RU2367794C1

RU2367794C1 - Recovery method of minerals

Info

Publication number: RU2367794C1
Application number: RU2008105570/03A
Authority: RU
Inventors: Владимир Ильич Юркин (RU); Владимир Ильич Юркин
Original assignee: Владимир Ильич Юркин
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-09-20

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: invention relates to recovery of minerals. Method of recovery of minerals, according to which there are located stepwise parallel rows of identical horizontal disclosed mine openings, limited from one side by face, and from the other - by dump, and located one over other with formation of common cavity connecting it, corresponding one incline benching, by which it is implemented extraction of minerals to surface from breakage lateral opening, herewith face of each downstream or each up-stream excavation is pushed on with lagging with formation of return bench of developed monolithic massif, horizontal part of which is roof of underlying excavation, herewith face of each overlying excavation is located over middle part of underlying excavation, herewith there are used located in parallel with shift on two levels of production devices, overlapping uninterruptedly in pairs by its parts lateral openings, herewith by means of one of devices it is supported top and implemented driving of top excavation under return bench of massif with bearing on soil of underlying lateral opening or for bench of its dump with holding of lateral transport communication with part of other device, located in the same lateral opening on one level, herewith by means of each devices it is implemented excavation, face of which is located over and before the projection on which device is installed with ability of transportation under action of gravity of broken mountain mass top-down into tank before bench, limited from the other side from filling up of the third bottom excavation by subordinate device through the space or clearance between benches.

EFFECT: invention provides cost saving of mineral's excavation.

Description

Открытый способ добычи полезных ископаемых, применяемый при неглубоком залегании ископаемого, включает в себя ведение ступенчатых горизонтальных открытых горных выработок с рыхлением покрывающих пород, осуществляемое буровзрывным методом с ее погрузкой и транспортированием (перемещением) за пределы карьера, рыхление, погрузка и транспортирование полезного ископаемого, погрузка и транспортирование горной массы ранее взрыхленной породы обратно в карьер при восстановлении нарушенной поверхности земли.An open method of mining, used for shallow occurrence of a mineral, includes conducting stepwise horizontal open mines with loosening of covering rocks, carried out by the blasting method with its loading and transportation (moving) outside the quarry, loosening, loading and transportation of minerals, loading and transporting the rock mass previously loosened rock back to the quarry when restoring the disturbed surface of the earth.

Технико-экономические показатели открытой разработки определяются в основном стоимостью и трудоемкостью транспортирования горной массы и ее погрузкой.Technical and economic indicators of open-cast mining are determined mainly by the cost and the complexity of transporting the rock mass and its loading.

Высокая производительность труда на разрезе по сравнению с подземным способом добычи угля обеспечивается большой площадью открытого карьера с применением техники большой единичной мощностью и исключением ручного труда, при этом значительная площадь земли с учетом площади отвала исключена из сельскохозяйственного оборота.The high productivity of the cut compared with the underground method of coal mining is ensured by the large open pit area using techniques with a large unit capacity and the exclusion of manual labor, while a significant area of land, taking into account the dump area, is excluded from agricultural turnover.

1. Потапов М.Г. Карьерный транспорт. Недра. 1985 г., стр.3.1. Potapov M.G. Career transport. Bosom. 1985, p. 3.

2. Килячков А.П. Горное дело. Недра. 1989 г., стр.228.2. Kilyachkov A.P. Mining engineering. Bosom. 1989, p. 228.

Подземный способ добычи угля, применяемый при более глубоком залегании полезного ископаемого, включает в себя ведение подземных горных выработок - вскрывающих, подготовительных, очистных, которые требуют значительных материальных затрат и трудоемкости из-за необходимости их крепления, работы в стесненных условиях, что исключает применение техники большой единичной мощностью с той же необходимостью транспортирования горной массы из забоев тупиковых горных подготовительных выработок на поверхность или в ранее выработанное пространство и полезного ископаемого из очистных забоев на поверхность с оставлением пустот в недрах земли, крепежного материала, при этом работу осложняет выделяющийся из угля взрывоопасный газ метан, который легче воздуха и может скапливаться в тупиковых, куполообразных или в длинных горизонтальных выработках.The underground method of coal mining, which is used for deeper occurrence of a mineral, includes conducting underground mining - opening, preparatory, treatment, which require significant material costs and laboriousness due to the need for their fastening, work in cramped conditions, which excludes the use of equipment a large unit capacity with the same need for transporting the rock mass from the faces of dead-end mining workings to the surface or to a previously developed space minerals and minerals from the working faces to the surface, leaving voids in the bowels of the earth, fixing material, while the work is complicated by the explosive methane gas emitted from coal, which is lighter than air and can accumulate in deadlock, domed or long horizontal openings.

