RU2367793C1 - Recovery method of minerals - Google Patents
Recovery method of minerals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367793C1 RU2367793C1 RU2008103417/03A RU2008103417A RU2367793C1 RU 2367793 C1 RU2367793 C1 RU 2367793C1 RU 2008103417/03 A RU2008103417/03 A RU 2008103417/03A RU 2008103417 A RU2008103417 A RU 2008103417A RU 2367793 C1 RU2367793 C1 RU 2367793C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mining
- dump
- rock
- mine
- mineral
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, касается способа добычи полезных ископаемых и может быть использовано в угольной и других добывающих отраслях.The invention relates to the mining industry, relates to a method of mining and can be used in coal and other mining industries.
Добыча полезных ископаемых заключается в извлечении их из недр земли на ее поверхность для дальнейшего использования и включает в себя как минимум следующие операции - дробление, погрузка и транспортирование их из глубины на поверхность земли после подготовительных вскрышных работ.Mineral extraction consists in extracting them from the bowels of the earth onto its surface for further use and includes at least the following operations — crushing, loading and transporting them from depth to the surface of the earth after preparatory stripping.
Известен открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых, залегающих вблизи земной поверхности, который заключается в приближении земной поверхности к залежам ископаемых удалением пустых горных пород, покрывающих их, путем дробления, погрузки в карьерный транспорт и транспортирования на удаленное расстояние в отвал с образованием котлована, карьера, очистных работ по добычи полезных ископаемых также их дроблением, погрузкой и транспортированием их с увеличением высоты и с завершающей необходимостью рекультивации нарушенной поверхности земли возвратом горной массы в выработанное пространство.There is an open method for developing mineral deposits lying near the earth's surface, which consists in bringing the earth's surface closer to mineral deposits by removing the empty rocks that cover them by crushing, loading into quarry vehicles and transporting them to a dump at a remote distance to form a foundation pit, quarry, treatment works for the extraction of minerals also by crushing, loading and transporting them with increasing heights and with the final need for reclamation the surface of the earth by returning the rock mass to the worked out space.
Карьеры, котлованы, по форме образующие воронку, перевернутую пирамиду трапециевидного сечения с уступами, по которым прокладываются автомобильные, железнодорожные дороги, достигают в глубину 200-300 м, в поперечнике несколько километров, по которым автомобильным, железнодорожным или другим карьерным транспортом производится транспортировка горной массы в отвалы, расположенные как в отработанном ранее карьере с одновременным восстановлением поверхности земли, так и расположенные вне карьера, с дополнительным плечом и подъемом на высоту отвала, измеряемая километрами по дорогам, образованным на уступах разрыхленной горной отвальной вскрышной пустой породы, что составляет основную часть себестоимости добытого полезного ископаемого открытым способом в сравнении с их залеганием на поверхности земли с открытым доступом без подготовительных вскрышных работ, и рентабельность определяется именно стоимостью и трудоемкостью транспортирования вскрышной горной массы при большом коэффициенте вскрыши, достигающим десяти и более.Quarries, pits, in the shape of a funnel, an inverted pyramid of a trapezoidal section with ledges along which roads, railways are laid, reach a depth of 200-300 m, several kilometers across, by which rock mass is transported by road, rail or other quarry vehicles to dumps located both in a previously worked quarry with simultaneous restoration of the earth's surface, and located outside the quarry, with an additional shoulder and a rise to a height dump, measured in kilometers on roads formed on the ledges of a loosened mountain dump overburden, which makes up the bulk of the cost of mined minerals in the open method in comparison with their occurrence on the surface of the earth with open access without preparatory overburden, and profitability is determined precisely by the cost and complexity transportation of overburden rock mass with a large stripping ratio reaching ten or more.
Границей открытого способа добычи является глубина залегания полезного ископаемого, при которой себестоимость единицы добытого угля будет одинаковой с себестоимостью той же единицы полезного ископаемого, добытого подземным способом, который производится без удаления пород, закрывающих эти полезные ископаемые от поверхности земли, с глубины сотни и тысячи метров с необходимостью их дробления, погрузки и транспортирования на поверхность и с оставлением полостей выработанного пространства в виде пустот.The boundary of the open-cast mining method is the depth of the mineral deposit, at which the cost of a unit of coal mined will be the same as the cost of the same unit of coal mined underground, which is produced without removing rocks that cover these minerals from the surface of the earth, from a depth of hundreds and thousands of meters with the need for crushing, loading and transporting them to the surface and leaving the cavities of the worked-out space in the form of voids.
Подземный способ добычи угля и других полезных ископаемых включает в себя подготовительные, вскрывающие и очистные вертикальные, горизонтальные или наклонные горные выработки на глубину залегания ископаемого, по которым производится транспортировка грузов на высоту поверхности земли и между собой при рыхлении горных пород и их перемещении рудничным транспортом в ранее выработанное пространство или на поверхность, что меньше объема транспортируемых пород и меньше расстояние, чем при открытой разработке этих залежей, но стесненные условия, необходимость крепления горных выработок, их проветривание, очистные работы при добыче угля без крепления выработанного пространства с последующем обрушением кровли и созданием большого давления, которое вынуждает оставлять "целики" - естественные перекрытия, колонны, сдерживающие горное давление недр земли, образующееся также от нарушения равновесия наличием пустот, полостей в выработанном пространстве, в которых остается большая или значительная часть полезных ископаемых, при этом открытые поверхности пластов угля могут самовозгораться с последующим уходом на большую глубину разработки под этими целиками, делает себестоимость добытого угля высокой.The underground method of mining coal and other minerals includes preparatory, opening and treatment vertical, horizontal or inclined mine workings to the depth of the mineral, along which cargo is transported to the height of the earth's surface and between each other when loosening rocks and moving them by mine transport in previously mined space or to the surface, which is less than the volume of transported rocks and less distance than with the open development of these deposits, but constrained by ovia, the need to fix the mine workings, ventilate them, clean-up operations during coal mining without fixing the mined-out space with the subsequent collapse of the roof and the creation of a lot of pressure, which forces “pillars” to be left - natural ceilings, columns that restrain the rock pressure of the bowels of the earth, also formed from disturbance equilibrium by the presence of voids, cavities in the worked out space, in which a large or significant part of the minerals remains, while the open surfaces of the coal seams can to ignite with the subsequent departure to a greater depth of development under these pillars, makes the cost of coal mined high.
