RU2059815C1 - Method for mining of steeply dipping underground formations - Google Patents
Method for mining of steeply dipping underground formations Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горному делу и может быть использовано преимущественно для разработки алмазоносных трубок, угольных месторождений, залегающих в сложных горно-геологических условиях. The invention relates to mining and can be used mainly for the development of diamond-bearing pipes, coal deposits, occurring in difficult geological conditions.
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.A known method of hydraulic extraction of materials from powerful underground formations, including opening the formation of the Central and peripheral wells, the destruction of minerals through peripheral wells, the issuance of the destroyed minerals in the form of pulp through a central well [1]
The disadvantage of this method is the significant loss of minerals in the pillars, as well as on the bottoms of the extraction chambers.
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.The prototype of the proposed method is the development of mineral deposits, including opening the field with an underground mining system and vertical wells drilled from the day surface, forming excavation chambers from vertical wells leaving interchamber pillars, subsequent excavation of interchamber pillars, and issuing the destroyed mineral to the surface through underground mine workings [2]
The method has the following disadvantages: significant loss of mineral in the interchamber interunit pillars; the use at the second stage of mining a toxic working agent leads to environmental pollution and subsoil; significant amounts of preparatory and rifling work associated with the sinking of underground workings of large cross-section, necessary for the placement of mining equipment.
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. The basis of the invention is the task of creating a method for developing steeply dipping underground formations with high industrial efficiency by reducing mineral losses, reducing the volume of preparatory and rifling operations, as well as eliminating the negative impact of mining operations on the environment.
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. The problem is achieved in that the method of developing steeply dipping underground formations involves opening the formation with a system of underground mine workings and vertical wells drilled from the day surface, forming excavation chambers from vertical wells with inter-chamber pillars remaining, subsequent excavation of inter-chamber pillars, and issuing destroyed minerals through underground mining working out.
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.The development of the diamond pipe is carried out by parallel panels consisting of mining blocks. The extraction of minerals from the mining block is carried out by sinking from vertical wells of four main extraction chambers inscribed in a box of square cross section in plan. The vertical and horizontal faces of the box are the boundaries of the mining block in height and width of the panel. In the center of the mining block star pillar left and pillars adjacent to vertical block boundaries, as prisms, spherical faces which correspond to the shape of the cylinder circumference of the recessed chamber with a central angle of 90 °. Losses of minerals in pillars within the boundaries of the mining block do not depend on the diameters (D) of the main extraction chambers and leave 21% of the balance reserves of the mining block repaid during mining.
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. Reduction of mineral losses in pillars located within the boundaries of the mining block is carried out by sinking in the center of the star-shaped pillar of the worked out mining block and in the pillar centers adjacent to the vertical boundaries adjacent to the worked out mining block, from the vertical wells of additional rising mining chambers, diameters d which are determined by the formula d 0,414D. Mineral losses in the remaining pillars within the boundaries of the mining block do not depend on the diameters of the main D and additional d excavation chambers and make up 8% of the balance reserves of the mining block repaid during mining.
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. Based on the foregoing, we can conclude that the set of essential features of the claimed invention has a causal relationship with the achieved result. Thanks to this combination of essential features, it was possible to create a method for developing steeply dipping underground formations with high industrial efficiency by reducing mineral losses in the bowels, reducing the volume of preparatory and rifling operations, and also eliminating the negative impact of mining operations on the environment.
Следовательно, предложенный способ отвечает требованиям, предъявляемым к изобретениям, так как явным образом не следует из уровня используемых техники и технологии на данном этапе развития. Therefore, the proposed method meets the requirements for inventions, since it does not explicitly follow from the level of the used equipment and technology at this stage of development.
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. The invention is considered on the example of the development of a diamondiferous pipe, which lies in difficult mining and geological conditions. Overlying rocks are represented by quicksand. Rotating rocks are heavily flooded and connected by the hydro network to the sea. The tube is elongated in the meridional direction. The contact of the tube with the surrounding rocks is close to a vertical position.
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. Figure 1 and 2 shows a diagram of the opening, preparation and cutting of a tube in a section and in plan, respectively; figure 3 and 4, the process of destruction of the mineral within the contours of the extraction chamber using a drilling rig located on the surface of the day, as well as the embedded extraction chamber in the context and in plan, respectively; figure 5 is a flow chart of mining panels without excavation of minerals from pillars; figure 6 is a flow chart of mining a panel with a recess of minerals from pillars; Figures 7 and 8 are horizontal sections along the mining blocks without excavation of minerals from pillars and with excavation of minerals from pillars, respectively, view A and view B.
Способ разработки крутопадающих подземных формаций осуществляют следующим образом. A method for developing steeply dipping underground formations is as follows.
