RU2425218C1

RU2425218C1 - Underground development method of series of thin steep deposits

Info

Publication number: RU2425218C1
Application number: RU2009148933/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Толстунов (RU); Сергей Андреевич Толстунов; Константин Николаевич Долгов (RU); Константин Николаевич Долгов
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-27

Abstract

FIELD: mining. ^ SUBSTANCE: load-carrying flooring is built under thickness of dangerous rocks. Flooring has the type of grid consisting of series of wells drilled from lower wall to side wall of series of steep ore bodies inside which pre-stressed ropes are arranged. After tension of ropes, their ends are fixed on surface of walls of minings by means of pipes having L-shaped cutout. Wells are filled with curing mixtures. Development of deposits is performed after erection of flooring. ^ EFFECT: higher development safety of series of thin steep ore deposits. ^ 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к горной промышленности и сможет быть использовано для разработки мощных рудных тел. Известны десятки и сотни метров крутопадающих залежей и руд в условиях, в которых необходимо предупредить прорыв воды, плывунов и прочих флюидов в рабочее пространство рудника, (например, под днищами карьеров, водоемами, толщей обводненных четвертичных отложений). При согласном залегании тонких рудных тел, залегающих под породами, склонными к прорывам жидких флюидов, в ряде случаев целесообразна их совместная отработка с применением технологий, применяемых на мощных пластах либо рудных телах.The invention relates to the mining industry and can be used to develop powerful ore bodies. Tens and hundreds of meters of steeply falling deposits and ores are known in conditions in which it is necessary to prevent the breakthrough of water, quicksand and other fluids into the working space of the mine (for example, under the bottoms of quarries, ponds, the thickness of the flooded Quaternary deposits). With the consent of the occurrence of thin ore bodies lying under rocks that are prone to breakthroughs of liquid fluids, in some cases it is advisable to jointly develop them using technologies used on powerful strata or ore bodies.

Известен способ разработки мощных крутопадающих залежей слабых руд (патент РФ №2248448, Е21С 41/22, опубл. 2005.03.30). Способ включает проходку вентиляционно-закладочных и буропогрузочных ортов, выемку полезного ископаемого ориентированными вкрест простирания камерами ромбической или эллипсовидной формы, со смещением камер смежных этажей на половину их ширины, с выемкой руды отбойкой взрывом скважин и закладкой выработанного пространства. Непосредственно над верхним этажом сооружают защитное перекрытие с наклоном 5-7° в сторону висячего бока залежи. Ширину, высоту камер и высоту камер верхнего этажа, угол наклона боковых стен камер определяют из математических выражений исходя из устойчивого расчетного пролета защитного перекрытия, ширины буропогрузочного орта и угла внутреннего трения рудного массива. После сооружения защитного перекрытия руду в камере разрабатывают заходками взрывом скважин в зажатой среде, причем очередную заходку отрабатывают после закладки очередной заходки. В неустойчивых, склонных к обрушению рудах забою очистных камер придают наклон, соответствующий углу естественного откоса рудного массива. В рудах с породными прослойками забою очистных камер придают наклон, соответствующий углу падения рудной залежи.A known method of developing powerful steeply falling deposits of weak ore (RF patent No. 22448448, E21C 41/22, publ. 2005.03.30). The method includes sinking ventilation and filling and boring loading gates, excavation of minerals oriented in crosswise direction by rhombic or ellipsoid shaped chambers, with displacement of the chambers of adjacent floors by half their width, with excavation of ore by blasting of wells and laying of mined-out space. Directly above the upper floor, a protective ceiling is constructed with a slope of 5-7 ° in the direction of the hanging side of the deposit. The width, the height of the chambers and the height of the chambers of the upper floor, the angle of inclination of the side walls of the chambers are determined from mathematical expressions based on a stable calculated span of the protective cover, the width of the loading unit and the angle of internal friction of the ore mass. After the construction of a protective overlap, the ore in the chamber is developed by explosions by wells in a clamped medium, and the next run is worked out after the laying of the next run. In unstable, prone to collapse ores slaughtering treatment chambers give a slope corresponding to the angle of repose of the ore mass. In ores with rock layers, the slope of the treatment chambers is given a slope corresponding to the angle of incidence of the ore deposit.

