RU2796992C1

RU2796992C1 - Method for mining inclined and steeply dipping ore bodies of medium thickness

Info

Publication number: RU2796992C1
Application number: RU2022114953A
Authority: RU
Inventors: Артур Маратович Мажитов; Иван Алексеевич Пыталев; Виктория Владимировна Якшина; Елена Егоровна Швабенланд; Евгений Васильевич Боровиков; Азамат Булякович Аллабердин; Азат Салимьянович Валеев; Константин Владимирович Важдаев
Filing date: 2022-06-01
Publication date: 2023-05-30

Abstract

FIELD: mining industry.

SUBSTANCE: invention can be used in the underground mining of steeply dipping ore bodies of medium thickness. The method for developing steeply dipping ore bodies of medium thickness includes workings: a haul road, bore haul drifts dividing the ore body into chambers; breaking of ore layers by fans of wells drilled from bore haulage ores onto a clamping medium and release of broken ore through the bore hauling drift. At the same time, the filling mass is formed from dry rock and a hardened layer is created at the interface with the ore mass of the conjugated chamber by injecting cement mortar through the filling wells drilled in the ore mass. The breaking of the ore mass is carried out in a clamping medium on the filling mass, ensuring its compaction.

EFFECT: increasing the efficiency of the technology by reducing the volume of the hardening filling mixture and using the energy of the explosion when breaking the ore mass of the conjugated chambers in a clamping medium to compact the backfilling mass that has not lost its mobility when mining steeply dipping ore bodies of medium thickness.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при подземной разработке крутопадающих рудных тел средней мощности.The invention relates to the mining industry and can be used in the underground mining of steeply dipping ore bodies of medium thickness.

Изобретение направленно на повышение безопасности ведения очистных работ и снижение затрат на закладку выработанного пространства твердеющими смесями. 1 ил.The invention is aimed at improving the safety of mining operations and reducing the cost of backfilling the mined-out space with hardening mixtures. 1 ill.

Известен способ разработки рудных месторождений в сплошном порядке на рудный массив (Осинцев, В.А. Добыча руды в удароопасных условиях на шахтах СУБРа / В.А. Осинцев, В.М. Беркович, Д.В. Шараев // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. - 2008. - №2(22). - С. 7, рис. 2), включающий отработку залежи панелями с выемкой руды камерами сразу на всю мощность рудного тела с торцевым выпуском отбитой руды через панельные буродоставочные выработки и отбойку руды ведут в зажатой среде на закладочный массив.A known method for the development of ore deposits in a continuous order on the ore massif (Osintsev, V.A. Mining of ore in impact hazardous conditions in the mines of SUBR / V.A. Osintsev, V.M. Berkovich, D.V. Sharaev // Bulletin of the Magnitogorsk State Technical University named after G. I. Nosov, 2008, No. 2(22), P. 7, Fig. 2), including mining of the deposit by panels with ore extraction by chambers at once to the full thickness of the ore body with end tapping of broken ore through panel borehole workings and ore breaking are carried out in a clamped environment to the stowing massif.

Недостатком известного способа являются относительно высокие показатели использования твердеющей смеси для закладки выработанного пространства.The disadvantage of the known method is the relatively high rates of use of the hardening mixture for backfilling the goaf.

Известен также способ подземной разработки месторождений твердых полезных ископаемых по патенту РФ №2379513, Е21С 41/16, опубл. в 2010 г., включающий в себя подготовительные и нарезные работы, возведение горизонтальных и вертикальных оконтуривающих и разделительных искусственных массивов, очистную выемку и закладку выработанного пространства.There is also known a method of underground mining of deposits of solid minerals according to the patent of the Russian Federation No. 2379513, E21C 41/16, publ. in 2010, which includes preparatory and cutting works, erection of horizontal and vertical contouring and separating artificial massifs, stoping excavation and backfilling of worked-out space.

