RU2829724C1 - Method for separate mining of contiguous ore bodies of complex morphology - Google Patents
Method for separate mining of contiguous ore bodies of complex morphology Download PDFInfo
- Publication number
- RU2829724C1 RU2829724C1 RU2023132428A RU2023132428A RU2829724C1 RU 2829724 C1 RU2829724 C1 RU 2829724C1 RU 2023132428 A RU2023132428 A RU 2023132428A RU 2023132428 A RU2023132428 A RU 2023132428A RU 2829724 C1 RU2829724 C1 RU 2829724C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ore
- bodies
- angle
- release
- interlayer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005065 mining Methods 0.000 title abstract description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 21
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 230000003245 working effect Effects 0.000 description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может применяться при раздельной отработке сближенных рудных тел сложной морфологии, перемежающихся с некондиционным оруденением.The invention relates to the mining industry and can be used in the separate development of adjacent ore bodies of complex morphology, interspersed with substandard mineralization.
Известен способ раздельной отработки сближенных рудных тел вкрест простирания от лежачего бока к висячему системой подэтажного обрушения [В.А. Шестаков, Б.А. Кожухов, В.А. Кучкин. Эффективность применения селективной выемки на Салаирском руднике. // В сб. Повышение эффективности добычи руд подземным способом. Фрунзе: Илим, 1976, с. 16-24, рис. 2]. Способ включает проходку буровыпускных ортов вкрест простирания рудоносной зоны, образование у лежачего бока отрезной щели, разбуривание рудного тела и породного прослоя веерами скважин, наклоненных согласно падению рудного тела, послойную отбойку рудного тела и породного прослоя с образованием в рудном слое потолочины-козырька путем недозаряжания устьев скважин, торцовый выпуск руды через щель с оставлением обрушенного прослоя породы в выработанном пространстве.A method of separate mining of adjacent ore bodies across the strike from the footwall to the hanging wall by a sublevel caving system is known [V.A. Shestakov, B.A. Kozhukhov, V.A. Kuchkin. Efficiency of selective mining at the Salair mine. // In the collection Increasing the efficiency of underground ore mining. Frunze: Ilim, 1976, pp. 16-24, Fig. 2]. The method includes driving drilled and discharged orts across the strike of the ore-bearing zone, forming a cut-off slit at the footwall, drilling out the ore body and rock interlayer with fans of wells inclined according to the dip of the ore body, layer-by-layer breaking of the ore body and rock interlayer with the formation of a cap in the ore layer by undercharging the wellheads, end release of ore through the slit with the leaving of the collapsed rock interlayer in the worked-out space.
Недостатки способа:Disadvantages of the method:
1. Необходимость разбуривания и отбойки породных прослоев.1. The need for drilling and breaking out rock layers.
2. Отсутствие гибкости технологии, так как спрямление контура отбойки осуществляется всей плоскостью веера скважин, не согласуясь с природной кривизной контакта руды с породой.2. Lack of flexibility of the technology, since the straightening of the cutting contour is carried out by the entire plane of the fan of wells, not consistent with the natural curvature of the contact of the ore with the rock.
3. Низкая интенсивность выемки из-за поочередного бурения, отбойки и выпуска.3. Low extraction intensity due to the successive drilling, breaking and release.
4. Высокие потери и разубоживание при изменчивой морфологии рудных тел. При размахе изменчивости мощности рудного тела, соизмеримом с мощностью породного прослоя, до 50% последнего извлекается с рудой, а при большем размахе раздельная выемка становится невозможной из-за неприемлемых потерь и разубоживания.4. High losses and dilution with variable morphology of ore bodies. With the range of variability of the ore body thickness commensurate with the thickness of the rock layer, up to 50% of the latter is extracted with the ore, and with a larger range, separate extraction becomes impossible due to unacceptable losses and dilution.
5. Отработка подэтажами уменьшает запасы руды, выпускаемые через одну выпускную выработку, что сдерживает производительность оборудования.5. Sublevel mining reduces the ore reserves released through one production working, which limits equipment productivity.
6. Подэтажный выпуск ограничивает развитие фигуры чистой руды и ускоряет начало разубоживания.6. Sublevel release limits the development of the pure ore figure and accelerates the onset of dilution.
Известен способ отработки сближенных рудных тел сложного строения гибкой системой подэтажного обрушения с выемкой по простиранию рудоносной зоны [А.В. Ярков, Н.В. Дронов, М.А. Яковлев. Гибкая технология отработки рудных тел сложного строения. Бишкек: ИЛИМ, 1992, 160 с., рис. 3.12-3.14]. Способ включает проходку в каждом рудном теле буровыпускных штреков на двух ярусах. Штрек второго яруса закладывают в месте выполаживания лежачего бока со смещением относительно штрека первого яруса. Разбуривание из двух штреков позволяют лучше повторить изменчивый контур рудного тела.A method is known for mining adjacent ore bodies of complex structure using a flexible sublevel caving system with mining along the strike of the ore-bearing zone [A.V. Yarkov, N.V. Dronov, M.A. Yakovlev. Flexible technology for mining ore bodies of complex structure. Bishkek: ILIM, 1992, 160 p., Fig. 3.12-3.14]. The method includes driving boring and exhaust drifts in each ore body on two tiers. The drift of the second tier is laid at the place of flattening of the footwall with an offset relative to the drift of the first tier. Drilling from two drifts allows better repetition of the variable contour of the ore body.
