SU1701912A1 - Method of mining thick mineral deposits - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к камерной разработке крепких руд под обводненными породами . Цель - снижение потерь полезного ископаемого (ПИ) в целиках при сохранении их несущей способности за счет управлени  мощностью сло  раздробленного полезного Изобретение относитс  к горному делу, а именно к способам камерной разработки мощных месторождений крепких руд, расположенных под переслаиванием осадочных обводненных пород. Цель изобретени  - снижение потерь полезного ископаемого в целиках при сохранении их несущей способности за счет управлени  мощностью сло  раздробленного полезного ископаемого вокруг камеры. ископаемого вокруг камеры, а также повышение устойчивости целиков за счет их бокового подпора. Проход т транспортные, вентил ционные, буровые и выпускные выработки . Выемку ПИ осуществл ют камера ми цилиндрической формы со сводовым закруглением. Вентил ционную выработку (ВВ) проход т на высоте сводового закруглени  камеры через середины двух сторон равностороннего треугольника, по углам которого формируют камеры. Бур т и взрывают скважины. Отбивают ПИ концентрическими сло ми. Между камера ми образуют целики ПИ. Между ВВ и камерами формируют подушку из разрушенного ПИ его отбойкой в камере вблизи ВВ в направлении от нее к центру сводовой части камеры до отбойки основных запасов ПИ в сводовой части. С поверхности земли в камеры бур т вертикальные герметичные скважины. Отбитое ПИ выпускают из камер и транспортируют на поверхность. Выработанное пространство камер заполн ют закладочным материалом, подаваемым по скважинам. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. На фиг, 1 показана схема расположени  камер и вентил ционной выработки в плане; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 фрагмент результатов моделировани  камеры с вентил ционной выработкой (с изолини ми ); на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4. Способ осуществл етс  следующим образом . 00 VJ О Ю ю This invention relates to the chamber development of strong ores under watered rocks. The goal is to reduce the loss of minerals (PI) in the pillars while maintaining their bearing capacity by controlling the power of the crushed useful layer. The invention relates to mining, in particular, to the methods of chamber development of powerful deposits of strong ores located under a layer of sedimentary watered rocks. The purpose of the invention is to reduce the loss of mineral in pillars while maintaining their carrying capacity by controlling the thickness of the crushed mineral layer around the chamber. fossil around the camera, as well as increasing the stability of the pillars due to their lateral support. Transport, ventilation, drilling and exhaust workings pass through. The PI notch is made with cylindrical chambers with arched rounding. Ventilation generation (BB) is made at the height of the chamber vault rounding through the midpoints of two sides of an equilateral triangle, at the corners of which the chambers form. Drill and blow up wells. Fight PI with concentric layers. Between the chamber mi form pillars PI. A pillow is formed between the explosives and the chambers from the destroyed PI by its breaking in the chamber near the explosives in the direction from it to the center of the arched part of the chamber until the main reserves of the PI are in the arched part. Vertical hermetic wells are drilled from the ground into the chambers. Repulsed PI is released from the chambers and transported to the surface. The developed space of the chambers is filled with filling material supplied through the wells. 1 hp f-ly, 5 ill. Fig. 1 shows the layout of the chambers and the ventilation generation in the plan; in fig. 2 is a section A-A in FIG. 1, in FIG. 3 shows a section BB in FIG. 2; in fig. 4 is a fragment of the results of modeling a chamber with ventilation generation (with isolines); in fig. 5 shows a section B-B in FIG. 4. The method is carried out as follows. 00 VJ Oh Yu Yu