Недостатком известного способа является высокий объем твердеющей закладки и многостадийность закладочных работ и, как следствие, низкая производительность очистной выемки.The disadvantage of the known method is the high volume of hardening backfill and multi-stage backfill operations and, as a result, the low productivity of the stope excavation.

Известен также способ формирования закладочного массива по патенту РФ №2436962, E21F 15/00, опубл. В 2010 г., включающий в себя размещение армирующих элементов, выполненных в виде сетки, в закладочной камере на границе с подлежащим разработке рудным массивом.There is also known a method of forming a filling array according to the patent of the Russian Federation No. 2436962, E21F 15/00, publ. In 2010, including the placement of reinforcing elements made in the form of a grid in the backfill chamber at the border with the ore mass to be mined.

Недостатком известного способа является высокая материалоемкость и трудоемкость работ по возведению армирующих элементов в выработанном пространстве и, как следствие, повышение затрат и снижение интенсивности очистной выемки и безопасности ведения горных работ, и нарушение устойчивости армирующих элементов при заполнении выработанного пространства сухой породной закладкой и последующей отбойкой сопряженного рудного массива.The disadvantage of this method is the high material consumption and labor intensity of work on the construction of reinforcing elements in the mined-out space and, as a result, increased costs and reduced the intensity of the mining excavation and the safety of mining operations, and the violation of the stability of the reinforcing elements when filling the mined-out space with a dry rock backfill and subsequent breaking of the associated ore massif.

Наиболее близким по технической сущности является вариант системы разработки с выемкой трапециевидными камерами с наклонными торцевыми стенками и сухой закладки, укрепленной цементным раствором [Соколов, И. В. Разработка и оценка вариантов стратегии освоения железорудных месторождений экологически сбалансированными подземными геотехнологиями / И.В. Соколов, Ю.Г. Антипин, А.А. Смирнов // Проблемы недропользования. - 2015. - №4(7). - С. 59-67].The closest in technical essence is a variant of the development system with excavation by trapezoidal chambers with inclined end walls and dry backfilling, reinforced with cement mortar [Sokolov, I.V. Sokolov, Yu.G. Antipin, A.A. Smirnov // Problems of subsoil use. - 2015. - No. 4 (7). - S. 59-67].

Недостатком известного способа является стадийность при послойном формировании закладочного массива и двухстадийность процесса очистной выемки, включающей формирование отрезной щели и отбойку основных запасов камеры и, как следствие, снижение интенсивности очистных работ и повышенный объем проходческих работ.The disadvantage of the known method is the staging in the layer-by-layer formation of the filling mass and the two-stage process of the stoping excavation, including the formation of a cutting slot and breaking of the main stocks of the chamber and, as a result, a decrease in the intensity of the stoping work and an increased volume of tunneling work.

Техническая задача заключается в повышении эффективности технологии за счет снижения объема твердеющей закладочной смеси и использовании энергии взрыва при отбойке массива руды сопряженных камер в зажимающей среде для уплотнения не потерявшего подвижность закладочного массива при отработке крутопадающих рудных тел средней мощности.The technical task is to increase the efficiency of the technology by reducing the volume of the hardening backfill mixture and using the energy of the explosion when breaking the ore mass of the adjacent chambers in a clamping medium to compact the backfill mass that has not lost its mobility when mining steeply dipping ore bodies of medium thickness.