3. Петров А.И. Проходчик горных выработок. Недра. 1991 г.3. Petrov A.I. Mine walker. Bosom. 1991 year

4. Яцких В.Г. Горные машины и комплексы. Недра. 1984 г.4. Yatskikh V.G. Mining machines and complexes. Bosom. 1984 year

Известен способ добычи полезных ископаемых (авторское свидетельство SU 1176078 A1, 30.08.1985) - 5, принятый за прототип.A known method of mining (copyright certificate SU 1176078 A1, 08/30/1985) - 5, adopted as a prototype.

Цель изобретения - снижение себестоимости добытого угля и других полезных ископаемых исключением транспортирования прикрывающих пород при вскрытии полезного ископаемого путем удаления их после отбойки от массива под действием силы тяжести в отвал выработанного пространства без существенного нарушения недр и поверхности земли.The purpose of the invention is to reduce the cost of mined coal and other minerals with the exception of transportation of covering rocks during the opening of the mineral by removing them after breaking off from the array under the influence of gravity into the dump of the mined-out space without significant violation of the bowels and surface of the earth.

Способ добычи полезных ископаемых, согласно которому располагают ступенчато параллельно ряды одинаковых горизонтальных вскрывающих горных выработок, ограниченных с одной стороны забоем, а с другой - отвалом и расположенных друг над другом с образованием общей соединяющей их полости, представляющей одну наклонную ступенчатую выработку, по которой осуществляют извлечение полезного ископаемого на поверхность из очистных горизонтальных выработок, при этом забой каждой нижерасположенной или каждой вышерасположенной выработки продвигают с отставанием с образованием обратных уступов разрабатываемого монолитного массива, горизонтальная часть которых является кровлей нижележащей выработки, причем забой каждой вышележащей выработки располагают над средней частью нижележащей выработки, при этом используют расположенные параллельно со смещением на двух уровнях добычные устройства, перекрывающие непрерывно попарно своими частями горизонтальные выработки, при этом одним из устройств поддерживают кровлю и осуществляют проходку верхней выработки под обратным уступом массива с опорой на почву нижележащей горизонтальной выработки или на уступ ее отвала с сохранением горизонтального транспортного сообщения с частью другого устройства, расположенного в этой же горизонтальной выработке на одном уровне, при этом каждым устройством проводят выработку, забой которой располагают над и перед уступом, на котором устройство установлено с возможностью транспортирования под действием силы тяжести отбитой горной массы сверху вниз в емкость перед уступом, ограниченным с другой стороны от засыпания третьей нижней выработки нижестоящим устройством через пространство или зазор между уступами.A method of mining, according to which rows of identical horizontal mining openings are arranged stepwise parallel, bounded on one side by a face, and on the other by a dump and located one above the other with the formation of a common cavity connecting them, representing one inclined step working, along which extraction is carried out mineral to the surface from horizontal cleaning workings, while slaughtering each downstream or each upstream development work t with a lag with the formation of backward ledges of the developed monolithic massif, the horizontal part of which is the roof of the underlying mine, with the face of each upper mine being located above the middle part of the underlying mine, using mining devices located parallel to the offset at two levels, overlapping horizontal pairs continuously workings, while one of the devices supports the roof and carries out sinking of the upper workings under the back step m an assy relying on the soil of the underlying horizontal mine or on the ledge of its blade with maintaining a horizontal transport connection with a part of another device located in the same horizontal mine at the same level, while each device conducts a mine whose face is located above and in front of the ledge, on which the device is installed with the possibility of transportation under the action of gravity of the broken rock from top to bottom in the tank before the ledge, limited on the other hand from falling asleep to the third lower th production by a subordinate device through the space or the gap between the steps.