Description

Под переслаиванием обводненных осадочных пород 1 в слое крепких руд 2 до создани  камер сооружают вентил ционную выработку 3, располага  ее таким образом , чтобы она проходила через середины двух сторон а равностороннего треугольника 4 с камерами в его углах и на высоте сводового закруглени  5 камеры 6. При создании буровзрывным способом выработки 3 вокруг нее образуетс  зона раздробленно- го полезного ископаемого 7, с учетом которой в зоне будущей камеры 6 сооружают с горизонта вентил ционной выработки 3 радиальные 8 и обходную кольцевую 9 выработки , а с горизонта нижней подсечки 10 камеры 6 - также радиальные 11 и обходную кольцевую 12 выработки. Из выработок 8 и 9 бур т вертикальные скважины 13. Из выработок 11 и 12 бур т скважины 14 в виде комплекта вертикальных вееров дл  формировани  днища 15 камеры. Из радиальных 8 и обходных 9 выработок бур т также восстающие веера скважин 16 дл  формировани  сводового закруглени  5 камеры. Вблизи вентил ционной выработки 3 скважины 16 бур т по более сгущенной сетке 19. что дает возможность отбивку полезного ископаемого вблизи выработки 3 вести меньшим количеством взрывчатого вещества и, следовательно, меньше поврежда  примыкающие к камере 6 слои 17, а также примы- кающие к выработке 3 слои 7.Under the overlap of watered sedimentary rocks 1 in the layer of strong ores 2, prior to the creation of chambers, a ventilation opening 3 is constructed, positioning it so that it passes through the midpoints of two sides of an equilateral triangle 4 with chambers at its corners and at the height of the curvature 5 of chamber 6. When the drilling and blasting method is created 3, a fractured mineral zone 7 is formed around it, taking into account that radial 8 and bypass ring 9 are built from the ventilation generation horizon 3 in the area of the future chamber 6. the workings, and from the horizon of the lower sweep 10 of the chamber 6, also radial 11 and bypass annular 12 workings. Vertical wells 13 are drilled from openings 8 and 9. From wells 11 and 12, openings 14 are drilled in the form of a set of vertical fans to form the bottom 15 of the chamber. From the radial 8 and bypass 9 openings, the revolving fans of the wells 16 are also drilled to form the arch rounding 5 of the chamber. Near the ventilation output, 3 wells 16 are drilled along a more condensed grid 19. That allows the extraction of minerals near generation 3 to be carried out with a smaller amount of explosive and, therefore, less damage is caused by layers 17 adjacent to chamber 6, as well as 3 layers 7.

Величину локального сгущени  сетки скважин 19 вблизи выработки 3, объем взрывчатого вещества в скважинах, а также толщину bi сло  17 локально раздробленно- го полезного ископаемого вблизи вентил ционной выработки и толщину 02 сло  18 раздробленного полезного ископаемого вокруг остальной части камеры определ ют на основании предварительного физическо- го (или математического) моделировани  напр женного состо ни  камеры вместе с примыкающими к ней выработками.The magnitude of the localized grid of wells 19 in the vicinity of production 3, the volume of explosive in the wells, as well as the thickness bi of layer 17 of the locally crushed mineral near ventilation production and the thickness 02 of layer 18 of crushed mineral around the rest of the chamber are determined on the basis of preliminary physical - go (or mathematical) modeling of the stress state of the camera along with the workings adjacent to it.

Отбойку руды внутри камеры цилиндрической формы б ведут концентрическими сло ми в направлении от центра камеры к ее стенам, причем при формировании днища камеры отбивку этих концентрических слоев в днище ведут с опережением на один слой, что активизирует самотечный рудовы- пуск.The cutting of ore inside the cylindrical chamber b is carried out in concentric layers in the direction from the center of the chamber to its walls, and during the formation of the bottom of the chamber, these concentric layers in the bottom are beaten in advance by one layer, which activates gravity ore starting.

После частичного выпуска запасов отбитого полезного ископаемого в период до отбойки основных запасов полезного ископаемого сводовой части 5 осуществл ют от- бойку в скважинах 19 вблизи вентил ционной выработки 3 в направлении от нее к центру сводовой части 5 камеры , формиру  таким образом междуAfter a partial release of the reserves of the recovered mineral in the period before the main mineral reserves of the arch part 5 are crushed, boreholes 19 in the vicinity of the ventilation outlet 3 are directed in the direction from the center of the chamber part 5, thus forming between

вентил ционной выработкой 3 и камерой предохранительную подушку из разрушенного полезного ископаемого.a vent making 3 and a safety cushion chamber from the destroyed mineral.

В дальнейшем приступают к отбойке и выпуску из камеры оставшихс  запасов полезного ископаемого сводовой части, а также стен Камеры.In the future, they proceed to the breaking down and release from the chamber of the remaining reserves of the mineral fossil part, as well as the walls of the Chamber.

После завершени  выемки полезного ископаемого из камер с поверхности земли в камеры бур т вертикальные герметичные скважины 20 и подают по этим скважинам в камеры складируемый материал.After the extraction of minerals from the chambers from the surface of the earth into the chambers, vertical sealed wells 20 are drilled and the stored material is fed through these wells into the chambers.

Пример. Применение предложенного способа при добыче железной руды из Коро- бовского месторождени  Курской магнитной аномалии, расположенной слоем свыше 200 м под обводненными песчано-глинисты- ми породами.Example. The application of the proposed method in the extraction of iron ore from the Korobovsky field of the Kursk Magnetic Anomaly, located a layer of over 200 m under watered sandy-clayey rocks.

