CC BY
91
-------------------------------------- © Д.Н Петров, Г.П. Необутов,
2010
УДК 622.273.2
Д.Н. Петров, Г.П. Необутов
ВЫЕМКА МЕЖДУКАМЕРНЫХ ЦЕЛИКОВ
ПРИ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ЛЬДОПОРОДНОЙ ЗАКЛАДКИ
Разработана технологическая схема, предусматривающая подготовку междукамер-ных целиков к выемке при разработке месторождений полезных ископаемых с льдопородной закладкой, при которой обеспечивается податливость целиков на стадии отработки первичных камер, что позволяет снизить нагрузки на них от веса толщи вышележащих пород.
Ключевые слова: льдопородная закладка, междукамерные целики, закладочный массив.
Система подземной разработки наклонных рудных месторождений криолитозоны с выемкой руды камерами и закладкой выработанного пространства промораживаемым закладочным материалом с использованием переносного оборудования и скреперной доставкой руды внедрена ИГДС СО РАН на золоторудном месторождении Бадран в Якутии. При этом достигнуто кратное повышение полноты извлечения полезного ископаемого по сравнению с ранее применявшейся на руднике камерностолбовой системой разработки [1].
Технология предусматривает добычу ценной руды в две стадии. В первую - производится выемка и закладка первичных камер с оставлением междукамерных целиков (вторичных камер). Закладочные работы заключаются в доставке пустых пород, укладке их послойно в выработанном пространстве, пропитке водой и естественном или принудительном промораживании вентиляторами местного проветривания. После промерзания заложенных смежных первичных ка-
мер во вторую стадию вынимаются междукамерные целики.
Выемка целиков при указанной системе разработки по способу поддержания очистного пространства относится к классу с икусственным под-држанием камерами с закладкой, а по состоянию смежных камер к началу выемки - при камерах, заполненных смерзшейся закладкой. Целики целесообразно отрабатывать вслед за камерами, так как их накапливание влечет за собой деконцентрацию горных работ.
Авторами разработана технологическая схема, предусматривающая подготовку междукамерных целиков к выемке при разработке месторождений полезных ископаемых с льдопородной закладкой, при которой обеспечивается податливость целиков на стадии отработки первичных камер, что позволяет снизить нагрузки на них от веса толщи вышележащих пород.
Ведение горных работ по указанной схеме заключается в следующем. После отработки первичных камер 1 (рис. 1) перед заполнением их льдопородной закладкой в междукамерных
по А - А
: С' V. —; ¿¿а
1(Я
е _5-• /I
ч Ч Ч ч ч ч \ \^\\Л<\ЧЧ\\Ч\\Ч
н
по А - А
ч \ ч ч \ ч у \>.ч ч \\л \\\\\\\\\
л Vі-
. • >.’.• >•. 7 ’/> • 4
^ ■ <7 ■ ~л~~А V П . -\7. 'А ■ • Д •
' Л“
^ ^ •.' А • _ ■ А < ^ -
Г- <? ‘,с~ У*; ^ ЇД' 7 ^■"ст V ~ъг л. ~
• V .—.— л ■
• Л- ■ * • . 'Л. ____ ____ -4 у . • V . ■ а .
Ч\ \ \ \ \ \\ \ Ч V \ \ \ \ ^ \-ч Ч'Ч Vі
Рис. 1. Схема выемки междукамерных целиков с образованием щелей податливости (обозначения в тексте)
1
2
целиках 2 непосредственно у кровли залежи образуют клиновидные щели 3 на всю длину камер. Щели создают буровзрывным или механическим способом. Льдопородную закладку в клиновидных щелях возводят одновременно с заполнением выработанного пространства камер 1. По мере выемки первичных камер и проморозки закладочного массива горное давление, воспринимавшееся междукамерными целиками 2, частично распределяется на льдо-
породные целики, чему способствует подготовленная податливость междукамерных целиков. Таким образом, междукамерные целики являются подготовленными к их извлечению, поскольку роль охранных целиков, удерживающих кровлю залежи, начинает выполнять льдопородная закладка.