Закладка выработанного пространства в шахтах применяется ограниченно для управления горным давлением, для охраны от разрушений зданий, сооружений и водоемов, для более полного извлечения, но не всего полезного ископаемого и т.д., так как это трудоемкий и затратный процесс, в который входит главным образом транспортировка закладочного материала на большие расстояния, в том числе и с поверхности.The laying of mined-out space in mines is used to a limited extent to control rock pressure, to protect against destruction of buildings, structures and ponds, to more fully recover, but not all, minerals, etc., since this is a laborious and costly process, which includes the main way transportation of filling material over long distances, including from the surface.
Из угольных пластов выделяется взрывоопасный газ метан с необходимостью дополнительных мер и затрат по контролю и удалению его из длинных многочисленных горных выработок, особенно из очистных, тупиковых или куполообразных, где он может выделиться и скапливаться в верхних полостях до взрывоопасной концентрации.Explosive methane gas is emitted from coal seams with the need for additional measures and costs to control and remove it from long numerous mine workings, especially from treatment, dead-end or dome-shaped, where it can stand out and accumulate in the upper cavities to an explosive concentration.
Известен способ добычи полезных ископаемых (авторское свидетельство SU 1176078 A1, 30.08.1985), принятый за прототип.A known method of mining (copyright certificate SU 1176078 A1, 08/30/1985), adopted as a prototype.
Цель изобретения - снижение себестоимости добычи полезного ископаемого исключением транспортирования вскрышных пород путем совмещения отвала и забоя с зазором для извлечения ископаемого, меньший урон окружающей среде отсутствием транспортных средств, в частности автомобильного, незначительные нарушения земной поверхности в связи с отсутствием открытой выработки, площадей отвалов, пустот в недрах.The purpose of the invention is to reduce the cost of mining by excluding transportation of overburden by combining the blade and face with a gap to extract the mineral, less damage to the environment due to the lack of vehicles, in particular automobile, minor disturbances of the earth's surface due to the lack of open mines, areas of dumps, voids in the bowels.
Способ добычи полезных ископаемых осуществляется следующим образом. Удаление вскрышных пород, добычу полезного ископаемого и рекультивацию осуществляют одной наклонной ступенчатой горной выработкой, открывающей доступ к полезному ископаемому с поверхности и поступательно перемещающейся по мере извлечения полезного ископаемого с перемещением покрывающей и разрушенной горной массы в освобождающееся за выработкой пространство с образованием отвала, угол откоса которого равен углу наклона выработки, при этом поступательное перемещение ступенчатой наклонной горной выработки осуществляют посредством горизонтальных горных выработок, образующих вместе по вертикали одну наклонную выработку с ведением забоя каждой горизонтальной выработки под массивом неразрушенной породы, а проходку горизонтальных выработок осуществляют устройствами, установленными вертикально-ступенчато друг на друга и на формируемые уступы отвала горной массы, при этом транспортировку горной массы от проходки для ее размещения в отвал осуществляют через этот ряд устройств.The method of mining is as follows. Removal of overburden, mining and reclamation is carried out by one inclined step mining, opening access to the mineral from the surface and progressively moving as the mineral is extracted with the movement of the covering and destroyed rock mass into the space freed up behind the mine with the formation of a dump, the slope of which equal to the angle of inclination of the excavation, while the progressive movement of the stepped inclined mine working is carried out by horizontal mine workings, forming together vertically one oblique mine working with the bottom of each horizontal mine under an array of undisturbed rock, and the horizontal workings are driven by devices mounted vertically in steps on top of each other and on the formed ledges of the rock dump, while transporting the rock mass from penetration for its placement in the dump is carried out through this series of devices.
Достигается это тем, что вскрытие, добыча полезного ископаемого и рекультивация осуществляется одной наклонной ступенчатой горной выработкой, открывающей доступ к нему с поверхности и поступательно перемещающейся по мере извлечения полезного ископаемого, разрушая и перемещая покрывающую породу в освобождающееся пространство за ней с образованием отвала, угол откоса которого равен общему углу наклона разрабатываемого массива.This is achieved by the fact that the opening, mining and reclamation is carried out by one inclined step mining, opening access to it from the surface and progressively moving as the mineral is extracted, destroying and moving the covering rock into the freed space behind it with the formation of a dump, the slope angle which is equal to the total angle of inclination of the developed array.
Поступательное перемещение ступенчатой наклонной горной выработки после извлечения по ней с глубины залегания полезного ископаемого осуществляется рядом горизонтальных горных выработок, образующих вместе по вертикали эту одну наклонную выработку с ведением забоя каждой выработки под массивом неразрушенной породы, образуя вместе ступенчатую поверхность массива общей наклонной выработки с перемещением отбитой породы через нее в отработанное пустое пространство, оставшееся после извлечения полезного ископаемого и наклонной вскрыши покрывающих пород с образованием ее насыпи, или наклонного отвала, угол откоса которого предотвращает свободное засыпание выработок и определяет наклон общей выработки, который может регулироваться путем искусственного поддержания и регулирования бокового давления породной насыпи образованием уступов с подпоркой их бортов от бортов уступов массива.The translational movement of a stepped inclined mine after extraction from it from a mineral depth is carried out by a series of horizontal mine workings, which together form vertically this one oblique mine with the bottom of each mine working under an unbroken rock mass, forming together a stepped surface of a general inclined mine with moving repelled rocks through it into the worked-out empty space remaining after extraction of the mineral and oblique overburden overburden to form its mound or oblique blade, the angle of repose which prevents free falling asleep workings and determines the slope of the total output, which can be controlled by artificially maintain and regulate the lateral pressure rock embankment form ledges with the backup boards of their ledges array boards.