Разработка месторождени  велась цилиндрическими камерами диаметром 50 м, высотой от кровли до подсечки 105 м. Вентил цию камер осуществл ли выработками сечением 3x3 м. Камерную разработку кварцитов начинали с сооружени  вентил ционной выработки, располага  ее по высоте в уровне сводового закруглени  камеры, а в плане ось вентил ционной выработки проходила через середину сторон равностороннего треугольника с камерами в его углах, т.е. ось вентил ционной выработки находилась на рассто нии м от центра камер . Вокруг вентил ционной выработки образовалась зона техногенно раздробленных кварцитов слоем 1,5 м. Затем соорудили с горизонта вентил ционных выработок радиальную и обходную кольцевую выработки размером 3x3 м, а с горизонта нижней подсечки - также радиальную и обходную кольцевую выработки размером 3x3 м. Из выработок бурили скважины диаметром 0,12 м в виде комплекта вертикальных вееров и вееров с клиновым врубом дл  отбойки руды центральной части камеры, комплект вееров дл  формировани  днища камеры и свода. Дл  свода бурили восстающие веера скважин. Вблизи вентил ционной выработки скважины бурили по более сгущенной сетке. Величину сгущени  сетки скважин, толщину сло  bi локально раздробленных кварцитов стенок камеры вблизи вентил ционной выработки, толщину Ьа сло  раздробленных кварцитов вокруг остальной части камеры определ ли на основании математического моделировани  напр женного состо ни  камеры вместе с примыкающими к ней выработками.The development of the field was carried out by cylindrical chambers with a diameter of 50 m, a height of 105 m from the roof to undercuting. The chambers were ventilated with a section of 3x3 m. The chamber development of quartzite was started with the construction of ventilation workings, its height was in the level of the vaulted round chamber. the axis of the ventilation duct passed through the middle of the sides of an equilateral triangle with chambers in its corners, i.e. the axis of the ventilation development was located m from the center of the chambers. A zone of technologically fragmented quartzite with a layer of 1.5 m was formed around the ventilation workings. Then radial and bypass ring workings 3x3 m in size were constructed from the ventilation workings horizon, and 3x3 m radial and bypass workings from the lower hook horizon. From the workings drilled bore holes with a diameter of 0.12 m in the form of a set of vertical fans and fans with a wedge cut for cutting ore of the central part of the chamber; a set of fans for forming the bottom of the chamber and the roof. Rising fans of wells were drilled for the roof. Near the ventilation hole, wells were drilled along a more condensed grid. The magnitude of the thickening of the grid of wells, the thickness of the bi locally fragmented quartzite walls of the chamber near the ventilation workings, the thickness L of the layer of crushed quartzites around the rest of the chamber was determined on the basis of mathematical modeling of the stress state of the chamber along with the adjacent workings.

Результаты моделировани  представлены на фиг. 4, где показаны изолинии верти- кальных напр жений сжати  (МПа), заштрихованные участки - вертикальныеThe simulation results are shown in FIG. 4, where the isolines of vertical compressive stresses (MPa) are shown, the shaded areas are vertical

напр жени  раст жени . На основании моделировани  получили, чтс при мощности целика 30 м величина концентрации вертикальных напр жений практически не зависит от трещиноватости, с уменьшением целика вертикальные напр жени  нелиней- но возрастают. При величине коэффициента запаса прочности получили величину минимальной мощности межкамерного целика м, ,5 м, ,0 м. Форму внешнего контура сло  bi принимали в пла- не в месте его примыкани  к вентил ционной выработке цилиндрической с радиусом цилиндра 37 м, вписанного в цилиндр радиусом 28 м при величине bi в наиболее близкой точке к вентил ционной выработки равной 1 65 м.tension tension. Based on the simulation, when the pillar power was 30 m, the magnitude of the concentration of vertical stresses practically did not depend on fracturing, with a decrease in the pillar, the vertical stresses nonlinearly increase. When the safety factor was obtained, the minimum power of the interchamber pillar was m, 5 m, 0 m. The outer contour of the layer bi was taken in the plan at the place of its adjoining to the ventilation development of a cylindrical cylinder with a radius of 37 m 28 m with the value of bi at the closest point to the ventilation output equal to 1 65 m.

