, sequential excavation of ore within the block by long openings in ascending order and adding filling material to the bottom of the treatment mine after each approach, the extraction blocks are formed from two adjacent, relative to the discharge g horzont, passing through the top of the block, parts with angles at the vertices

где α - угол наклона слоя;where α is the angle of inclination of the layer;

Δh_i-(i-1) и Δh_i-(i+1) - перепад высот между откаточным горизонтом, проходящим через вершину блока, и нижележащим и вышележащим откаточными горизонтами соответственно;Δh _{i- (i-1)} and Δh _{i- (i + 1)} - the height difference between the retreat horizon passing through the top of the block and the underlying and overlying retreat horizons, respectively;

d_i-(i-1) и d_i-(i+1) - горизонтальные расстояния между точками пересечения плоскости крутонаклонного слоя с плоскостями откаточных горизонтов: среднего и нижележащего, среднего и вышележащего соответственно.d _{i- (i-1)} and d _{i- (i + 1)} are the horizontal distances between the points of intersection of the plane of the steeply inclined layer and the planes of the retreat horizons: middle and underlying, middle and overlying, respectively.

При этом условии будет обеспечена возможность обслуживания всех блоков систематизированной сетью штреков, приуроченных только к откаточным горизонтам. Каждый штрек обеспечит доступ к нескольким блокам, принадлежащим различным крутонаклонным слоям. Отработка блока складывается из множества элементарных циклов, каждый из которых включает в себя отбойку руды, ее отгрузку и закладку выработанного пространства.Under this condition, it will be possible to service all blocks with a systematic network of drifts, confined only to retreat horizons. Each drift will provide access to several blocks belonging to different steeply inclined layers. Block mining is made up of many elementary cycles, each of which includes ore breaking, its shipment and laying of the worked out space.

Практическая реализация предлагаемого изобретения.Practical implementation of the invention.

Рудное тело откаточными горизонтами делят на этажи. На откаточных горизонтах по контуру рудного тела проходят штреки.The ore body is divided by haulage horizons into floors. At the return horizons, drifts pass along the contour of the ore body.

Далее рудное тело делят на крутонаклонные слои, мощность и угол наклона которых определяются конкретными горно-геологическими и технологическими условиями.Further, the ore body is divided into steeply inclined layers, the thickness and angle of which are determined by specific mining and geological and technological conditions.

Крутонаклонные слои рудного тела разбивают на секторообразные блоки таким образом, чтобы через вершину блока проходил откаточный горизонт. При этом каждый блок будет состоять из двух частей с общей горизонтальной границей, проходящей через вершину блока, и с углами при вершинах φ_i-1 и φ_i+1. Значения углов φ_i-1 и φ_i+1 определяют в соответствии с расчетной схемой, показанной на чертеже.The steeply inclined layers of the ore body are divided into sector-like blocks so that a rolling horizon passes through the top of the block. Moreover, each block will consist of two parts with a common horizontal border passing through the top of the block, and with angles at the vertices φ _i-1 and φ _{i + 1} . The values of the angles φ _i-1 and φ _{i + 1 are} determined in accordance with the calculation scheme shown in the drawing.

Из ΔBDE имеем sin φ_i-1 = ED/BD; (1)From ΔBDE we have sin φ _i-1 = ED / BD; (one)

ED = BC;ED = BC;

Из схемы следует, что АВ представляет собой перепад высот между откаточным горизонтом, проходящим через вершину блока, и нижележащим откаточным горизонтом. Обозначим его через Δh_i-(i-1);From the diagram it follows that AB is a height difference between the retreat horizon passing through the top of the block and the underlying retreat horizon. Denote it by Δh _{i- (i-1)} ;

AD - горизонтальное расстояние между точками пересечения плоскости крутонаклонного слоя с плоскостями среднего и нижележащего откаточных горизонтов. Обозначим его через d_i-(i-1).AD is the horizontal distance between the intersection points of the plane of the steeply inclined layer with the planes of the middle and underlying recoil horizons. Denote it by d _{i- (i-1)} .