Основным преимуществом данного способа является относительно небольшая трудоемкость ведения горных работ, безопасное извлечение междукамерных целиков вследствие повышения их несущей способности и, в конечном итоге, исключение потерь полезных ископаемых в недрах.
Создание в междука-мерных целиках клиновидных щелей обеспечивает податливость целикам на стадии отработки первичных камер, что позволяет снизить нагрузки на них от веса толщи вышележащих пород, а их расположение непосредственно у кровли залежи на всю длину камер позволяет сохранять основной массив междукамерного целика в устойчивом состоянии и поддерживать кровлю на стадии отработки первичных камер. Клиновидная форма щелей позволяет значительно упростить их оформление и закладку, придает междукамерному целику повышенное сопротивление с нарастанием горного давления за счет увеличения площади основания камеры при смятии. Заполнение пространства
Рис. 2. Схема выемки междукамерных целиков под защитой рудных «корок» (обозначения в тексте)
щелей льдопороднои закладкой, которая является более податливой, чем рудный целик, способствует равномерному распределению горного давления.
Ширина щелей, составляющая 1/3 предельно допустимой ширины междукамерных целиков, позволяет придавать им необходимую податливость уже на начальной стадии отработки первичных камер.
На способ подготовки междука-мерных целиков к выемке получен патент на изобретение №2249112 [2].
С целью сокращения времени промораживания льдопородных целиков,
разработана технологическая схема выемки междукамерных целиков под защитой рудных «корок» (рис. 2). При разработке рудных тел криолитозоны с льдопородной закладкой в первую очередь производится выемка и закладка первичных камер 1 с оставлением междукамерных рудных целиков 2 (камер II очереди), которые отрабатываются после промерзания закладки до устойчивого состояния - набора искусственными целиками необходимой нормативной прочности на сжатие 3 - 5 МПа. Выемка камер II очереди зависит от продолжительности
смерзания закладочных пород камер очереди, которая в зависимости от условий ведения закладочных работ может достигать 12 и более месяцев.
Сущность способа заключается в отработке междукамерных целиков, ограниченных по длинной оси вентиляционным 4 и доставочным 5 штреками, таким образом, что на контактах с смежными закладочными камерами оставляются защитные рудные «корки» 3, предотвращающие сползание еще не смерзшейся закладки, способствующие сокращению промораживания закладки путем охлаждения окружающего ее массив горных пород через выработанное пространство вторичной камеры, позволяющие вести контроль за смерзанием закладки через шпуры, пробуренные в рудных «корках», а также усиливать поддерживающую роль еще не смерзшихся пород. После набора искусственными целиками необходимой
1. Необутов Г.П. Подземная добыча руды с использованием льдопородной закладки на месторождении Бадран в Якутии/ Необутов Г.П., Зубков В.П., Мамонов А.Ф. // Горн. ин-форм.-аналит. бюлл. - 2001. - №10. - С. 71-74.
нормативной прочности защитные слои обуривают контурными шпурами и отбивают.
К основным преимуществам приведенного способа относятся повышение интенсивности добычи за счет выемки основных запасов руды междукамерных целиков до смерзания закладки и концентрация горных работ. Разработки переданы в виде рекомендаций для отработки золоторудного месторождения Бадран и слепого рудного тела на месторождении кимбер-литовой трубки «Айхал», в ФИПС подана заявка на патент.
Использование предложенных технических решений позволит значительно повысить эффективность применения технологических схем отработки рудных тел с льдопородной закладкой выработанного пространства. и;гл=1
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Патент №2249112 RU 2249112 С2 Е 21 F 15/00. Способ подготовки междукамерных целиков к выемке / Г.П. Необутов, П.Н. Васильев, Д.Н. Петров, А.Ю. Черепанов; ИГДС СО РАН. -№2002133806/03; заявл. 15.12.2002; опубл. 27.03.2005, Бюл. №9.
— Коротко об авторах -----------------------------------------------
Необутое Г.П. - кандидат технических наук, ст. научный сотрудник, Петров Д.Н. - мл. научный сотрудник,
Институт горного дела Севера СО РАН им. Н.В. Черского, [email protected]
А