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. The diamond-bearing
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). Each of the developed panels consists of
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.The development of the
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. The abandonment of
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 100 100 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.The balance reserves redeemed during mining within the boundaries of the mining block, per 1 m its heights:
3 b 4D 2 (1)
Recoverable mineral reserves from the four
3π D 2 (2)
Lost volume of mineral in
Ω t = 3 b -3 and 4D 2 - π D 2 D 2 (4- π) (3)
Mineral loss as a percentage:
P 100 one hundred 21
(4)
Thus, the loss of minerals in
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.If the diamond content in the
(2D) 2 + (2D) 2 (2D + 2d) 2 where d 0.414D (5)
Mineral losses within the boundaries of the
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= + 4 = 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 100 100 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.The balance reserves redeemed during mining within the boundaries of the mining block, per 1 m its heights:
3 b 4D 2 (6)
The recoverable amount of mineral from the four
3 and = + 4 = 3.67 D 2
(7)
Lost volume of mineral in
Ω t = 3 b -3 and 4D 2 -3.67D 2 0.33D 2 (8)
Mineral loss as a percentage:
P 100 one hundred 8
(9)
Thus, the loss of minerals in
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. Similarly, using the described methods, the mineral is destroyed, its delivery and laying of the worked-out space of
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. In relation to minerals represented, for example, by xenotuff breccia, which does not allow long-term stability of the structural elements of the extraction chambers, the pipe is divided into floors. At the base of each of the floors are capital, preparatory and rifled workings, development begins from the lower floor according to the described technology. The destruction of minerals within the boundaries of the extraction chambers of the upper floors is conducted through the same wells that were drilled to work out the lower floor.
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. The proposed development method is competitive with the traditional underground method, in which development systems are used with the laying of the worked out space both in terms of losses and costs of mining. According to the safety requirements for the work, the proposed method is not comparable with the traditional one, since when it is used, the need for the presence of workers in the treatment space is eliminated.
Использование изобретения позволит вовлечь в разработку алмазоносные трубки, залегающие в сложных горно-геологических условиях, с высокой эффективностью и без нанесения ущерба окружающей среде. The use of the invention will make it possible to involve diamond-bearing pipes lying in difficult mining and geological conditions, with high efficiency and without damaging the environment, in the development.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94026582A RU2059815C1 (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Method for mining of steeply dipping underground formations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94026582A RU2059815C1 (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Method for mining of steeply dipping underground formations |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2059815C1 true RU2059815C1 (en) | 1996-05-10 |
RU94026582A RU94026582A (en) | 1996-06-10 |
Family
ID=20158498
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94026582A RU2059815C1 (en) | 1994-08-01 | 1994-08-01 | Method for mining of steeply dipping underground formations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2059815C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444625C1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-03-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Development method of tube-like and thick ore bodies |
RU2448249C2 (en) * | 2010-07-07 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Underground development method of thick mineral deposits |
CN106522954A (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-22 | 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 | Vertical comprehensive mechanical mining method for super-thick potassium salt deposit |
RU2709846C1 (en) * | 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) | Method for underground development of kimberlite pipes |
-
1994
- 1994-08-01 RU RU94026582A patent/RU2059815C1/en active
Non-Patent Citations (1)
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)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2444625C1 (en) * | 2010-07-07 | 2012-03-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Development method of tube-like and thick ore bodies |
RU2448249C2 (en) * | 2010-07-07 | 2012-04-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук (УРАН ИПКОН РАН) | Underground development method of thick mineral deposits |
CN106522954A (en) * | 2016-12-26 | 2017-03-22 | 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 | Vertical comprehensive mechanical mining method for super-thick potassium salt deposit |
CN106522954B (en) * | 2016-12-26 | 2019-03-08 | 山东瑞源钾盐工程技术股份有限公司 | The vertical comprehensive mechanical mining method of special thickness sylvite deposit |
RU2709846C1 (en) * | 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) | Method for underground development of kimberlite pipes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94026582A (en) | 1996-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6688702B1 (en) | Borehole mining method | |
US20140117739A1 (en) | Mining Method for Gassy and Low Permeability Coal Seams | |
CN106121657A (en) | A kind of multifunctional numerical control shaft sinking device and construction method | |
US4330155A (en) | Bore hole mining | |
US4516633A (en) | Blind shaft drilling | |
RU2059815C1 (en) | Method for mining of steeply dipping underground formations | |
RU2059810C1 (en) | Method for mining of steeply dipping mineral deposits | |
Heath | Drilled pile foundations in porous, pinnacled carbonate rock | |
RU2461712C2 (en) | Development method of mineral deposits by drilling of large-diameter core | |
CN118548059A (en) | Mining method for protecting surrounding rock of steep-dip thick ore body | |
RU2059813C1 (en) | Method for mining steeply dipping ore bodies | |
RU2059073C1 (en) | Method for development of mineral deposits | |
RU2664281C1 (en) | Method for developing kimberlite deposits | |
JPH0213696A (en) | Under-pit hydraulic mining method of mineral resource | |
RU2394991C1 (en) | Procedure for solid coal weakening | |
RU2755287C1 (en) | Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies | |
RU2306417C2 (en) | Underground mineral mining method | |
RU2283430C1 (en) | Method for thick steep seams mining | |
CN108915693B (en) | Construction method for stepped pipeline well on inclined ore body | |
CN114562267A (en) | Method for determining position of hydraulic fracturing crest line of pre-digging withdrawal channel | |
RU2715503C1 (en) | Method for open-underground development of flat-lying formations | |
RU2349754C1 (en) | Method of development of blind ore bodies under guarded objects | |
RU2081324C1 (en) | Method for hydraulic bore-hole mining of minerals | |
RU2569708C1 (en) | Working of thick deposits of horizon-pillar system sandstowing | |
RU2096618C1 (en) | Drill-and-drift method for underground mining of coal seams |