Породный прослой между рудными телами оставляют неразбуренным в очистном пространстве. Отбойку осуществляют слоями на обрушенную породу отработанного этажа. Особенность способа заключается в том, что линию очистного забоя в рудном теле лежачего бока формируют с опережением относительно линии забоя в рудном теле, расположенном у висячего бока. При таком порядке породный прослой, связанный с рудным телом висячего бока, не разрушается и не попадает в зону выпуска рудного тела лежачего бока. Отбойку и выпуск руды из рудного тела висячего бока производят после окончания выпуска руды из рудного тела лежачего бока. Даже если прослой разрушится, он не будет вовлечен в зону выпуска, так как наклонен в сторону лежачего бока.The rock layer between the ore bodies is left undrilled in the stope area. Breaking is carried out in layers on the collapsed rock of the mined floor. The peculiarity of the method is that the stope line in the ore body of the footwall is formed ahead of the stope line in the ore body located near the hanging wall. With this order, the rock layer associated with the ore body of the hanging wall is not destroyed and does not fall into the release zone of the ore body of the footwall. Breaking and release of ore from the ore body of the hanging wall is carried out after the end of the release of ore from the ore body of the footwall. Even if the layer is destroyed, it will not be involved in the release zone, since it is inclined towards the footwall.
Недостатки данного способа:Disadvantages of this method:
1. Порядок раздельной выемки от лежачего бока к висячему применим только при согласном залегании рудных тел и прослоев.1. The procedure for separate extraction from the footwall to the hanging wall is applicable only when the ore bodies and layers are concordant.
2. Слоевая отработка вызывает повышенные потери и разубоживание на торцовом контакте с обрушенной породой.2. Layer mining causes increased losses and dilution at the end contact with the collapsed rock.
3. Толщина слоя не увязывается с высотой подэтажа, так как зафиксирована величиной линии наименьшего сопротивления (ЛНС).3. The thickness of the layer is not related to the height of the sub-level, since it is fixed by the value of the line of least resistance (LLR).
4. Подэтажная отработка ограничивает производительность бурового и погрузочно-доставочного оборудования.4. Sublevel mining limits the productivity of drilling and loading and delivery equipment.
5. Поочередное выполнение буровых работ, отбойки и выпуска из одной выработки снижает интенсивность и производительность выемки.5. The successive execution of drilling, breaking and release operations from one working reduces the intensity and productivity of the excavation.
6. Подэтажный выпуск ограничивает развитие фигуры чистой руды и ускоряет начало разубоживания сверху.6. Sublevel release limits the development of the pure ore figure and accelerates the onset of dilution from above.
Наиболее близким к изобретению является способ раздельной отработки рудных тел с отбойкой наклонными секциями и подэтажным торцовым выпуском через щель. Способ включает проходку в каждом рудном теле выпускного и бурового на верхнем уровне днища штреков, разбуривание рудных тел наклонными веерами скважин, отбойку секциями по 2-3 слоя в зажиме на обрушенную породу, подэтажный выпуск руды через щель с оставлением прослоев в выработанном пространстве [Н.В. Дронов. Комплексная оптимизация подземной разработки сложных рудных месторождений. Фрунзе: ИЛИМ, 1975, с. 194-197, рис. 40].The closest to the invention is the method of separate development of ore bodies with breaking by inclined sections and sub-level end release through a crack. The method includes driving a release and a drilling drift at the upper level of the bottom of each ore body, drilling out the ore bodies by inclined fans of holes, breaking by sections of 2-3 layers in a clamp on the collapsed rock, sub-level release of ore through a crack leaving layers in the worked-out space [N.V. Dronov. Comprehensive optimization of underground development of complex ore deposits. Frunze: ILIM, 1975, pp. 194-197, Fig. 40].
Недостатки прототипа:Disadvantages of the prototype:
1. Подэтажный выпуск не обеспечивает полное развитие эллипсоида чистой руды, в результате чего он не охватывает все рудное тело в местах увеличения мощности и местного выполаживания.1. Sublevel release does not ensure the full development of the pure ore ellipsoid, as a result of which it does not cover the entire ore body in places of increased thickness and local flattening.
2. Гибкость технологии обеспечивается односторонней адаптацией конструктивных элементов системы разработки к изменчивой морфологии рудных тел и прослоев без использования потенциала функциональной составляющей технологии, что однозначно ведет к уменьшению высоты подэтажа, толщины отбиваемых секций, ширины панели и, как следствие, к снижению производительности выемки и росту затрат.2. Flexibility of the technology is ensured by one-sided adaptation of the structural elements of the development system to the variable morphology of ore bodies and layers without using the potential of the functional component of the technology, which clearly leads to a decrease in the height of the sub-level, the thickness of the sections being mined, the width of the panel and, as a consequence, to a decrease in the productivity of the extraction and an increase in costs.
3. Включение маломощных породных прослоев в выемочной контур и исключение маломощных рудных выклиниваний из подлежащего выемке контура регламентируются соответствующими кондициями. Но технология не гарантирует, что вся руда в сформированном таким образом контуре технически может быть извлечена.3. The inclusion of thin rock layers in the extraction contour and the exclusion of thin ore wedgings from the contour to be extracted are regulated by the corresponding conditions. But the technology does not guarantee that all the ore in the contour formed in this way can technically be extracted.
4. Способ не обеспечивает оптимального разделения рудопотоков по ветвям рудного тела в случае его раздваивания.4. The method does not provide optimal division of ore flows along branches of the ore body in the event of its bifurcation.
5. Данный способ не предусматривает выделение прослоев в случае его местного выполаживания.5. This method does not provide for the separation of layers in the case of local flattening.
6. При раздвоении рудного тела использование в качестве контроля окончания выпуска предельного содержания в последней дозе приводит к перевыпуску разубоживающей породы.6. When an ore body is bifurcated, using the maximum content in the last dose as a control for the end of release leads to the over-release of diluting rock.
7. При сближении или местном слиянии рудных тел допускается выпуск руды не через ближайшую, а отдаленную выработку, который сопровождается излишним разубоживанием.7. When ore bodies approach each other or merge locally, it is permissible to release ore not through the nearest, but through a distant working, which is accompanied by excessive dilution.