Поставленная задача решается тем, что в способе разработки крутопадающих рудных тел средней мощности, включающем проведение выработок: доставочного штрека, буро-доставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры; отбойку слоев руды веерами скважин, пробуренных из буро-доставочных ортов, на зажимающую среду и выпуск отбитой руды через буро-доставочный орт, согласно техническому решению формируют закладочный массив из сухой породы и на границе с рудным массивом сопряженной камеры создают упрочненный слой путем инъектирования цементным раствором через закладочные скважины, пробуренные в рудном массиве и отбойкой рудного массива в зажимающей среде на закладочный массив, обеспечивая его уплотнение.The problem is solved by the fact that in the method of developing steeply dipping ore bodies of medium thickness, including the development of workings: a haulage drift, a boring haulage orts dividing the ore body into chambers; breaking of ore layers by fans of wells drilled from the drilling-delivery ords onto the clamping medium and the release of broken ore through the boring-delivery orth, according to the technical solution, a filling mass is formed from dry rock and a hardened layer is created at the border with the ore mass of the conjugated chamber by injecting with cement mortar through backfilling wells drilled in the ore massif and by breaking the ore massif in a clamping medium onto the backfilling massif, ensuring its compaction.

Способ включает проведение доставочного и вентиляционного штреков, вентиляционно-ходового восстающего, соединяющего доставочный и вентиляционный этажи, а также буро-доставочных ортов, разделяющих рудное тело на камеры. Очистным камерам придают форму параллелепипеда с углом наклона контакта с рудным массивом смежной камеры равным 75-85 градусов и располагают вкрест простирания рудного тела. Камеры отрабатываются в сплошном порядке без оставления в выработанном пространстве несущих целиков. Развитие фронта горных работ в пределах этажа осуществляется от центра к флангам, либо от одного фланга к другому, при восходящем порядке разработки залежи. Отработка первой камеры начинается с проходки отрезного восстающего и формирования отрезной щели. Отбойка основных запасов камеры осуществляется на компенсационное пространство отрезной щели. Висячий бок камеры формируется под углом 75-85 градусов, причем при отработке от центра к флангам, центральная камера имеет форму трапеции и соответственно два висячих бока. Угол наклона стенок камер в сторону выработанного пространства повышает устойчивость закладочного массива. После очистной выемки выработанное пространство камеры заполняется сухой породой. Далее производится упрочнение слоя породной закладки на границе с рудным массивом, путем инъектирования цементным раствором. Подача цементного раствора производится по скважинам, пробуренным из выработок вентиляционного этажа через рудный массив смежной камеры. Количество скважин рассчитывается исходя из радиуса проникновения раствора в породу, высоты и длины камеры. Отбойка запасов последующих камер ведется в зажимающей среде, обеспечивая тем самым уплотнение не потерявшего подвижность закладочного массива соседней камеры. Полная «зачистка» почвы камеры достигается при использовании дистанционного управления для погрузочно-доставочных машин. Длину камер по условиям зачистки почвы не следует принимать более 60 м. Высота камеры соответствует высоте этажа, рассчитываемая по условию устойчивости наклонного обнажения камеры, ширина камеры - устойчивому пролету горизонтального обнажения вышележащего рудного массива. Проветривание тупиковых выработок осуществляется подачей свежего воздуха за счет общешахтной депрессии по доставочному штреку, далее с помощью вентиляторов местного проветривания подается в буро-доставочный орт. Омывая забой, загрязненный воздух выдается на вентиляционный горизонт по вентиляционно-ходовому восстающему.SUBSTANCE: method includes carrying out haulage and ventilation drifts, rising ventilating passage connecting the hauling and ventilation floors, as well as drilling haulage ores dividing the ore body into chambers. The cleaning chambers are given the shape of a parallelepiped with an angle of inclination of contact with the ore mass of the adjacent chamber equal to 75-85 degrees and are placed across the strike of the ore body. The chambers are worked out in a continuous manner without leaving bearing pillars in the goaf. The development of the mining front within the floor is carried out from the center to the flanks, or from one flank to another, with an ascending order of development of the deposit. The development of the first chamber begins with the cutting riser and the formation of a cutting gap. Breaking of the main reserves of the chamber is carried out on the compensation space of the cutting gap. The hanging side of the chamber is formed at an angle of 75-85 degrees, and when working out from the center to the flanks, the central chamber has the shape of a trapezoid and, accordingly, two hanging sides. The angle of inclination of the walls of the chambers towards the mined-out space increases the stability of the backfilling array. After the treatment excavation, the goaf space of the chamber is filled with dry rock. Next, the rock backfill layer is strengthened at the boundary with the ore massif by injection with cement mortar. The supply of cement mortar is carried out through wells drilled from the workings of the ventilation floor through the ore massif of the adjacent chamber. The number of wells is calculated based on the radius of penetration of the solution into the rock, the height and length of the chamber. Breaking stocks of subsequent chambers is carried out in a clamping environment, thereby ensuring the compaction of the filling mass of the neighboring chamber that has not lost mobility. Complete "cleaning" of the soil of the chamber is achieved by using remote control for load-and-dump machines. The length of the chambers, according to the conditions of stripping the soil, should not be taken more than 60 m. The height of the chamber corresponds to the height of the floor, calculated according to the condition of stability of the inclined outcrop of the chamber, the width of the chamber - to the stable span of the horizontal exposure of the overlying ore massif. Ventilation of dead-end workings is carried out by supplying fresh air due to the general mine depression along the delivery drift, then with the help of local ventilation fans it is supplied to the drilling-delivery orth. Washing the face, polluted air is released to the ventilation horizon along the ventilation-running riser.