Недостатком данного изобретения является высокая опасность ведения работ под объектами, опасными по прорывам флюидов, так как вследствие неизбежной усадки закладочного материала, а также возможного недозаклада при заполнении камер закладкой происходит осадка закладочного материала и покрывающих руд и пород с нарушением их гидроизоляционных свойств, что может привести к прорыву флюидов.The disadvantage of this invention is the high risk of work under objects that are dangerous for breakthroughs of fluids, as due to the inevitable shrinkage of the filling material, as well as a possible under-deposit when filling the chambers with a filling, the deposit of filling material and covering ores and rocks with a violation of their waterproofing properties occurs, which can lead to to breakthrough fluids.

Известен способ слоевой отработки погребенных алмазоносных россыпей с наличием в контурах шахтных полей впадин с алмазоносной рудой (патент РФ №2345219, Е21С 41/16, Е21С 19/02, опубл. 2009.01.27). Способ слоевой отработки погребенных алмазоносных россыпей с наличием в контурах шахтных полей впадин с алмазоносной рудой включает механическую отработку верхнего слоя камерами с последующей отработкой опорных целиков и монтажом гибкого перекрытия и отработку системой блочного обрушения нижнего слоя, включающего впадины с алмазоносной рудой. Гибкое перекрытие монтируют только над впадинами с алмазоносной рудой. Сначала монтируют перекрытие на почве отрабатываемых камер одновременно с их отработкой. Затем - на почве отрабатываемых опорных целиков с одновременной их отработкой, после чего гибкие перекрытия примыкающих камер и опорных целиков соединяют между собой.There is a method of layer mining buried diamondiferous placers with the presence in the contours of mine fields of cavities with diamondiferous ore (RF patent No. 2345219, Е21С 41/16, Е21С 19/02, publ. 2009.01.27). The method of layer-by-layer mining of buried diamond-bearing placers with the presence of cavities with diamond-bearing ore in the contours of mine fields includes mechanical mining of the upper layer by chambers, followed by working out of the pillars and installation of a flexible ceiling, and working out of the block caving system of the lower layer, including hollows with diamond-bearing ore. Flexible overlap is mounted only over the hollows with diamond ore. First, they mount a ceiling on the soil of the processed chambers simultaneously with their development. Then - on the basis of the worked support pillars with their simultaneous development, after which the flexible overlap of adjacent chambers and support pillars are connected to each other.

Недостатком данного изобретения является высокая опасность ведения горных работ под объектами, опасными по прорывам флюидов, так как вследствие обрушения покрывающих руд и пород нарушаются их гидроизоляционные свойства, что может привести к прорывам флюидов.The disadvantage of this invention is the high risk of mining under objects that are dangerous for breakthroughs of fluids, since due to the collapse of the covering ores and rocks, their waterproofing properties are violated, which can lead to breakthroughs of fluids.

Известен способ разработки мощных крутых угольных пластов (патент РФ 2085739, Е21С 41/18, опубл. 1997.07.27).A known method of developing powerful steep coal seams (RF patent 2085739, E21C 41/18, publ. 1997.07.27).

Сущность изобретения: способ включает проведение штреков, монтаж гибкого перекрытия, состоящего из двух параллельных ветвей, составленных из цилиндрических секций, ветви перекрытия скрепляют между собой через жесткие связи, поверх которых укладывают металлическую сетку. Секции в каждой ветви по торцам соединяют гибкой связью. Перепуск перекрытия осуществляют по мере отработки угля нижележащих подэтажей, а демонтируют на аккумулирующем штреке.The inventive method includes conducting drifts, installation of a flexible ceiling, consisting of two parallel branches made up of cylindrical sections, the ceiling branches are fastened together via rigid ties, on top of which a metal mesh is laid. Sections in each branch at the ends are connected by a flexible connection. Bypassing the overlap is carried out as the coal mining of the underlying floors, and dismantled on the accumulating drift.

Недостатком данного изобретения является высокая опасность ведения работ под объектами, опасными по прорывам флюидов, так как вследствие обрушения покрывающих руд и пород нарушаются их гидролизоляционные свойства, что может привести к прорывам флюидов.The disadvantage of this invention is the high risk of work under objects that are dangerous for breakthroughs of fluids, since due to the collapse of the covering ores and rocks, their waterproofing properties are violated, which can lead to breakthroughs of fluids.

Техническим результатом изобретения является повышение безопасности отработки свиты тонких крутопадающих залежей руд, залегающих под объектами, опасными по прорывам флюидов, подработка которых сопряжена с опасностью прорыва флюидов в рабочее пространство рудника.The technical result of the invention is to increase the safety of mining a suite of thin steeply falling ore deposits occurring under objects that are dangerous for fluid breakthroughs, the underworking of which is associated with the danger of fluid breakthrough into the working space of the mine.