8. Способ обеспечивает компоновку гребней руды отработанного вышерасположенного этажа, насыщенной обогащенными мелкими фракциями, с ближайшими рудными телами или их ветвями, но не с ближайшими выпускными выработками.8. The method ensures the arrangement of ridges of ore from the mined overlying floor, saturated with enriched fine fractions, with the nearest ore bodies or their branches, but not with the nearest exhaust workings.
Техническим результатом изобретения является обеспечение снижения потерь и разубоживания при высокой производительности выемки.The technical result of the invention is to ensure a reduction in losses and dilution with high extraction productivity.
Раскрытие сущности изобретения. Сближенность рудных тел, их перемежаемость с некондиционным оруденением, относительно небольшие размеры и сложность морфологии кратно увеличивают площадь контакта руды с некондиционным и породным массивами. В таких условиях обеспечение приемлемых показателей извлечения из недр становится острой и, одновременно, сложной технической проблемой, разрешить которую возможно только системой инновационных мер. В изобретении в основу создания такой системы заложена концепция оптимизации граничных зон выемки по всему периметру. Выделены приоритетные проблемные граничные зоны, найденные решения в которых составляют интегральный технический результат изобретения. Его сущность заключается в следующем.Disclosure of the essence of the invention. The proximity of ore bodies, their intermittency with substandard mineralization, relatively small sizes and complexity of morphology increase the area of contact of the ore with substandard and rock massifs many times over. In such conditions, ensuring acceptable indicators of extraction from the subsoil becomes an acute and, at the same time, complex technical problem, which can only be solved by a system of innovative measures. The invention is based on the concept of optimizing the boundary zones of the extraction along the entire perimeter. Priority problematic boundary zones are identified, the solutions found in which constitute the integral technical result of the invention. Its essence is as follows.
Способ включает проходку в каждом рудном теле выпускного, разведочно-бурового на верхнем уровне днища и подэтажного бурового штреков, разбуривание рудных тел наклонными веерами скважин, отбойку секциями по 2-4 слоя в зажиме на обрушенную породу, выпуск руды через щель с оставлением прослоев в выработанном пространстве.The method includes the passage of a discharge, exploratory drilling at the upper level of the bottom and sub-level drilling drifts in each ore body, drilling of ore bodies with inclined fans of boreholes, breaking of sections of 2-4 layers in a clamp on the collapsed rock, and the release of ore through a crack leaving layers in the worked-out space.
Способ отличается комплексом связанных новаций, в числе которых обеспечение этажного выпуска, достигаемого путем спрямления контуров выемки и дифференцированного дробления руды. Преобразование подэтажного выпуска в этажный одними конструкционными мерами не осуществимо. В изобретении совместно использованы два рычага. Спрямление контуров выемки дополнено приемом направленного деформирования эллипсоида чистой руды. Этот прием, реализуемый путем дифференцированного дробления руды, известен [А.С. SU 581283 A1, 30.11.77, Патент RU 2782909 C1, 07.11.2022], где он использован для симметричного двухстороннего однократного воздействия на ширину эллипсоида по его высоте. В изобретении данный прием преобразован применительно к изменчивой морфологии рудных тел и применен для одностороннего асимметричного воздействия на эллипсоид многократно по его высоте.The method is distinguished by a set of related innovations, including ensuring a level release achieved by straightening the extraction contours and differentiated crushing of the ore. Transformation of sublevel release into level release by structural measures alone is not feasible. The invention jointly uses two levers. Straightening the extraction contours is supplemented by the technique of directional deformation of the pure ore ellipsoid. This technique, implemented by differentiated crushing of the ore, is known [A.S. SU 581283 A1, 30.11.77, Patent RU 2782909 C1, 07.11.2022], where it is used for symmetrical two-sided single action on the width of the ellipsoid along its height. In the invention, this technique is transformed in relation to the variable morphology of ore bodies and is used for one-sided asymmetrical action on the ellipsoid multiple times along its height.
При этажном выпуске ширина эллипсоида чистой руды больше, чем при подэтажном, что обеспечивает более полный охват деформированным эллипсоидом рудного тела переменной мощностью и более высокие показатели извлечения.With level release, the width of the clean ore ellipsoid is greater than with sublevel release, which ensures more complete coverage of the ore body with variable thickness by the deformed ellipsoid and higher extraction rates.
Приоритетно-проблемными граничными объектами для извлечения являются, в частности, гребни руды отработанного вышележащего этажа, насыщенные обогащенными мелкими фракциями. Использование классического шахматного расположения выработок здесь неприемлемо из-за вероятностного распределения оруденения по высоте. В изобретении применен принцип компоновки гребня с тем рудным телом, к оси влияния выпуска которого он расположен ближе. При этом компоновка осуществляется формированием соединительного канала мелкоизмельченной руды.The priority-problem boundary objects for extraction are, in particular, the ridges of the ore of the worked-out overlying floor, saturated with enriched small fractions. The use of the classic staggered arrangement of workings is unacceptable here due to the probabilistic distribution of mineralization by height. The invention applies the principle of arranging the ridge with the ore body to the axis of influence of the release of which it is located closer. In this case, the arrangement is carried out by forming a connecting channel of finely crushed ore.
Извлечение гребня не только сокращает ранее допущенные потери руды, но и улучшает показатели извлечения отрабатываемого рудного тела за счет более полного охвата эллипсоидом чистой руды.Ridge extraction not only reduces previously admitted ore losses, but also improves the recovery rates of the mined ore body due to more complete coverage of the ellipsoid with clean ore.