Уступы массива неразрушенной породы расположены вверху без возможности опоры на них искусственных сооружений, конструкций, а для устойчивого положения необходимо как минимум две опоры, что осуществимо путем частичной опоры на уступы отвала и на нижестоящую конструкцию, которая в свою очередь также частично оперта на нижний уступ и нижележащую конструкцию с распределением давления конструкций по своей площади на нижележащие уступы отвала через нижние конструкции, причем самая нижняя из ряда этих конструкций стоит полностью на длинном уступе отвала отработанной горной массы или неразрушенного горного массива или на почве выработки с частично увеличенной нагрузкой от частично стоящих на ней верхних конструкций.The ledges of the mass of undisturbed rock are located at the top without the possibility of supporting artificial structures and structures on them, and for a stable position, at least two supports are necessary, which is feasible by partially resting on the ledges of the blade and on the lower structure, which in turn is also partially supported by the lower ledge and the underlying structure with the pressure distribution of the structures over its area to the underlying ledges of the blade through the lower structures, the lowermost of a number of these structures standing completely on the long the ledge of the dump of the spent rock mass or undestroyed rock mass or on the soil of a mine with a partially increased load from the upper structures partially standing on it.
В искусственных сооружениях, конструкциях, стоящих частично друг на друге и на ступенях отвала, ведут горизонтальные горные выработки под уступами неразрушенной породы в недрах земли с нахождением забоя над нижестоящей конструкции, через них производится извлечение полезного ископаемого на поверхность и транспортировка отбитой горной массы из забоя в отвал отработанного пространства нижепроходящей горной выработки с удлинением опорных уступов с необходимостью продвижения по ним вслед за забоем с сохранением возможности транспортировки через них полезного ископаемого, что накладывает определенные требования к конструкциям, число которых соизмеримо или меньше задействованных на разработке открытым способом (экскаваторов, автосамосвалов, бульдозеров, буровых установок, различных дорожных и других вспомогательных машин), но практическое отсутствие транспортной составляющей по удалению покрывающих ископаемое пустых пород в том же объеме или большим за счет укосов из карьера и обратно дает перспективы в освоении предлагаемого способа и разработке новых конструкций, похожие на которые уже используются в шахтах.In artificial structures, structures, partially standing on top of each other and on the steps of the dump, horizontal mine workings are conducted under the ledges of undestroyed rock in the bowels of the earth with a face above the lower structure, minerals are extracted to the surface and the broken rock is transported from the face to dump of the worked-out space of the below-passing mining with lengthening of the support ledges with the need to move along them after the slaughter while maintaining the possibility of transport there are minerals through them, which imposes certain requirements on structures, the number of which is comparable or less involved in the development by open-pit method (excavators, dump trucks, bulldozers, drilling rigs, various road and other auxiliary machines), but the practical absence of a transport component for removing the covering mineral waste rock in the same volume or large due to cuts from the quarry and vice versa gives prospects in the development of the proposed method and the development of new designs d like that already used in mines.
Известен горизонтальный способ послойной выемки угля из мощного пласта механизированными крепями поддерживающе-оградительного типа, установленными на уступах монолитного ископаемого ступенчато [3, стр.276], где забой верхней выработки опережает забой нижней с образованием общей наклонной выработки, а обрушенная порода кровли через перекрытия и щиты скатывается в отвал, образованный за ними в отработанном пространстве с образованием естественного укоса, засыпающего эти выработки.There is a horizontal method for layer-by-layer coal mining from a powerful seam by mechanized support-guard type roof supports installed stepwise on the ledges of a monolithic fossil [3, p. 276], where the bottom face of the upper mine is ahead of the bottom face with the formation of a general oblique mine, and the collapsed roof rock is through ceilings and shields rolls down into the dump formed behind them in the waste space with the formation of a natural slope, falling asleep to these workings.
Число уступов горизонтальной отработки пласта и число механизированных крепей ограничено из-за этой горной массы, которая давит на нижнюю крепь и при последующих проходах механизированных крепей под ней превысит допустимую нагрузку на них.The number of ledges of horizontal mining and the number of mechanized supports is limited due to this rock mass, which presses on the lower support and during subsequent passes of mechanized supports under it will exceed the permissible load on them.
Известен способ разработки мощного крутого пласта в восходящем или нисходящем порядке горизонтальными слоями по уступам с твердеющей закладкой механизированными крепями [1, стр.195], который увеличивает высоту отработки угля путем заполнения отработанного пространства связанным монолитным веществом вместо бывшего целика угля с более полной его выемкой из пласта, но применение цементирующего закладочного материала резко увеличивает себестоимость добытого угля.There is a method of developing a powerful steep seam in ascending or descending order with horizontal layers on ledges with a hardening tab with mechanized supports [1, p. 195], which increases the height of coal mining by filling the waste space with a connected monolithic substance instead of the former pillar of coal with its fuller extraction from formation, but the use of cementing filling material dramatically increases the cost of coal mined.