После подстановки в формулу (1) значений из (2) и (3) и с учетом принятых обозначений получим:After substituting in the formula (1) the values from (2) and (3) and taking into account the accepted notation, we obtain:

илиor

По аналогии для верхней части блока будут справедливы следующие выкладки:By analogy, the following calculations will be valid for the upper part of the block:

Из ΔBKL имеем sin φ_i+1 = KL/BK; (6)From ΔBKL we have sin φ _{i + 1} = KL / BK; (6)

Из ΔFKL KL = FK/ sinα; (7)From ΔFKL KL = FK / sinα; (7)

Из

Of

Из схемы следует, что FK представляет собой перепад высот между откаточным горизонтом, проходящим через вершину блока, и вышележащим откаточным горизонтом. Обозначим его через Δh_i-(i+1);It follows from the diagram that FK represents a height difference between the retreat horizon passing through the top of the block and the overlying retract horizon. Denote it by Δh _{i- (i + 1)} ;

BF - горизонтальное расстояние между точками пересечения плоскости крутонаклонного слоя с плоскостями среднего и вышележащего откаточных горизонтов. Обозначим его через d_i-(i+1).BF is the horizontal distance between the points of intersection of the plane of the steeply inclined layer with the planes of the middle and overlying recoil horizons. Denote it by d _{i- (i + 1)} .

После подстановки в формулу (6) значений из (7) и (8) и с учетом принятых обозначений получим:After substituting the values from (7) and (8) into the formula (6) and taking into account the accepted notation, we obtain:

илиor

Приняв за исходные данные высотные отметки откаточных штреков и выбрав точки пересечения плоскостей крутонаклонных слоев с плоскостями откаточных горизонтов, по формулам (5) и (10) рассчитывают углы φ_i-1 и φ_i+1 для различных блоков каждого из крутонаклонных слоев. Все слои делят на секторообразные блоки согласно расчетным данным.Taking the elevation marks of the retreating drifts as the initial data and choosing the intersection points of the planes of steeply inclined layers with the planes of retracted horizons, the angles φ _i-1 and φ _{i + 1 are} calculated using formulas (5) and (10) for different blocks of each steeply inclined layer. All layers are divided into sector-like blocks according to the calculated data.

По границам блоков проходят нарезные выработки. Выемку руды в блоке осуществляют длинными заходками в восходящем порядке, послойно заполняя выработанное пространство нетвердеющей закладкой. Для откатки используют штреки, пройденные на отметках откаточных горизонтов.On the boundaries of the blocks are rifled workings. The extraction of ore in the block is carried out by long openings in ascending order, layer-by-layer filling the worked out space with a non-hardening tab. For haulage use drifts, passed at the marks of retreat horizons.

Очередность отработки блоков определяется проектом.The sequence of blocks development is determined by the project.

Использованные источникиUsed sources

1. Некрасовский Я.Э., Белосветов А.В., Локшин Б.С. и др. Разработка месторождений полезных ископаемых.- М.: Недра, 1966.-С.161-164.1. Nekrasovsky Y.E., Belosvetov A.V., Lokshin B.S. and other Development of mineral deposits. - M.: Nedra, 1966.-S.161-164.

2. Патент на изобретение RU №2219339 С2, 20.13.2003. Бюл.№35. Система подземной разработки полезных ископаемых с нетвердеющей закладкой.2. Patent for the invention RU No. 2219339 C2, 20.13.2003. Bull.№35. Underground mining system with non-hardening tab.

Claims (1)

Система подземной разработки полезных ископаемых с нетвердеющей закладкой, включающая в себя разделение залежи на крутонаклонные слои, разделение каждого слоя на секторообразные блоки таким образом, чтобы через вершину блока проходил откаточный горизонт, последовательную выемку руды в пределах блока длинными заходками в восходящем порядке и подсыпку закладочного материала на подошву очистной выработки после каждой заходки, отличающаяся тем, что выемочные блоки формируют из двух смежных относительно откаточного горизонта, проходящего через вершину блока, частей с углами при вершинах An underground mining system with a non-hardening tab, which includes dividing the deposit into steeply inclined layers, dividing each layer into sector-like blocks so that a rolling horizon passes through the top of the block, sequential excavation of ore within the block with long openings in an ascending order, and adding bedding material on the sole of the mine working after each entry, characterized in that the excavation blocks are formed from two adjacent relative to the recoil horizon, passing go through the top of the block, parts with angles at the vertices

где α - угол наклона слоя;where α is the angle of inclination of the layer; Δh _i-(i-1) и Δh _i-(i+1) - перепад высот между откаточным горизонтом, проходящим через вершину блока, и нижележащим и вышележащим откаточными горизонтами соответственно;Δ h _{i- (i-1)} and Δ h _{i- (i + 1)} - the height difference between the retreat horizon passing through the top of the block and the underlying and overlying retreat horizons, respectively; d_i-(i-1) и d_i-(i+1) - горизонтальные расстояния между точками пересечения плоскости крутонаклонного слоя с плоскостями откаточных горизонтов: среднего и нижележащего, среднего и вышележащего соответственно.

d _{i- (i-1)} and d _{i- (i + 1)} are the horizontal distances between the points of intersection of the plane of the steeply inclined layer and the planes of the retreat horizons: middle and underlying, middle and overlying, respectively.