Проблемной является также зона местного отдаления рудного тела от оси влияния выпускной выработки (в результате раздвоения или раздува). Вовлечение в деформированный эллипсоид чистой руды отдаленной рудной зоны обеспечивают формированием ограничивающего слоя крупнокусковой руды под углом к куполу эллипсоида в сочетании с образованием направляющего канала мелкоизмельченной руды к указанной зоне. Ограничивающий наклонный слой крупнокусковой руды, имеющий большую конструктивную устойчивость, отклоняет эллипсоид чистой руды в сторону проблемной зоны, а направляющий канал мелкокусковой руды обеспечивает ускоренное движение удаленной руды к выпускной выработке.The zone of local distance of the ore body from the axis of influence of the outlet working (as a result of bifurcation or swelling) is also problematic. Involvement of the remote ore zone into the deformed ellipsoid of clean ore is ensured by forming a limiting layer of large-sized ore at an angle to the dome of the ellipsoid in combination with the formation of a guide channel of finely ground ore to the said zone. The limiting inclined layer of large-sized ore, which has greater structural stability, deflects the ellipsoid of clean ore towards the problematic zone, and the guide channel of small-sized ore ensures accelerated movement of the remote ore to the outlet working.
Существенно усложняют выпуск местные выполаживания рудных тел. Для обеспечения более полного выпуска рудные тела в местах их выполаживания отбивают совместно с частью прослоя, образуя локальные соединительные каналы мелкоизмельченной рудной массы, с оставлением между ними нераздробленной части прослоя. В процессе выпуска подвергнутая трещинообразованию неотбитая часть прослоя отделится от массива. При этом, выполнив регулирующую поток функцию, она не достигнет выпускного отверстия из-за меньшей скорости и не повысит разубоживания.Local flattening of ore bodies significantly complicates the release. To ensure a more complete release, ore bodies in the places of their flattening are broken off together with a part of the interlayer, forming local connecting channels of finely ground ore mass, leaving an unbroken part of the interlayer between them. During the release, the unbroken part of the interlayer subjected to cracking will separate from the massif. At the same time, having performed the function of regulating the flow, it will not reach the outlet due to the lower speed and will not increase dilution.
Еще одной критичной зоной является место раздвоения или местного слияния рудных тел. В этой точке пересекаются потоки со стороны двух рудных тел. Это делает неэффективным классическое управление выпуском с помощью предельного содержания в последней дозе. Проиллюстрируем этот факт по приведенному в заявке рисунку. Руда гребня, расположенного по оси выпуска левого рудного тела (фиг. 3), будет с опережением извлечена и выпускное отверстие перекроет налегающая порода. По логике выпуск должен быть прекращен. Но по контрольному содержанию в дозе этого сделать нельзя. Так как поток породы будет еще подпитываться рудой, поступающей через ответвление из отдаленного правого гребня. Как показывает моделирование, кривая нарастания разубоживания в этом случае имеет плавно восходящий вид. В итоге содержание в последней дозе достигнет контрольного критического значения после значительного перевыпуска разубоживающей породы. Для устранения дефекта существующей системы управления выпуском в изобретении предусмотрен перехват потока по ответвлению левого рудного тела и перенаправление его по создаваемому альтернативному каналу правого рудного тела. Технически это достигается формированием разграничительного скоса, наклоненного под углом истечения отбитой руды, равным 45 , где ϕ - угол внутреннего трения отбитой руды.Another critical zone is the bifurcation or local merging of ore bodies. At this point, the flows from two ore bodies intersect. This makes classical control of the release using the maximum content in the last dose ineffective. Let us illustrate this fact using the figure provided in the application. The ore of the ridge located along the axis of the release of the left ore body (Fig. 3) will be extracted ahead of schedule and the outlet will be blocked by the overlying rock. Logically, the release should be stopped. But according to the control content in the dose, this cannot be done. Since the rock flow will still be fed by ore coming through a branch from the distant right ridge. As the modeling shows, the curve of the increase in dilution in this case has a smoothly ascending form. As a result, the content in the last dose will reach the control critical value after a significant over-release of the diluting rock. To eliminate the defect of the existing discharge control system, the invention provides for the interception of the flow along the branch of the left ore body and its redirection along the created alternative channel of the right ore body. Technically, this is achieved by forming a demarcation slope inclined at an angle of outflow of the broken ore equal to 45 , where ϕ is the angle of internal friction of the broken ore.
Место формирования такого скоса определяется по принципу безубыточности граничной прирезки, который может быть формализован равенством:The location of the formation of such a bevel is determined by the principle of break-even of the boundary trim, which can be formalized by the equality:
lр⋅Ур = lп⋅Уп; lп⋅= lp ; lр⋅Ур = lп⋅Уп ; lп⋅= lp ;
где lр, lп - отсекаемые разграничительным скосом интервалы рудного тела и прослоя;where lр, lп are the intervals of the ore body and interlayer cut off by the dividing slope;
Ур, Уп - ущерб от 1% потерь руды и 1% разубоживания некондиционной горной массой прослоя. Ur, Up - damage from 1% of ore losses and 1% of dilution of the interlayer by substandard rock mass.
От разграничительного скоса до оставляемой нераздробленной части прослоя формируют альтернативный соединительный канал из мелкоизмельченной руды и раздробленной части прослоя. При таком техническом решении будет сбалансирован выпуск из ветвей левого рудного тела. Руда левого гребня и усеченной ветви левого рудного тела достигнет выпускного отверстия практически одновременно и выпуск будет прекращен без перевыпуска налегающей породы. Для страховки выпуск из правого рудного тела следует завершить с опережением.An alternative connecting channel is formed from finely ground ore and the crushed part of the interlayer from the demarcation slope to the remaining uncrushed part of the interlayer. With such a technical solution, the discharge from the branches of the left ore body will be balanced. The ore of the left ridge and the truncated branch of the left ore body will reach the discharge opening almost simultaneously and the discharge will be stopped without re-discharge of the overlying rock. To be on the safe side, the discharge from the right ore body should be completed ahead of schedule.