Известны одностоечные конструкции очистных комплексов, комбайнов, механизированных крепей, поступательно ведущих забой с образованием отвалов обрушенных пород над ними и за ними, устойчивость которым обеспечивает широкая площадь опоры и перекрытия, распертых между почвой и кровлей выработки с возможностью их частичной установки друг на друга и на уступы отвала для ведения забоя над перекрытием нижней (3, стр.266).Known single-stand constructions of treatment complexes, combines, mechanized roof supports, progressively leading the face with the formation of dumps of collapsed rocks above and behind them, the stability of which is ensured by a wide area of support and overlap, torn between the soil and the roof of the mine with the possibility of their partial installation on top of each other and on ledges of the blade for conducting slaughter over the bottom overlap (3, p. 266).
Известна двухстоечная линейная секция крепи M1 30 и другие, имеющие две гидростойки с опорными плитами на почву пласта, перекрытие и оградительный щит (3, стр.274), при частичной установке которых в вертикальный ряд с опорой передней стойки на перекрытие нижней крепи, а задней на уступы отвала возможна добыча полезного ископаемого с постоянным пополнением и удлинением уступов отвала при передвижке за забоем с образованием естественного откоса отвала с засыпанием отработанных горных выработок, но горизонтальное сообщения их между собой и подготовительными горными выработками делает это вариант неработоспособным, что устраняется при их вертикальном сообщении между собой и с поверхностью почвы подготовительной горизонтальной выработки, которые перекрываются при полной установке каждой крепи на отдельную ступень отвала, тогда как при частичной опоре возможно их вертикальное сообщение между собой с распределением горной массы по уступам, поступающей с поверхности и вышерасположенных забоев, при этом количество опор, опертых на уступ и на нижележащую крепь, может быть любым при условии сохранения между ними достаточного пространства для перемещения между ними грузов и т.д.Known two-rack linear section of the lining M1 30 and others, having two water stands with base plates on the soil of the reservoir, overlap and guard (3, p. 274), with partial installation of which in a vertical row with the support of the front rack to overlap the lower lining, and the back it is possible to extract minerals on the ledges of the dump with constant replenishment and lengthening of the ledges of the dump when moving behind the face with the formation of a natural slope of the dump with falling asleep of the worked mine workings, but horizontal communication between them and under Otovatelnymi mine workings makes this option inoperative, which is eliminated by their vertical communication with each other and with the soil surface of the preparatory horizontal excavation, which overlap with the full installation of each lining on a separate step of the blade, while with partial support they can be vertical communication with each other with the distribution of mountain the mass of the ledges coming from the surface and the upstream faces, while the number of supports resting on the ledge and the underlying support can be any provided that sufficient space is maintained between them to move goods between them, etc.
Оградительный щит приобретает новые функции - перепускную и распределяющую, которые перепускают и распределяют породу с перекрытия верхней крепи перед задними стойками каждой нижележащей механизированной крепи, удлиняя уступ отвала, при этом сохраняется необходимость и в оградительной функции щита для предотвращения засыпания выработки, и осуществляется попутное заполнение выработанного пространства отвальными породами, кроме выработанного пространства верхней крепи с возможностью цементирования выработанного пространства выборочно одной нижней горной выработки, и полное извлечение запасов угля при установке ряда крепей сразу на всю глубину залегания полезного ископаемого, что недостижимо при установке крепей в вертикальный ряд с линейным расположением забоев и отвалов из-за ограниченной грузоподъемности нижней крепи, на которую давят все вышестоящие, или при частичной установке крепей друг на друге, когда передняя опора каждой крепи устанавливается на уступ массива, а задняя на перекрытие нижестоящей с опережением забоя и отвала в восходящем порядке из-за давления отвальной горной массы, особенно на нижнюю крепь, тогда как нагрузка от верхних крепей в предлагаемом варианте перераспределяется через нижние на уступы отвала.The guard takes on new functions - a bypass and a distributor, which bypass and distribute the rock from the overlap of the upper lining in front of the rear pillars of each underlying mechanized lining, extending the ledge of the blade, while there is still a need for the protective function of the shield to prevent the mine from falling asleep, and the associated mine is filled space with dump rocks, in addition to the worked out space of the upper lining with the possibility of cementing the worked out space full-time one of the lower mine workings, and the full extraction of coal reserves when installing a series of supports immediately to the entire depth of the mineral, which is unattainable when installing supports in a vertical row with a linear arrangement of faces and dumps due to the limited carrying capacity of the lower supports, which all higher , or with partial installation of the supports on top of each other, when the front support of each support is installed on the ledge of the array, and the rear on the overlap of the lower one ahead of the face and the blade in an ascending order due to detecting moldboard rock mass, particularly at the bottom lining, whereas the load of the upper roof supports in the present embodiment is redistributed through the lower blade on the ledges.
Добавляются и изменяются функции и конструкция перекрытия и сама передвижная механизированная крепь как уменьшенная площадь перекрытия с разрабатываемым массивом, наличие в основании и перекрытии отверстий для сообщения крепей между собой качения по ней вышестоящей крепи, возникает необходимость в перекрытии боковой поверхности выработки с возможностью движения в ней с изменением профиля и одновременно при изменении направления движения забоя и отвала сохранять работоспособность, что достижимо при ее форме в виде квадрата, ромба или круга, вести проходку по крепкой породе буровзрывным способом, а не только по углю.The functions and the design of the overlap and the movable mechanized lining itself are added and changed as a reduced area of overlap with the array being developed, the presence in the base and overlap of the holes for the lining to communicate with each other, the higher lining rolling along it, there is a need to overlap the side surface of the mine with the possibility of movement in it with by changing the profile and at the same time changing the direction of movement of the face and the blade to maintain working capacity, which is achievable with its shape in the form of a square, rhombus or and a circle, drive through hard rock using a blasting method, and not just coal.