Суть предлагаемого способа добычи полезных ископаемых состоит в параллельном расположении ступенчатого ряда одинаковых горизонтальных вскрывающих горных выработок, ограниченных с одной стороны забоем, с другой - отвалом и расположенных одна над другой или одна под другой с образованием общей соединяющей их полости, представляющей одну наклонную ступенчатую выработку, по которой осуществляется извлечение полезного ископаемого на поверхность из очистных горизонтальных выработок, при этом забой каждой нижерасположенной выработки продвигается с опережением или забой каждой вышерасположенной выработки продвигается с отставанием с образованием обратных уступов разрабатываемого монолитного массива, горизонтальная часть которых является кровлей выработки, и при этом забой каждой выработки располагается над средней частью нижележащей выработки и над концом последующей нижней выработки, ограниченной уступами горной массой, горизонтальная часть которых является почвой выработки.The essence of the proposed method of mining consists in the parallel arrangement of a stepped series of identical horizontal open-cast mines, bounded on one side by a face, on the other a dump and located one above the other or one below the other with the formation of a common cavity connecting them, representing one inclined step production, by which the extraction of minerals to the surface from horizontal treatment workings is carried out, while the bottom of each downstream mine moves ahead or the bottom of each upstream mine moves behind with the formation of back ledges of the developed monolithic massif, the horizontal part of which is the roof of the mine, and the bottom of each mine is located above the middle part of the underlying mine and above the end of the subsequent lower mine limited by the ledges of the rock mass, the horizontal part of which is the soil of development.

Сущность способа состоит в последовательном использовании параллельных рядов со смещением двухуровневых устройств, перекрывающих непрерывно попарно своими частями горизонтальные выработки с разделением их между собой - одному устройству кровля и забой, а второму устройству - почва и отвал одной и той же горизонтальной выработки, или одно и то же устройство поддерживает кровлю и ведет забой верхней выработки под обратным уступом массива с опорой на почву нижележащей горизонтальной выработки или на ее уступ отвала с ее ограничением и с сохранением горизонтального транспортного сообщения между собой из-за нахождения двух частей разных устройств в одной и той же горизонтальной выработке на одном уровне, при этом ведение забоя каждого устройства осуществляется над и перед уступом, на котором он установлен с возможностью транспортировки под действием силы тяжести отбитой горной массы сверху вниз в емкость перед уступом, ограниченной с другой стороны от засыпания третьей нижней выработки нижестоящим устройством через пространство или зазор между устройствами.The essence of the method consists in the sequential use of parallel rows with a bi-level device offset, continuously overlapping the horizontal workings in pairs with their parts - separating them between one roof and the bottom device, and the second device the soil and the dump of the same horizontal output, or one and the same the same device supports the roof and leads the bottom of the upper mine under the back ledge of the array with support on the soil of the underlying horizontal mine or on the ledge of the blade with its restriction and with protection of horizontal transport communication between each other due to the location of two parts of different devices in the same horizontal mine at the same level, while the slaughter of each device is carried out above and in front of the ledge, on which it is installed with the possibility of transportation under the influence of gravity of a broken mountain mass from top to bottom in the tank before the ledge, limited on the other hand from falling asleep of the third lower output of the lower device through the space or the gap between the devices.

Установка ступенчатого ряда по одному устройству в каждой горизонтальной горной выработке с полной опорой на отвал и перекрытием всей площади кровли, когда забой каждой вышерасположенной горизонтальной выработки расположен над концом нижерасположенной горизонтальной выработки, не обеспечивает последовательного транспортного перехода между ними с поверхности до глубины залегания полезного ископаемого отсутствием общей объединяющей их полости и невозможности извлечения и транспортирования через них на поверхность полезного ископаемого, если не использовать дополнительные горные выработки, которые не приведут к снижению себестоимости добычи как при использовании секций механизированной крепи в очистных забоях при подземной добычи угля.The installation of a stepped row of one device in each horizontal mine working with full support on the blade and overlapping the entire roof area, when the face of each upper horizontal working is located above the end of the lower horizontal working, does not provide a consistent transport passage between them from the surface to the depth of the mineral the common cavity that unites them and the inability to extract and transport through them to the surface of the mineral required, if you do not use additional mining, which will not lead to a decrease in the cost of production as when using sections of powered roof supports in the working faces during underground coal mining.