Значимой проблемой граничной зоной является внешняя граница крайнего (в данном случае правого) рудного тела, которая может быть представлена выклиниванием оруденения, как это показано на рисунке заявки (фиг 3.). Согласно действующим кондициям на мощности рудного и породного интервалов подобное выклинивание может подлежать включению в выемочной контур. Однако технически такая руда не может быть извлечена, если она не попадает в зону влияния выпускной выработки, и будет потеряна, даже если она была отбита. Для устранения этого недостатка в изобретении предусмотрено формирование граничного отсекающего скоса под углом истечения отбитой руды 45 .A significant problem with the boundary zone is the outer boundary of the extreme (in this case, the right) ore body, which can be represented by a pinching out of mineralization, as shown in the drawing of the application (Fig. 3). According to the current conditions for the power of the ore and rock intervals, such a pinching out can be subject to inclusion in the extraction contour. However, technically such ore cannot be extracted if it does not fall into the zone of influence of the exhaust working, and will be lost, even if it was broken off. To eliminate this drawback, the invention provides for the formation of a boundary cutting slope at an angle of outflow of broken ore of 45 .
Место расположения такого скоса определяется по условию безубыточности прирезки, которое формализуется равенством:The location of such a bevel is determined by the condition of break-even cutting, which is formalized by the equality:
lp⋅Ур = lп⋅Уп; lр⋅= lп ; lp⋅Ur = lп⋅Up;lр⋅= lп ;
где lп - интервал прослоя, отделяющей рудное выклинивание от рудного тела;where lп is the interval of the interlayer separating the ore wedging from the ore body;
Уп - ущерб от 1% разубоживания некондиционной горной массой прослоя. Up - damage from 1% dilution of the interlayer by substandard rock mass.
Таким образом, заявленный способ интегрирует в себе систему из шести раскрытых выше технических инновационных решений. Интегральный технический результат изобретения заключается в обеспечении повышения показателей излечения руды при отработке сближенных рудных тел сложной морфологии, перемежающихся с некондиционным оруденением, с высокой производительностью выемки.Thus, the claimed method integrates a system of six technical innovative solutions disclosed above. The integral technical result of the invention consists in ensuring an increase in ore recovery rates when mining adjacent ore bodies of complex morphology, interspersed with substandard mineralization, with high extraction productivity.
Сущность изобретения раскрыта на рисунке. На фиг. 1 представлены на продольном разрезе отбойка наклонными секциями и этажный торцовый выпуск через щель. На фиг. 2 показано на поперечном разрезе формирование разграничительного и ограничительного скосов, а также оставление нераздробленной части выположенного прослоя. Фиг. 3 иллюстрирует развитие деформированных эллипсоидов чистой руды и формирование ограничивающего наклонного слоя крупнокусковой руды и каналов измельченной руды.The essence of the invention is disclosed in the figure. Fig. 1 shows in a longitudinal section the breaking of inclined sections and the floor end discharge through a gap. Fig. 2 shows in a cross section the formation of the delimiting and limiting slopes, as well as leaving the uncrushed part of the flattened layer. Fig. 3 illustrates the development of deformed ellipsoids of clean ore and the formation of a limiting inclined layer of large-piece ore and channels of crushed ore.
На рисунке показаны: разведочно-буровой штрек 1, потолочина 2 выпускного штрека, выпускной штрек 3, подэтажный буровой штрек 4, наклонные веера скважин 5, угол наклона ɑ вееров скважин, выпускаемая секция 6, выпускная щель 7, торцовый контур 8 деформированного эллипсоида 9 чистой руды, совпадающий с границей 10 отбитой секции 6 с обрушенной породой 11, купол 12 деформированного эллипсоида, гребни 13, 20 отработанного вышерасположенного этажа, обогащенные мелкими фракциями, защитный слой обогащенной руды 14, разграничительный скос 15, отсеченная ветвь 16 смежного (левого) рудного тела, компонуемая вместе с отрабатываемым (правым) рудным телом, соединительный канал 17 измельченной рудной массы, усеченная ветвь 19 смежного рудного тела, гребень 20 над смежным рудным телом, правильный эллипсоид чистой руды 21 на начальной стадии выпуска, ограничивающий наклонный слой 22 крупнокусковой руды, разреженные скважины 23 для образования ограничивающего слоя, направляющий канал 24 мелкоизмельченной руды, сгущенные скважины 25 для формирования направляющего канала, одностороннее развитие деформированного эллипсоида 26, граничный отсекающий скос 27, отсекаемая скосом часть выклинивания 28 рудного тела.The figure shows: exploration boring roadway 1, ceiling 2 of the exhaust boring roadway, exhaust boring roadway 3, sublevel boring roadway 4, inclined fans of boreholes 5, inclination angle ɑ of the fans of boreholes, exhaust section 6, exhaust slot 7, end contour 8 of deformed ellipsoid 9 of clean ore coinciding with boundary 10 of broken section 6 with collapsed rock 11, dome 12 of deformed ellipsoid, ridges 13, 20 of the worked-out overlying floor enriched with fine fractions, protective layer of enriched ore 14, dividing slope 15, cut-off branch 16 of adjacent (left) ore body assembled together with the worked-out (right) ore body, connecting channel 17 of crushed ore mass, truncated branch 19 of an adjacent ore body, ridge 20 above an adjacent ore body, regular ellipsoid of pure ore 21 at the initial stage of release, limiting inclined layer 22 of large lump ore, sparse boreholes 23 for forming a limiting layer, guide channel 24 of finely ground ore, dense boreholes 25 for forming a guide channel, one-sided development of a deformed ellipsoid 26, boundary cutting off bevel 27, part of the wedging out 28 of the ore body cut off by the bevel.