Выемка полезного ископаемого и заполнение очищенного выработанного пространства отвальными породами вертикальным ступенчатым рядом частично смещенных устройств с отставанием забоя и отвала в восходящем порядке включает в себя горизонтальную горную выработку, транспортировку закладного материала, породы до крепей из других породных забоев или с поверхности, при этом возможна раздельная послойная укладка цементирующей твердеющей закладки и разрыхленной породы, транспортировку угля на поверхность, поэтому наиболее эффективен этот способ, когда ступенчатый ряд механизированных крепей имеет непосредственный выход на поверхность земли с помощью, например, наклонного ствола, проходящего сквозь них между опорами и двигающегося вместе с ними.The extraction of minerals and filling of the cleaned-up space with waste rocks with a vertical stepwise series of partially displaced devices with a lag of the face and the blade in an ascending order includes horizontal mining, transportation of mortgage material, rock to supports from other rock faces or from the surface, while it is possible to separate layering cementing hardening bookmarks and loose rock, transporting coal to the surface, so this is most effective with allowance, when a stepped row of mechanized roof supports has a direct exit to the surface of the earth using, for example, an inclined trunk passing through them between the supports and moving with them.
Соответственно увеличиваются и размеры секции механизированной крепи до размера, превышающего диаметр ствола, для сохранения жесткости конструкции при одновременной опоре на отвал и нижнюю крепь и для возможности транспортировки отбитой горной массы от массива, прикрывающего это месторождение, находящейся перед стволом за забоем, до отвала этой массы, находящееся за стволом, при этом сохраняется возможность горизонтально-ступенчатой отработки забоя применением более узких козырьков, щитков, закрепленных к перекрытию с возможностью выдвижения без частого поступательного движения всей крепи.Correspondingly, the dimensions of the section of mechanized lining increase to a size exceeding the diameter of the trunk in order to maintain structural rigidity while simultaneously supporting the dump and lower lining and for the possibility of transporting the broken rock mass from the massif, which covers this field, located in front of the trunk to the bottom, to the dump of this mass located behind the barrel, while maintaining the possibility of horizontal-step mining of the face using narrower visors, shields, fixed to the overlap with the possibility ydvizheniya without frequent translational motion of the entire lining.
Установка горизонтального ряда крепей, которые используются в лаве с выходом в боковую горную выработку друг на друга и с частичной опорой на ступени отвала с боковым выходом, предполагает также столь высокую боковую выработку или несколько боковых выработок друг на друге по ходу забоя, что трудновыполнимо, поэтому используется один вертикально-ступенчатый ряд крепей с вертикальным выходом на плоскую горизонтальную поверхность почвы горизонтальной выработки с ведением узкого, но высокого ступенчатого забоя, но с открывающейся возможностью трехстороннего ведения забоя горизонтальным ступенчатым смещением крепей как между собой, так и относительно наклонного ствола переносом забоя и отвала в соответствующую сторону с расширением зоны выемки полезного ископаемого, что вместе с большой высотой общего забоя увеличивает производительность и полноту извлечения полезного ископаемого по сравнению с ограниченным горизонтальным проходом крепей, многократности которых противодействует высота и горное давлении обрушающихся на них пород в отличие от их бокового давления.The installation of a horizontal row of supports, which are used in the lava with access to the lateral mine workings on top of each other and with partial support on the steps of the blade with a lateral exit, also implies such a high lateral development or several lateral workings on each other along the face, which is difficult to do, therefore one vertical-stepped row of supports is used with a vertical exit to a flat horizontal surface of the soil of horizontal development with maintaining a narrow but high stepped face, but with the opening possible the three-sided bottoming with horizontal stepwise displacement of the supports between each other and with respect to the inclined trunk by transferring the bottom and the blade to the corresponding side with the expansion of the mineral extraction zone, which together with the large overall bottom height increases the productivity and completeness of mineral extraction compared to the limited horizontal the passage of supports, the multiplicity of which counteracts the height and rock pressure of the rocks falling on them, in contrast to their lateral pressure.
Дальнейшая сущность способа добычи угля и других полезных ископаемых раскрывается и поясняется на примерах графических изображений, где:The further essence of the method of mining coal and other minerals is disclosed and illustrated by examples of graphic images, where:
на фиг.1 - общий вид способа добычи с помощью частично установленных друг на друге и на уступах отвала устройств прохода горных выработок с наклонным стволом;figure 1 is a General view of the production method using partially installed on top of each other and on the ledges of the blade of the device for the passage of mine workings with an inclined shaft;
на фиг.2 - использование способа добычи с разделением на секции;figure 2 - use of the production method with the division into sections;
на фиг.3 - использование способа из подземной горной выработки;figure 3 - the use of the method from underground mining;
на фиг.4 - вариант одностоечного устройства;figure 4 is a variant of a single rack device;
на фиг.5 - устройства транспортирования породы из забоя в отвал;figure 5 - device for transporting rock from the bottom to the dump;
на фиг.6 - изменения направления проходки поворотом устройств;figure 6 - changes in the direction of penetration by turning the devices;
на фиг.7 - изометрия участка добычи предлагаемым способом.Fig.7 is an isometry of the production site of the proposed method.