Установка ступенчатого ряда устройств с частичной опорой на уступы отвала и друг на друга с образованием общей соединяющей их полостью через щитовое перекрытие каждого устройства и нахождением каждого устройства в одной горизонтальной выработке увеличивает длину устройств с ослаблением их жесткости прохождением через них транспортных путей извлеченного полезного ископаемого и сбрасывания горной массы в отвал с возможностью их взаимного перемещения с той же необходимостью поддержания кровли горизонтальной выработки с опорой на почву нижележащей выработки, осуществляемое через нижестоящее устройство, тогда как в предлагаемом варианте между кровлей и почвой находится одно короткое, но высокое неослабленное устройство, работающее на сжатие, а не на изгиб с горизонтальными переходами между собой и с возможностью совершать более короткие развороты, чем длинное устройства, является разновидностью одного и того же способа добычи, заявленного ранее, и отличается конструктивно тем, что длинные устройства повернуты в вертикальной плоскости на девяносто градусов с отдельной независимой установкой их между кровлей и почвой двух горизонтальных выработок с достижением одной и той же цели - снижением себестоимости добычи полезного ископаемого.The installation of a stepped series of devices with partial support on the ledges of the blade and on top of each other with the formation of a common cavity connecting them through the shield of each device and finding each device in one horizontal excavation increases the length of the devices with the weakening of their rigidity passing through them transport paths of extracted minerals and dumping rock mass in the dump with the possibility of their mutual movement with the same need to maintain the roof of a horizontal mine with support on the soil the lower production, carried out through a subordinate device, while in the proposed embodiment, between the roof and the soil there is one short, but high, non-weakened device that works in compression and not in bending with horizontal transitions between itself and with the ability to make shorter turns than long device, is a variation of the same method of extraction, stated earlier, and is structurally different in that the long device is rotated in a vertical plane ninety degrees with a separate independent installation of them between the roof and soil of two horizontal workings with the achievement of the same goal - reducing the cost of mining.

Вскрывающие горные выработки, проводимые в карьере при открытом способе добычи угля, расположены на уступах вдоль бортов карьера ступенчато, при этом забой каждой нижележащей выработки продвигается с запаздыванием от вышерасположенной, т.к. в противном случае при опережении нижерасположенного забоя и ведении его под разрабатываемом массивом необходимы меры по креплению кровли выработки как при подземном способе добычи угля, которая будет являться почвой верхней выработки, забой которой отстает от забоя нижней выработки и в которой так же необходимо крепить кровлю, которая в свою очередь будет являться почвой следующей верхней выработки, забой которой продвигается с запаздыванием с повторением этой последовательности от глубины залегания полезного ископаемого до поверхности с нагромождением крепей горных выработок друг на друге, что технически и материально невыполнимо, поэтому забой нижней выработки проводится с запаздыванием относительно забоя верхней выработки или разработка месторождения ведется сверху вниз с опорой погрузочных устройств (экскаваторов) на горизонтальный уступ массива и транспортировкой по нему отбитой горной массы за пределы карьера, тогда как в предлагаемом способе устройства, ведущие забои с опережением относительно верхнего, расположены на уступах отвала горной массы аналогично самосвалам, осуществляющим транспортировку горной массы по уступам отвала без нагромождения и взаимного по нарастающей вниз увеличения массы.The opencast mines conducted in the quarry with the open-pit method of coal mining are located stepwise on the ledges along the sides of the quarry, while the bottom of each underlying mine moves with a delay from the upstream, since otherwise, when advancing the bottom face and maintaining it under the array under development, measures are necessary to fasten the roof of the mine as in the underground method of coal mining, which will be the soil of the upper mine, the face of which is behind the face of the lower mine and in which it is also necessary to fix the roof, which in turn, it will be the soil of the next upper mine, the slaughter of which moves late, repeating this sequence from the depth of the mineral to the top piles with a pile of supports of the mine workings on top of each other, which is technically and financially impossible; therefore, the bottom workings are slaughtered with respect to the bottom of the upper workings or the development of the field is carried out from top to bottom with the support of loading devices (excavators) on the horizontal ledge of the massif and transportation of the broken mountain mass outside the quarry, whereas in the proposed method, devices leading leading faces ahead of the top are located on the ledges of the dump of the rock mass analog It is typical for dump trucks transporting rock mass along the ledges of a dump without pile-up and a mutual increase in mass increasing downward.