Осуществление изобретения. Множественность проблемно-приоритетных элементов технологии повышает значимость порядка выполнения операций. В условиях недостатка разведочной информации в первую очередь выполняют операцию, от которой риск ухудшить условия последующих работ минимален. Успех технологии в решающей степени зависит от места локации выпускных выработок 3. Поэтому их проходят после получения опережающих разведочных данных о залегании рудных тел и прослоев на всю высоту этажа. Исходя из этих предпосылок в первую очередь проходят разведочно-буровой штрек 1 в каждом рудном теле. Эти штреки закладывают по верхнему уровню днища на расстоянии устойчивой толщины потолочины 2 выпускных штреков 3. Подэтажные буровые штреки 4, служащие и для разведки, располагают исходя из оптимальности разбуривания рудных тел и формирования каналов измельченной руды. В случае местного расширения или раздваивания рудного тела может закладываться дополнительный буровой штрек. Выпускной штрек 3 в каждом рудном теле располагают и трассируют таким образом, чтобы запасы левой и правой частей рудного тела относительно оси оптимально размещались в зоне влияния выпуска, которая ограничивается углом движения отбитой руды, равном 45 , где ϕ - угол внутреннего трения отбитой руды. Из буровых штреков 1, 4 бурят наклонные веера скважин 5. Веера скважин на подэтажах располагают в одной плоскости. В зависимости от диаметра скважин и высоты этажа отбивают по 2-4 слоя в секции. Угол наклона α вееров скважин и секции близок к углу истечения движения отбитой руды. Моделированием установлено, что оптимальный угол наклона α выпускаемой секции 6 равен 75-78°. Большие значения угла наклона относятся к большей высоте этажа. Отбойкой слоев из выпускной выработки в потолочине формируют выпускную щель 7. Шаг отбойки потолочины выбирают таким, чтобы внешняя граница щели совпадала с границей 10 отбитой секции 6. Толщина выпускаемой секции Тo определяется с учетом разрыхления руды по формуле Т0=Тс⋅Кр, где Тс - толщина отбиваемой секции, Кр - коэффициент разрыхления руды при отбойке в зажиме. При оптимальных значениях толщины выпускаемой секции, угла ее наклона, ширины выпускной щели и глубины забора руды погрузочно-доставочной машиной (ПДМ) торцовый контур 8 деформированного эллипсоида 9 чистой руды совпадает с торцовым контактом руды 10 с обрушенной породой 11. Моделированием установлено, что при отработке отдельного рудного тела (высота этажа 40 м) извлечение чистой руды достигает 70%, разубоживание составляет 9%, потери - 8%. Производственный опыт применения системы показал, что, если крутопадающее рудное тело расположено под гребнем обогащенной мелкими фракциями руды, потери и разубоживание могут быть снижены, соответственно, до 6% и 7%. Поэтому надо позаботиться, чтобы над рудным телом в сфере влияния выпускного отверстия располагался ближайший гребень 13 ранее отработанного этажа. Заранее запроектировать такое размещение гребня невозможно из-за вероятностного распределения оруденения в рудоносной зоне. Но после получения геологической информации оптимизацией расположения выпускной выработки можно приблизить ось выпуска к гребню. Именно поэтому по изобретению выпускной штрек 3 закладывают и трассируют в последнюю очередь после разведки морфологических элементов рудного тела на всю высоту этажа. По этой же причине для достижения баланса между запасами справа и слева от оси выпуска необходимо учитывать и запасы гребня 13. Более того, при поиске такого баланса следует учитывать также часть запасов ветви смежного рудного тела, заходящей в зону влияния выпускного штрека отрабатываемого рудного тела (фиг. 2, фиг. 3). В этом случае запасы отсеченной разграничительным скосом 15 ветви 16 компонуют с отрабатываемым рудным телом. Формированием разграничительного скоса 15 технически обеспечивается выпуск руды отсеченной ветви 16 совместно с рудой отрабатываемого рудного тела (в данном случае правого, фиг. 2, фиг. 3). Этому способствует специально формируемый соединительный канал 17 измельченной рудной массы. Для беспрепятственного истечения руды отсеченной ветви 16 и полного извлечения гребня 13 разграничительный скос 15 формируют под углом движения отбитой руды, равном 45 Место расположения разграничительного скоса определяют по условию безубыточности прирезки, выражаемого равенством lр⋅Ур=lп⋅Уп (фиг. 2).Implementation of the invention. The multiplicity of problem-priority elements of the technology increases the significance of the order of operations. In conditions of insufficient exploration information, the operation is performed first, from which the risk of worsening the conditions of subsequent work is minimal. The success of the technology depends decisively on the location of the exhaust workings 3. Therefore, they are driven after obtaining advanced exploration data on the occurrence of ore bodies and interlayers for the entire height of the floor. Based on these prerequisites, the exploration-boring drift 1 is driven first in each ore body. These drifts are laid along the upper level of the bottom at a distance of a stable thickness of the ceiling 2 of the exhaust drifts 3. Sublevel boring drifts 4, which also serve for exploration, are located based on the optimality of drilling ore bodies and forming channels of crushed ore. In case of local expansion or bifurcation of the ore body, an additional boring drift can be laid. The discharge drift 3 in each ore body is located and routed in such a way that the reserves of the left and right parts of the ore body relative to the axis are optimally located in the zone of influence of the discharge, which is limited by the angle of movement of the broken ore, equal to 45 , where ϕ is the angle of internal friction of the broken ore. Inclined fans of boreholes 5 are drilled from boring drifts 1, 4. The fans of boreholes on sublevels are located in one plane. Depending on the diameter of the boreholes and the height of the level, 2-4 layers are broken off in a section. The angle of inclination α of the fans of boreholes and the section is close to the angle of outflow of the movement of broken ore. Modeling has established that the optimal angle of inclination α of the released section 6 is 75-78°. Larger values of the angle of inclination relate to a greater height of the level. By breaking layers from the exhaust workings in the ceiling, an exhaust slot 7 is formed. The pitch of the ceiling breaking is selected such that the outer boundary of the slot coincides with the boundary 10 of the broken section 6. The thickness of the released section T o is determined taking into account the loosening of the ore according to the formula T 0 = T c ⋅ K p , where T c is the thickness of the broken section, K p is the coefficient of ore loosening during breaking in the clamp. At optimal values of the thickness of the section