Ступенчатый ряд механизированных передвижных двухопорных крепей 1, предназначенных для ведения горизонтальных горных выработок по породе 2 наиболее распространенным буровзрывным способом (фиг.1), одновременно установлены на уступах насыпной горной массы 3 и нижестоящей крепи 1 под уступами разрабатываемого массива породы 2 в наклонной горной выработке, образованной ими, каждая из которых состоит из основания 4, передних и задних опорных колес 5 и 6, перекрытия 7 с встроенными в нем выдвижными щитками 8, переднего призабойного щита 9 с противовзрывным отбойником 10 и заднего оградительного щита 11, боковых щитов (на чертеже не показаны), погрузочно-транспортного устройства 12. В передней призабойной части крепи 1 на основании 4 находится буровой станок 13 на турели, основание 4 и перекрытие 7 имеют отверстия, через которые проходит наклонный ствол 14, открывается доступ к отвалу перед уступом насыпной горной массы 3 и задними колесами 6, через которые дополнительно сообщаются по вертикали соседние крепи 1 и т.д. В верхней крепи 1 при проходе поверхностной непрочной породы 15 на оси 16 установлен погрузчик 17 цикличного действия с радиусом действия на оси 16, достигающего отвального отверстия в основании 4, без переднего призабойного или боковых щитов в зависимости от направления фронта работ, на перекрытии 7 которого установлено подъемное устройство 18. Нижняя крепь 1 выполнена на базе проходческого комбайна 19, установленного на почве наклонной выработки, или на почве нижней горизонтальной выработки, соединенного с перекрытием 7 и оградительным щитом 10 жестко. Наклонный ствол 14 упирается в комбайн 19 нижней крепи 1 неподвижно или с возможностью движения по нему.A stepped series of mechanized mobile two-support supports 1, designed for horizontal mining of
По мере продвижения забоя и выдачи полезного ископаемого 20 на поверхность через наклонный ствол 14 подъемным устройством 18 комбайн 19 не продвигается за забоем при жестком соединении его со стволом 14, а выдвигает щитки 8 из перекрытия 7, поэтому необходима первоначальная емкость отвального пространства за оградительными щитами 10 всех крепей 1. После буровзрывных работ, производимых в вышележащих горных выработках с выдвижением щитков 8 из перекрытия 7, отбитая горная масса 3 через погрузочно-транспортное устройство 12 транспортируется в предварительно освобожденное выработанное пространство за нижней крепью 1 за задний щит 10 на расстояние, не превышающее длину крепи 1 по горизонтали, а выемочно-погрузочный процесс верхней крепи 1 происходит в радиусе действия ковша погрузчика 17, увеличивая площадь уступа отвала перед своими задними колесами 6, а оградительный щит 10 крепей 1 каждой выработки предотвращает засыпание крепи 1 и выработки, сдерживает давление насыпной массы 3, как боковые борта кузова автосамосвала.As the face moves and the
После продвигания забоя и выдвижения призабойных щитков 8 из перекрытия 7 всех крепей 1, зачистки призабойного пространства, находящегося на перекрытии 7 каждой нижней крепи 1, удлинения уступов отвала горной массой 3 производится перемещение всей конструкции за забоем на проходческий шаг комбайном 19 нижней крепи 1 и под давлением бортов насыпной горной массы 3 с задвиганием всех щитков 8 обратно в перекрытие 7, качением задних колес 6 по уступам отвала с освобождением емкости выработанного пространства для последующего цикла.After advancing the face and extending the bottomhole shields 8 from the overlap 7 of all the
При достаточно больших размерах отверстий в основании 4 и перекрытиях 7, через которые проходит наклонный ствол 14, упертый в комбайн 19 нижней крепи 1 с возможностью перемещения по ней с зазором не меньше шага проходки, перемещение каждой крепи 1 может быть раздельным - раздельно передвигается добычной комбайн 19, увеличивая отвальную емкость в отработанном пространстве за ним, затем частично стоящая на нем крепь 1 после буровзрывных работ, перемещения отбитой горной массы 3 погрузочно-транспортным устройством 12 в освободившееся емкость за комбайном 19 за оградительном щитом 10 с вращением передних колес 5 по перекрытию нижней крепи 1 и увеличенной площадке уступа отвала горной массы 3 с освобождением емкости для работы вышестоящей крепи 1, которая в свою очередь также после буровзрывных и очистительных работ с транспортировкой отбитой горной массы 3 в отвал, образованной за нижней крепью 1 и удлинению опорной ступени, передвигается вслед за забоем и так далее в восходящем порядке, пока последняя не передвинется, после которой по опорной площадки комбайна 19 смещается ствол 14 за крепями 1 в пределах разницы в размерах ствола 14 и сквозных отверстий в основаниях 4 и перекрытиях 7.With a sufficiently large size of the holes in the base 4 and the ceilings 7, through which the
Соединение с крепью 1 и конструкция ствола 14 может быть различна - шарнирным с телескопическим выдвижением ствола 14, без ствола 14 перевалкой полезного ископаемого 20 через отверстия погрузочно-транспортными машинами, например краном, лебедкой или конвейером, с сохранением описанного порядка прохода горизонтальных выработок крепями 1.The connection to the
В отличие от шахтового ствола, выполненного в вертикальной горной выработке и закрепленного в нем неподвижно, ствол 14, проходящий сквозь горизонтальные выработки и крепи 1, не имеет прямого контакта с внутренними поверхностями этих выработок, не играет закрепляющей роли в постоянно обновляющемся или все время перемещаемом пространстве горизонтальных выработок, пройденных по новым недрам, поэтому требования к его конструкции менее жесткие, ствол выполнен как ферма с целью подъема грузов, а не противодействия горному давлению.Unlike a shaft shaft, made in a vertical mine working and fixed therein, the
Буровзрывной способ проходки предпочтительнее как наиболее производительный при проходе крепких закрывающих месторождение пород 2 с учетом тех преимуществ, которые возникают в предлагаемом случае:Drilling and blasting method of penetration is preferable as the most productive during the passage of strong rocks closing the
- взрыв и отбойка породы 2 в забое происходит в непосредственной близости от ствола 14 и рабочего места горняков, но за прочным призабойным щитом 9, устойчивость которого обеспечивается сопротивления упором об отвал горной массы 3 задним предохранительным щитом 10 с жестким сопротивлением материалов конструкции крепи 1 на сжатие в отличие от распорного упора с силами трения об внутренние горизонтальные поверхности выработки, если использовать крепь 1 при проходке длинных горных выработок без отвала за ней, работает крепь 1 как щит при щитовом способе добычи угля, когда под ним взрывают уголь, скатывающийся через печи в погрузочные устройства, изготовленные из более прочных материалов;- explosion and breaking of
- давление газов будет рассеиваться наличием зазоров между крепями 1 с возможностью гашения энергии закреплением щита 9 к крепи 1 через энергопоглощающие устройства, через пружины например, или можно использовать закрывающие зону взрыва отбойники 11 с возможностью вторичного использования энергии взрыва для транспортировки ранее отбитой породы 2 от горного массива в отвал перекрытием им призабойного пространства в трубе;- the gas pressure will be dissipated by the presence of gaps between the