Заявленный способ реализуется следующим образом: очистные камеры располагаются вкрест простирания рудного тела. Развитие фронта горных работ в пределах подэтажа - от центра к флангам, общий порядок разработки -восходящий. Первоначально отрабатывается центральная камера, имеющая форму трапеции, с углом наклона стенок 75-85°. Далее выработанное пространство камеры заполняется пустой породой. Подача цементного раствора производится по скважинам из выработок вышележащего подэтажа. Количество скважин рассчитывается исходя из радиуса проникновения раствора в породу. Отработка соседних камер производится в сплошном порядке на оба фланга подэтажа сразу после формирования закладочного массива предшествующих камер. Отбойка запасов ведется в зажимающей среде, обеспечивая тем самым уплотнение не потерявшего подвижность закладочного массива соседней камеры.The claimed method is implemented as follows: the treatment chambers are located across the strike of the ore body. The development of the mining front within the sublevel - from the center to the flanks, the general development order is ascending. Initially, the central chamber is worked out, which has the shape of a trapezoid, with a wall inclination angle of 75-85°. Further, the mined-out space of the chamber is filled with waste rock. The supply of cement mortar is carried out through wells from the workings of the overlying sublevel. The number of wells is calculated based on the radius of penetration of the solution into the rock. The development of adjacent chambers is carried out in continuous order on both flanks of the sublevel immediately after the formation of the backfill array of the previous chambers. Stock breaking is carried out in a clamping environment, thereby ensuring the compaction of the backfill mass of the neighboring chamber that has not lost its mobility.

Сущность способа разработки крутопадающих рудных тел средней мощности поясняется чертежом, где:The essence of the method for the development of steeply dipping ore bodies of medium thickness is illustrated by the drawing, where:

показана схема технологии, вид сбоку: 1 - буро-доставочный орт; 2 - закладочные скважины; 3 - зона влияния инъекции; 4 - отбойные скважины; 5 - веер скважин.the scheme of the technology is shown, side view: 1 - boring-delivery line; 2 - filling wells; 3 - zone of influence of the injection; 4 - jackholes; 5 - fan of wells.

Claims

A method for developing steeply dipping ore bodies of medium thickness, including workings: a haul road, bore haul shafts dividing the ore body into chambers; breaking of ore layers by fans of wells drilled from borehole orifices onto the clamping medium and release of broken ore through the borer orifice, characterized in that a filling massif is formed from dry rock and a hardened layer is created at the border with the ore massif of the conjugated chamber by injecting cement mortar through the filling holes , drilled in the ore massif, and the breaking of the ore massif is carried out in a clamping medium to the backfilling massif, ensuring its compaction.