being released, its angle of inclination, the width of the release slit and the depth of ore collection by the loading and hauling machine (LHD), the end contour 8 of the deformed ellipsoid 9 of clean ore coincides with the end contact of the ore 10 with the caved rock 11. Modeling has established that when developing a separate ore body (floor height of 40 m), the extraction of clean ore reaches 70%, dilution is 9%, and losses are 8%. Production experience in using the system has shown that if a steeply dipping ore body is located under a ridge of ore enriched with fine fractions, losses and dilution can be reduced to 6% and 7%, respectively. Therefore, care must be taken to ensure that the nearest ridge 13 of the previously mined floor is located above the ore body in the sphere of influence of the release opening. It is impossible to design such a ridge arrangement in advance due to the probabilistic distribution of mineralization in the ore-bearing zone. But after obtaining geological information, the axis of the ridge can be brought closer to the ridge by optimizing the location of the exhaust working. That is why, according to the invention, the exhaust drift 3 is laid and traced last after exploration of the morphological elements of the ore body to the entire height of the floor. For the same reason, in order to achieve a balance between the reserves to the right and left of the exhaust axis, it is necessary to take into account the reserves of the ridge 13. Moreover, when searching for such a balance, it is also necessary to take into account a part of the reserves of the branch of the adjacent ore body entering the zone of influence of the exhaust drift of the ore body being mined (Fig. 2, Fig. 3). In this case, the reserves of the branch 16 cut off by the boundary slope 15 are combined with the ore body being mined. The formation of the dividing slope 15 technically ensures the release of the ore of the cut-off branch 16 together with the ore of the mined ore body (in this case, the right one, Fig. 2, Fig. 3). This is facilitated by a specially formed connecting channel 17 of the crushed ore mass. For the unimpeded flow of ore of the cut-off branch 16 and the complete extraction of the ridge 13, the dividing slope 15 is formed at an angle of movement of the broken ore equal to 45 The location of the dividing bevel is determined by the condition of break-even cutting, expressed by the equality lр⋅Ур=lп⋅Уп (Fig. 2).
При формировании соединительного канала нет необходимости отбивать выположенный прослой полностью. Достаточно создать соединительное окно шириной, исключающей образование заторов. Исходя из этого требования ширина канала должна быть больше трехкратного диаметра кондиционного по крупности куска. Остающаяся часть прослоя 18 не разбуривается и специально не дробится. В процессе выпуска этот целик отколется от массива, не препятствуя выпуску, и постепенно распадется по трещинам на крупные куски, которые в основной массе не достигнут выпускного отверстия и не увеличат разубоживания из-за меньшей скорости движения. Если даже отдельные куски достигнут выпускного отверстия, их можно отгрузить ПДМ в отработанные выработки.When forming a connecting channel, there is no need to completely break off the flattened interlayer. It is enough to create a connecting window of a width that eliminates the formation of blockages. Based on this requirement, the channel width should be greater than three times the diameter of a piece of conditioned size. The remaining part of the interlayer 18 is not drilled or specially crushed. During the release process, this pillar will break off from the massif without interfering with the release, and will gradually disintegrate along the cracks into large pieces, which in the main mass will not reach the outlet and will not increase dilution due to the lower speed of movement. Even if individual pieces reach the outlet, they can be loaded by LHD into the mined-out workings.
Формирование разделительного скоса 15 и соединительного канала 17 одновременно оптимизируют выпуск и из смежного рудного тела. В этом случае распределение оставшихся запасов смежного рудного тела становится более рациональным и руда усеченной ветви 19 приходит к выпускному отверстию одновременно с рудой левого гребня 20 без перевыпуска разубоживающей породы.The formation of the dividing slope 15 and the connecting channel 17 simultaneously optimizes the release from the adjacent ore body. In this case, the distribution of the remaining reserves of the adjacent ore body becomes more rational and the ore of the truncated branch 19 comes to the outlet simultaneously with the ore of the left ridge 20 without re-release of the diluting rock.
Проблемными зонами, требующими управления выпуском, являются и местные увеличения мощности (раздувы). Для таких зон изобретение предусматривает две меры. Под углом к куполу эллипсоида чистой руды 21 формируют ограничивающий наклонный слой 22 крупнокусковой руды и одновременно образуют направляющий канал 24 мелкоизмельченной руды к месту раздува или ветвления рудного тела. Совместное воздействие этих мер вызывает одностороннее развитие эллипсоида 26 и ускоренное извлечение руды отдаленной зоны.Problem zones requiring control of the release are also local increases in capacity (swells). For such zones, the invention provides two measures. At an angle to the dome of the ellipsoid of clean ore 21, a limiting inclined layer 22 of large-piece ore is formed and at the same time a guide channel 24 of finely ground ore is formed to the place of the swelling or branching of the ore body. The combined effect of these measures causes a one-sided development of the ellipsoid 26 and accelerated extraction of ore from the remote zone.
Оптимизации требуют также внешние выемочные контуры рудных тел. Для ситуации, когда внешний контур представлен выклиниванием оруденения 28, изобретением предусмотрено формирование ограничительного скоса 27 под углом истечения отбитой руды 45 . Место расположения этого скоса определяют по условию безубыточности граничной прирезки, которое выражается равенством lр⋅Ур=lп⋅Уп (фиг. 2). Ограничительный скос отсекает часть выклинивания 28, которую выпустить технически невозможно и экономически нецелесообразно.The external extraction contours of ore bodies also require optimization. For the situation when the external contour is represented by the wedging out of mineralization 28, the invention provides for the formation of a limiting slope 27 at an angle of outflow of the broken ore 45 . The location of this bevel is determined by the condition of break-even of the boundary trimming, which is expressed by the equality lр⋅Ур=lп⋅Уп (Fig. 2). The limiting bevel cuts off the part of the wedging 28, which is technically impossible to release and economically impractical.