- газообразные продукты взрыва удаляются из выработки более интенсивно за счет постоянной близости ствола 14, по которому проложены главные вентиляционные магистрали в сравнении с забоем выработки, расположенной за сотни метров и километры от ствола 14;- gaseous products of the explosion are removed from the mine more intensively due to the constant proximity of the
- звуковой волне противодействует закрытость помещения в крепи 1, в которой может находиться и отдельная камера, перемещаемая вместе с крепью 1 за забоем;- the sound wave counteracts the enclosed space in the
- вместе с этими преимуществами могут применяться известные меры безопасности, такие как перемещение людей в другие крепи 1 разноуровневых выработок, средства индивидуальной защиты, поочередное взрывание зарядов, другой способ прохождения горных выработок и т.д.;- along with these advantages, well-known security measures can be applied, such as moving people to other supports of 1 multi-level workings, personal protective equipment, alternating blasting of charges, another way of passing mine workings, etc .;
- более реальные перспективы применения автоматического ведения горных выработок и добычу угля 20 в связи с компактностью расположения оборудования, фронта работ, постоянным расстоянием в рабочих зонах, близостью к стволу 14 и т.д.- more realistic prospects for the use of automatic mining and
Общий объем разрыхленной массы 3 вскрышной породы 2, взорванной в карьере и в предлагаемом способе, соизмерим между собой, в карьере несколько больше, но это происходит более производительным способом большими блоками по разным участкам на большой территории с более крупными кусками разрыхленной породы 2, чем в предлагаемом случае, и т.к. производительность складывается в основном от транспортирования взорванной горной массы 3, производимой также в больших количествах, то в предлагаемом варианте полностью отсутствует транспортная составляющая с расходом топлива, и производительность в основном зависит от скорости взрывания горного массива породы 2, складывающейся от скорости проходки шпуров, укладки зарядов, производимых в меньшем объеме, но часто пробуриванием неглубоких шпуров меньшим диаметром, возможностью быстрого удаления взорванной массы 3 в отвал с одновременной рекультивацией нарушенных недр с перспективами ускорить этот процесс, тогда как в карьере после взрывания необходимо сначала удалить горную массу 3 за пределы карьера, извлечь полезное ископаемое 20, а затем вернуть ее обратно для восстановления нарушенной земли, что более затратно, чем в предлагаемом случае, когда отвал находится в радиусе действия погрузчика 17 или экскаватора в пределах размеров крепи 1, что снижает себестоимость добытого угля 20 с перспективами повышения производительности.The total volume of loosened
При значительной глубине залегания полезного ископаемого 20 (фиг.2) при разделении большого ряда крепей 1, наклонных стволов 14 на секции в зависимости от высоты действия подъемного механизма 18 и по другим факторам при использовании этого метода при подземной разработки каждая секция также расположена ступенчато с полной опорой на уступ 21 отвала горной массы 3 всей опорной площадью, при этом начало нового ряда крепей 3 начинается впереди опорной площадки уступа 21 верхней секции крепей 1 более длинной соединяющей их горной выработкой и соответствующей крепью 22, при этом возможна постепенная отработка месторождения с последующей отработкой более низкого горизонта с предварительной цементацией смесью 23 самого низкого слоя под горной массой 3 (фиг.3 - вид сзади) возможностью его регулируемого поступления по наклонному стволу 14 или через отвал горной массы 3 с последующей под ним горизонтальной подземной горной выработки 24, с почвы 25 которого начато освоение нового горизонта.With a significant occurrence depth of mineral 20 (Fig.2) when dividing a large number of
На фиг.4. Одностоечное устройство горных выработок добывания полезных ископаемых путем частичной опоры их друг на друга и на ступени горной массы 3 состоит из рамы 26 с передней гидростойкой 27, которой она опирается на нижележащую раму 26, и опорной части конца 28 рамы 26, которой она опирается на уступ отвала горной массы 3. Отличительной особенностью от предыдущей крепи 1 является совмещение основания и перекрытия из-за частичной потери ее основной функции - противодействовать горной массе 3 и поддерживать кровлю выработки монолита породы 2, от которой остался один уступ, и рама 26 для верхней выработки служит основанием, почвой, а для нижней является перекрытием, кровлей; отсутствие задней опорной стойки и колес с опорой конца 28 рамы 26 на уступ и с передвижкой по нему с помощью, например, лебедки 29 за счет перераспределения давления на соседние рамы 26 и горизонтальной составляющей, как шагают крепи лавы, а также возможны другие варианты перетаскивания устройств за забоем без применения колес и других механизмов, которые могут сломаться или требуют технического обслуживания, т.к. суть состоит в уменьшении сил трения при перемещении, которые можно уменьшить смачиванием поверхности уступа в момент перетаскивания, нанесения на поверхность уступа глины и т.п.In figure 4. A single-rack device of mining workings for extracting minerals by partially supporting them on each other and on the
Оградительный поворотный щит 30 или его часть закреплена шарнирно снизу рамы 26 над концом нижней рамы 26 перед своей задней опорной частью 28 и отвальным отверстием 31, как передний забойный козырек или оградительный щит крепи М 130 (3, стр.274), поворот которого регулирует поступление горной массы 3 сверху в нижнюю выработку перекрытием отвальных отверстий 31 рамы 26 и перемещает ее при заполнении отвальной емкости 32 и удлинении уступа.The
Транспортировка отбитой породы, горной массы 3 от забоя в отвал (фиг.4) через отвальное отверстие 31 рамы 26 осуществляется транспортным средством 33 по горизонтальной раме 26 на расстояние в пределах размеров рамы 26, или самотеком из призабойного пространства по наклонным рештакам 34 в нижний отвал на расстояние в пределах высоты выработки, самотеком при разрушении породы гидромониторами 35 или под действием взрыва по наклонному трубопроводу 36 из под забойного пространства на расстояние в пределах высоты двух выработок.Transportation of the broken rock,
Устройство подъема состоит из вращающего кольца 37 по центральному отверстию 38 рамы 26 с закрепленными к нему телескопическими направляющими 39, которые не противодействуют линейному смещению рам 26 и их повороту между собой, сохраняя при этом свою работоспособность по подъему и опусканию грузов (фиг.5).The lifting device consists of a rotating
На фиг.7 изображен общий изометрический вид способа добычи угля и других полезных ископаемых вертикально-наклонным ступенчатым рядом крепей с частичной опорой каждой крепи на уступы отвала горной массы вскрышной породы, переваленной через крепь, и с частичной опорой на нижестоящую крепь без образования карьера.Fig. 7 shows a general isometric view of a method for mining coal and other minerals with a vertically inclined stepped row of supports with partial support of each support on the ledges of the overburden rock mass passed through the support, and with partial support on a lower support without formation of a quarry.