Отбойку кварцитов внутри камеры цилиндрической формы вели концентрическими сло м в направлении от центра камеры к ее стенам. После отбойки и частичного выпуска кварцитов из камеры 8 период до отбойки кварцитов из основных запасов сводовой части, осуществл ли отбойку в скважинах сводовой части вблизи вентил ционной выработки в направлении от нее к центру сводовой части камеры, формиру  таким образом между вентил ционной выработкой и камерой предохранительную подушку из разрушенных кварцитов.The breaking of quartzites inside a cylindrical chamber was conducted by concentric layers in the direction from the center of the chamber to its walls. After blasting and partial release of quartzite from chamber 8, the period before quartzite blasting from the main reserves of the domed part, was carried out in the wells of the domed part near the ventilation output in the direction from the center of the chamber part and thus formed a safety pillow from the destroyed quartzite.

В дальнейшем осуществл ли отбойку кварцитов и выпуск их из камеры из оставшихс  запасов сводовой части, а также стен камеры.Subsequently, quartzites were crushed and released from the chamber from the remaining reserves of the dome and the walls of the chamber.

После завершени  выемки кварцитов из камеры ее заполнили пульпообразными отвалами хвостохранилищ из близлежащего отвала. Дл  этого камеру снабдили вертикальной герметичной скважиной диаметром 0,14 м, выход щей на поверхность земли. В 20 камер поместили 3,6 млн.м3 отходов, что позволило улучшить экологическую обстановку в регионе. При- грузка на целики благодар  этому достигала 1 МПа (горизонтальна  составл юща ), что существенно повысило устойчивость.After completion of the excavation, quartzites from the chamber were filled with pulp-shaped tailings of tailings from a nearby dump. For this purpose, the chamber was equipped with a vertical sealed well with a diameter of 0.14 m, which reached the surface of the earth. 3.6 million m3 of waste was placed in 20 chambers, which made it possible to improve the ecological situation in the region. Due to this, loading on the pillars reached 1 MPa (horizontal component), which significantly increased stability.

Таким образом, при использовании предложенного технического решени  повышаетс  величина блокового Фициен та извлечени  полезного ископаемого, а также уменьшаетс  сейсмическое воздействие на междукамерный целик и улучшаетс  экологическа  обстановка в регионе добычи полезного ископаемого.Thus, when using the proposed technical solution, the magnitude of the block Fitsiena mineral extraction increases, as well as the seismic impact on the chamber segment and the ecological situation in the region of mineral extraction is improved.

Claims (2)

1.Способ разработки мощных месте- рождении полезных ископаемых, включающий проведение транспортных, вентил ционных, буровых и выпускных выработок , выемку полезного ископаемого ка- мерами цилиндрической формы со сводовым закруглением, формирование камер в плане по углам равностороннего тре- угольнига. бурение и взрывание скважин, отбойку полезного ископаемого концентрическими сло ми, образование целиков полезного ископаемого между камерами, выпуск запасов отбитого полезного ископаемого и транспортировку его на поверх ность, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потерь полезного ископаемого ы целиках при сохранении их несущей способности путем управлени  мощностью сло  раздробленного полезного ископаемого вокруг камеры, вентил ционную выработку проход т на высоте сводового закруглени  камеры через середины двух сторон равностороннего треугольника с ка мерами в его углах до выемки камер, между вентил ционной выработкой и камерами формируют подушку из разрушенного полезного ископаемого его отбойкой в камере вблизи вентил ционной выработки в направлении от нее к центру сводовой части камеры до отбойки основных запасов полезного ископаемого в сводовой части камеры.1. A method for developing powerful mineral deposits, including carrying out transport, ventilation, drilling and discharge workings, excavating a mineral mineral with a cylindrical shape with arch rounding, forming chambers in plan at the corners of an equilateral triangle. drilling and blasting wells, blasting minerals in concentric layers, forming mineral pillars between chambers, releasing reserves of broken minerals and transporting them to the surface, characterized in that, in order to reduce the loss of minerals in pillars while maintaining their bearing capacity by controlling the thickness of the layer of crushed mineral around the chamber, the ventilation development is carried out at the height of the arch rounding of the chamber through the midpoints of the two sides equally a triangle with chambers in its corners to the chambers, between the ventilation hole and the chambers, a pillow is formed from the destroyed minerals by breaking it in the chamber near the ventilation hole from the center of the chamber bottom to the main mineral reserves in the arch cameras. 2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости целиков путем из бокового распора, а также, улучшени  экологической обстановки в регионах добычи полезного ископаемого, с поверхности земли в камеры бур т вертикальные герметичные скважины и подают по этим скважинам в камеры складируемый материал.2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to increase the stability of the pillars by means of lateral spread, as well as by improving the ecological situation in the regions of mineral extraction, vertical hermetic wells are drilled from the ground surface into these chambers in the chamber the stored material. СПSP u-Г-Дu-gd СПSP -Д-E UiUi // шзshz Фиг. 4FIG. four .5.five 0-а0-a