Технический результат достигается тем, что в способе подземной разработки свиты тонких крутопадающих рудных залежей, включающем проходку подготовительных и нарезных горных выработок, монтаж перекрытия, состоящего из параллельных ветвей цилиндрических секций, отработку в пределах выемочного поля полезного ископаемого запасов первичных и вторичных камер с использованием буровзрывной отбойки, заполнение отработанных пространств первичных и вторичных камер с закладкой, согласно изобретению в качестве цилиндрических секций используют скважины, пробуренные от лежачего к висячему боку месторождения, в эти скважины помещают несущие канаты, в которых после закрепления на стенках выработки создают предварительное натяжение и закрепляют с помощью штанг и хомутов. Скважины после монтажа в них канатов заполняют твердеющими смесями, причем закрепление канатов у устья скважин осуществляют с помощью труб, закрепляемых штангами. Трубы имеют на поверхности Г-образный вырез для удобства натяжения канатов и закрепления их на поверхности горной выработки. Ширина Г-образной щели выбирается из условия необходимости размещения в ней каната соответствующего диаметра.The technical result is achieved by the fact that in the method of underground development of a suite of thin steeply falling ore deposits, including the excavation of preparatory and rifled mine workings, installation of an overlap consisting of parallel branches of cylindrical sections, mining of primary and secondary chambers within a mining field using drilling and blasting blasting , filling the spent spaces of the primary and secondary chambers with a tab, according to the invention, as cylindrical sections I use wells drilled from a hanging to a lying side field, in these wells was placed carrying ropes, which after fixing to walls generate create pretension and secured using clamps and rods. After mounting the ropes in them, the wells are filled with hardening mixtures, and the ropes are fixed at the wellhead using pipes fixed by rods. The pipes have a L-shaped cutout on the surface for the convenience of tensioning the ropes and fixing them to the surface of the mine working. The width of the L-shaped slit is selected from the condition of the need to place a rope of the corresponding diameter in it.

Применение предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет повысить безопасность отработки мощных крутопадающих залежей руд, залегающих под объектами, опасными по прорывам флюидов в рабочее пространство рудника. Устойчивость предохранительной толщи пород обеспечивается укреплением стальными канатами.The application of the proposed method in comparison with the prototype allows to increase the safety of mining powerful steeply falling ore deposits lying under objects that are dangerous for breakthroughs of fluids into the working space of the mine. The stability of the protective rock stratum is ensured by reinforcement with steel ropes.

Техническая сущность изобретения поясняется фиг.1-6.The technical essence of the invention is illustrated in figures 1-6.

Канатное перекрытие возводят после проходки с откаточного штрека 7 вентиляционного восстающего 6 и штреков 2, число которых определяется количеством параллельных маломощных залежей. Штреки соединяют ортами 4, необходимыми для возведения канатного перекрытия. Из штреков бурят скважины диаметром 100 мм, в которые затем устанавливают и закрепляют стальные канаты. Закрепление канатов у устья скважин осуществляют с помощью труб, устанавливаемых непосредственно у устья скважин перпендикулярно их оси. Трубы на поверхности горной выработки закрепляют штангами. Причем трубы имеют на поверхности Г-образный вырез, в который вставляют конец выходящего из скважины каната и закрепляют его после натяжения с помощью хомута и анкера. После их установки скважины и орты 4 заполняют твердеющей смесью, что позволяет осуществить гидроизоляцию нижележащего рудного массива от обводненных налегающих пород. Расстояние между канатами определяется в зависимости от условий их нагружения по известным методикам. Штрек 2 в висячем боку заполняют твердеющей смесью после возведения канатного перекрытия. Остальные штреки 2 заполняют после возведения закладки во всем блоке. Количество камер в блоке определяется из условия обеспечения устойчивости искусственного целика между отрабатываемыми камерами.Rope overlap erected after sinking from the haul-off drift 7 of the ventilation uprising 6 and drifts 2, the number of which is determined by the number of parallel low-power deposits. The drifts are connected by the orts 4, necessary for the construction of the rope overlap. Wells with a diameter of 100 mm are drilled from drifts into which steel ropes are then installed and fixed. The fastening of the ropes at the wellhead is carried out using pipes installed directly at the wellhead perpendicular to their axis. Pipes on the surface of the mine workings are fixed with bars. Moreover, the pipes have a L-shaped cutout on the surface, into which the end of the rope emerging from the well is inserted and fixed after tensioning with a clamp and an anchor. After their installation, the wells and the unit 4 are filled with a hardening mixture, which allows the waterproofing of the underlying ore mass from flooded overlying rocks. The distance between the ropes is determined depending on the conditions of their loading by known methods. The drift 2 in the hanging side is filled with a hardening mixture after the erection of the rope overlap. The remaining drifts 2 fill after the bookmark in the whole block. The number of chambers in the block is determined from the condition of ensuring the stability of the artificial pillar between the processed chambers.