Источники информацииInformation sources
1. Килячков А.П. Горное дело. Недра, 1989 г.1. Kilyachkov A.P. Mining engineering. Nedra, 1989
2. Потапов. М.Г. Карьерный транспорт. Недра. 1985 г.2. Potapov. M.G. Career transport. Bosom. 1985
3. Яцких В.Г. Горные машины и комплексы. Недра. 1984 г.3. Yatskikh V.G. Mining machines and complexes. Bosom. 1984 year
4. Петров А.И. Проходчик горных выработок.4. Petrov A.I. Mine walker.
5. SU 1176078 A1, 30.08.1985.5. SU 1176078 A1, 08/30/1985.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103417/03A RU2367793C1 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Recovery method of minerals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103417/03A RU2367793C1 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Recovery method of minerals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2367793C1 true RU2367793C1 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41167948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008103417/03A RU2367793C1 (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Recovery method of minerals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367793C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447285C1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-04-10 | Владимир Ильич Юркин | Continuous drill and blast method to produce minerals in spiral entries by non-filling devices |
RU2465586C1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-10-27 | Учреждение Российской академии наук Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А) | Method of determining environmental risk in mining operations |
RU2765445C1 (en) * | 2021-05-11 | 2022-02-01 | Сергей Николаевич Кошколда | Unit for hydromining of minerals |
-
2008
- 2008-01-29 RU RU2008103417/03A patent/RU2367793C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447285C1 (en) * | 2010-08-19 | 2012-04-10 | Владимир Ильич Юркин | Continuous drill and blast method to produce minerals in spiral entries by non-filling devices |
RU2465586C1 (en) * | 2011-06-27 | 2012-10-27 | Учреждение Российской академии наук Центр геофизических исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства Республики Северная Осетия-Алания (ЦГИ ВНЦ РАН и РСО-А) | Method of determining environmental risk in mining operations |
RU2765445C1 (en) * | 2021-05-11 | 2022-02-01 | Сергей Николаевич Кошколда | Unit for hydromining of minerals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103527196B (en) | Method for recovery of room-type coal pillar through loess filling | |
RU2735173C1 (en) | Method for filling of mined-out space during development of gently sloping beds with long pillars | |
CN111561317B (en) | Scraping coal mining method for steeply inclined coal seam | |
RU2344291C2 (en) | System of deposit development | |
RU2514933C1 (en) | Method of layer mining of high steeply inclined coal bed with extraction of coal from bedding pack | |
CN111364997A (en) | Upward drift-caving combined mining method | |
CN107829741A (en) | Mining method of gently inclined thin ore body | |
RU2470157C1 (en) | Layer development method of thick steeply inclined coal formation | |
RU2367793C1 (en) | Recovery method of minerals | |
RU2563003C1 (en) | Method of excavation of thick flat coal beds | |
RU2425220C1 (en) | Method for formation of steeply inclined transport access track | |
RU2603992C1 (en) | Method of mined-out space filling | |
RU2361087C1 (en) | Section of support of mini face of thick steeply inclined coal bed | |
RU2233983C1 (en) | Method for extracting massive sloping coal bed by horizontal descending layers with full filling of extracted space | |
RU2224107C1 (en) | Process of opencast-underground mining of mineral resources | |
Schissler | Coal mining, design and methods of | |
RU2367794C1 (en) | Recovery method of minerals | |
RU2777214C1 (en) | Method for mining coal seams from the sides of coal mines using underground coal mining technologies | |
RU2213221C1 (en) | Method of mineral mining | |
Valgma et al. | Low depth mining in Estonian oil shale deposit-Abbau von Ölschiefer in Estland | |
RU2762170C1 (en) | Method for developing thin and low-powered steel-falling ore bodies | |
RU2187646C2 (en) | Method of opencast mining of beded mineral deposits | |
RU2278261C1 (en) | Method of combined open-cut and underground steeply pitching deposit development | |
RU2244127C1 (en) | Method for extraction of massive coal bed | |
CN118292885B (en) | Mining method for preventing earth surface subsidence by mining underground resources without coal pillars |