Осуществление всего комплекса новых решений обеспечивает синхронное развитие деформированных эллипсоидов чистой руды во всех рудных телах и ответвлениях, и полный охват рудных запасов. По рисунку можно определить, что деформированный эллипсоид и на продольном, и на поперечном разрезах перекрывает до 90% рудной площади.The implementation of the entire complex of new solutions ensures the synchronous development of deformed ellipsoids of pure ore in all ore bodies and branches, and the complete coverage of ore reserves. According to the figure, it can be determined that the deformed ellipsoid on both the longitudinal and transverse sections covers up to 90% of the ore area.
Итак, прототип и пять (начиная со второго) инновационных технических решений оптимизируют проблемные зоны пограничной области, а первое - системное решение - генерирует новое качество геотехнологии, обращающее сложившуюся тенденцию к уменьшению выемочных единиц при отработке сложных месторождений в увеличение их параметров, доказывающее превосходство в таких условиях этажной отработки с использованием мощной горной техники.Thus, the prototype and five (starting with the second) innovative technical solutions optimize the problem areas of the border region, and the first - a system solution - generates a new quality of geotechnology, turning the existing trend towards a decrease in extraction units during the development of complex deposits into an increase in their parameters, proving the superiority in such conditions of floor mining using powerful mining equipment.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2829724C1 true RU2829724C1 (en) | 2024-11-05 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU400705A1 (en) * | 1971-05-31 | 1973-10-01 | METHOD FOR DEVELOPING INCLINED AND SURROUNDING | |
| SU819343A1 (en) * | 1979-05-22 | 1981-04-07 | Научно-Исследовательский Горно- Рудный Институт | Ore body mining method |
| SU1242704A1 (en) * | 1984-04-27 | 1986-07-07 | Предприятие П/Я А-1922 | Method of breaking ore body with complex morphology |
| SU1580009A1 (en) * | 1988-10-11 | 1990-07-23 | Институт Физики И Механики Горных Пород Ан Киргсср | Method of mining thick ore zones |
| CN108150173A (en) * | 2018-01-10 | 2018-06-12 | 鞍钢集团矿业有限公司 | A kind of high-dipping medium-thickness broken orebody single route induction caving mining codes |
| RU2782909C1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for mining ore bodies |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU400705A1 (en) * | 1971-05-31 | 1973-10-01 | METHOD FOR DEVELOPING INCLINED AND SURROUNDING | |
| SU819343A1 (en) * | 1979-05-22 | 1981-04-07 | Научно-Исследовательский Горно- Рудный Институт | Ore body mining method |
| SU1242704A1 (en) * | 1984-04-27 | 1986-07-07 | Предприятие П/Я А-1922 | Method of breaking ore body with complex morphology |
| SU1580009A1 (en) * | 1988-10-11 | 1990-07-23 | Институт Физики И Механики Горных Пород Ан Киргсср | Method of mining thick ore zones |
| CN108150173A (en) * | 2018-01-10 | 2018-06-12 | 鞍钢集团矿业有限公司 | A kind of high-dipping medium-thickness broken orebody single route induction caving mining codes |
| RU2782909C1 (en) * | 2022-06-27 | 2022-11-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Method for mining ore bodies |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ДРОНОВ Н.В. Комплексная оптимизация подземной разработки сложных рудных месторождений. Фрунзе: ИЛИМ, 1975, с. 194-197, рис. 40. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104989404B (en) | It is pseudo- in Steeply dipping narrow deposits arteries and veins to tilt ore deposit Medium-long hole mining method | |
| RU2685359C1 (en) | Method of constructing network priority gas migration paths, as well as gas discharge and extraction | |
| CN102444403B (en) | Pillarless sublevel caving method based vertical partitioning and combined ore drawing extraction technology of gently inclined ore bodies | |
| CN104806244B (en) | Filling mining method for slant middle-thick ore body | |
| WO2016206618A1 (en) | Longwall mine construction method n00 | |
| CN108612530A (en) | A kind of mining methods of upper disk rock crusher slant middle thick orebody | |
| CN103362510B (en) | Sublevel-drilling bench-combination ore-removal sublevel-room mining method | |
| CN109339783A (en) | The route open stope afterwards filling mining method of gently inclined medium thick orebody | |
| CN109630115A (en) | Sublevel open stoping afterwards filling mining method for gently inclined medium thick orebody | |
| RU2333363C1 (en) | Method of monitoring gas emission during mining operations in series of highly gaseous coal seams | |
| CN105317438B (en) | The pre- coal-mining method for adopting the broken top coal of layering in the middle part of a kind of super high seam | |
| CN103953344A (en) | Downward drift layered cemented filling mining method | |
| CN105019904A (en) | Mining- machine-based slowly inclined thin ore vein mechanized continuous mining method | |
| CN102589372B (en) | Chamber and deep hole blasting method of gob | |
| CN110359914A (en) | A kind of safe, inexpensive combined section mining methods of gently inclined medium thick orebody | |
| CN109026005A (en) | A kind of comprehensive mechanization falls mine stripping method | |
| CN108005656A (en) | Mining method of ultrathin steeply inclined ore body | |
| RU2433267C1 (en) | Method of ore deposits mining by sublevel caving | |
| CN106321104A (en) | Loss-free dilution-free cut slot stoping technology | |
| CN110080767A (en) | A kind of thick seam slicing system working face overlap joint method for arranging | |
| RU2829724C1 (en) | Method for separate mining of contiguous ore bodies of complex morphology | |
| CN105298493B (en) | Underground low-angle dip lamelliform jade ore deposit nondestructive blasting mining methods | |
| CN207080226U (en) | A kind of steeply inclined thin is to the flat ore removal structure of middle strong vein | |
| CN114790893A (en) | Downward drift filling mining method | |
| CN109339790A (en) | The recovery method of middle thickness low-angle dip breaking ore body |