Одновременно с возведением канатного перекрытия ведутся подготовительно-нарезные работы по проходке буровых ортов 1 и штреков 5.Simultaneously with the construction of the cable-borne roof, preparatory cutting work is underway on the sinking of the drilling unit 1 and drifts 5.

Подсечка рудного массива осуществляется одной воронкой после проходки отрезного восстающего. Руду из камеры выпускают с помощью виброустановки (типа ВВДР).Cutting of the ore mass is carried out by one funnel after the cutting of the cutting riser. Ore is discharged from the chamber by means of a vibroinstallation unit (type VVDR).

Для обеспечения выпуска всей руды днище делают наклонным под углом 60° по длине камеры. Такая форма днища обеспечивает его устойчивость при отбойке руды в камерах и при обнажениях закладочного массива при дальнейшей отработке нижележащих камер. Длина камеры определяется устойчивостью пород висячего бока и рассчитывается по известным методикам. Расстояние между одновременно отрабатываемыми камерами в залежи устанавливается расчетным путем исходя из условий обеспечения устойчивости междукамерного рудного или искусственного целиков и может изменяться от 40 до 120 м. При отработке параллельных залежей в первую очередь отрабатывают камеру в залежи лежачего бока, а затем после заполнения камеры закладкой - висячего. Камеры заполняют закладкой из штрека 2 через сбойки 3.To ensure the release of all ore, the bottom is made inclined at an angle of 60 ° along the length of the chamber. This shape of the bottom ensures its stability during ore breaking in the chambers and when the filling array is exposed during further mining of the underlying chambers. The length of the chamber is determined by the stability of the rocks of the hanging side and is calculated by known methods. The distance between simultaneously processed chambers in the deposits is determined by calculation based on the conditions for ensuring the stability of interchamber ore or artificial pillars and can vary from 40 to 120 m. When working out parallel deposits, the chamber is first worked out in the lying side deposits, and then after filling the chamber with the tab - hanging. The cameras are filled with a bookmark from drift 2 through failures 3.

Закрепление канатов на поверхности выработок показано на Фиг.5 и Фиг 6. Непосредственно у устья скважины 9 закрепляют трубу 10 с помощью штанги 11, далее в предварительно выполненный Г-образный вырез 12 помещают канат 8, создают в нем предварительное натяжение и закрепляют конец каната на поверхности выработки с помощью штанги и хомута 13. Внутренний диаметр трубы для закрепления канатов должен быть из условия безопасности не менее 10 диаметров каната, что обеспечивает надежное закрепление канатов на поверхности выработок.The fastening of the ropes on the surface of the workings is shown in Fig. 5 and Fig. 6. Directly at the wellhead 9, the pipe 10 is fixed using the rod 11, then a rope 8 is placed in a pre-made L-shaped cut-out 12, a preliminary tension is created in it and the end of the rope is fixed on the working surface with the help of the rod and clamp 13. The inner diameter of the pipe for securing the ropes should be from a safety condition of at least 10 rope diameters, which ensures reliable fastening of the ropes on the surface of the workings.

Claims

1. The method of underground mining of a suite of thin steeply falling ore deposits, including the excavation of preparatory and rifled mine workings, installation of a slab consisting of parallel branches of cylindrical sections, mining of primary and secondary chambers using a drilling and blasting block, filling the mined-out primary space and secondary chambers with a bookmark, characterized in that for mounting the ceiling on contact with weakened rocks under the aquifers the drifts are drilled, parallel rows of wells are drilled from the drifts and used as overlap, and the wells are drilled from the lying to the hanging side of the field, inside which are placed load-bearing ropes, which after prestressing are fixed on the walls of the drifts, and then the wells and drifts of the hanging side are filled with hardening concrete mix.

2. The method according to claim 2, characterized in that the fastening of the ropes on the walls of the workings is carried out using pipe segments attached to the vertical surfaces of the workings using rod supports, and the pipes have L-shaped cutouts for accommodating ropes in them, which, after tensioning them fixed on the walls of the mine with the help of rods and clamps.