При подземной разработке месторождения очистные горные выработки так же ведутся с опережением верхней выработки или с отставанием нижней на уступах разрабатываемого массива полезного ископаемого, при этом глубина и объем выработанного пространства ограничен из-за давления обрушенных пород на крепи с необходимостью оставления целиков и перехода разработки на более низкий горизонт под ним. Ведение очистного забоя с отставанием верхнего с опорой на уступы горной массы затруднено отсутствием ее в том объеме, который необходим для наращивания длины ступеней для продвижения устройств за забоем, транспортировка ее из других подготовительных выработок не совпадает по времени, трудоемка, тогда как в предлагаемом варианте поступление горной массы с поверхности осуществимо в любом регулируемом количестве вниз по уступам отвала, забоя, между устройствами и через них.In underground mining, mine workings are also conducted ahead of the upper mine or behind the lower mine on the ledges of the developed mineral massif, while the depth and volume of the worked out space is limited due to the pressure of the collapsed rocks on the lining with the need to leave pillars and transfer the development to more low horizon below it. Maintaining a working face with a lag behind the upper one, relying on ledges of the rock mass is complicated by the lack of it to the extent that it is necessary to increase the length of the steps to advance the devices behind the face, its transportation from other preparatory workings does not coincide in time, is laborious, whereas in the proposed embodiment rock mass from the surface is feasible in any adjustable amount down the ledges of the blade, face, between devices and through them.

Устройства осуществления предлагаемого способа добычи угля обладают рядом свойств, известных раздельно и применяемых при подземной разработке месторождения, а именно с возможностью полной опоры на уступ отвала с полным поддержанием кровли выработки, взаимным перемещением с сохранением транспортного сообщения между собой обладает горизонтальный ряд секций механизированных крепей и отличие состоит в развороте всего ряда секций в вертикальный ряд и их смещении по уступам отвала, при этом горизонтальное транспортное сообщение сохраняется между ними при использовании двухэтажных крепей, по конструкции аналогичных многоэтажным подвесным проходческим полкам, используемых при проходе вертикальных горных выработках, где вместо круглого используется прямоугольное сечение, и ведущих разноуровневый забой и отвал с межэтажных перекрытий противоположными сторонами с расположенными разноуровневыми горизонтальными переходными отверстиями с вертикальным сообщением их между собой внутри устройства.Devices for the implementation of the proposed method of coal mining have a number of properties, known separately and used in underground mining, namely, with the possibility of full support on the ledge of the blade with full support of the roof of the mine, mutual movement while maintaining transport communication between each other has a horizontal row of sections of powered supports and difference consists in turning the entire row of sections in a vertical row and their displacement along the ledges of the blade, while maintaining horizontal transport communication they are between them when using two-story supports, similar in design to multi-storey suspended tunneling shelves used when passing vertical mine workings, where a rectangular section is used instead of a round one, and leading different levels of slaughter and dump from interfloor overlappings with opposite sides with horizontal levels of violated vias them among themselves inside the device.

С повышением глубины залегания полезного ископаемого его себестоимость растет за счет увеличения количества устройств и их забоев при их подвижке, т.е. от объема буровзрывных работ, увеличивающихся линейно возможностью перемещения отбитой горной массы от массива под действием собственного веса без затрат в емкость отработанного пространства за нижестоящими устройствами на любой глубине, нахождением любого забоя над ступенями отвала, тогда как при открытом способе с повышением глубины разработки себестоимость растет за счет повышения объема вскрывающих пород из-за наклонных бортов карьера, над которыми также необходимо произвести буровзрывные работы, но основные затраты ложатся на транспортирование горной массы с большей глубины разработки на большую высоту отвала, находящегося за пределами большего карьера, тогда как в предложенном варианте возможно сокращение объема буровзрывных работ расширением зоны их действия к низу, где находится полезное ископаемое, возможностью ступенчатого смещения устройств относительно друг друга как вперед по направлению продвижения забоя, так и в стороны с расширением площади забоя, а так же с возможностью разворота устройств и продвижения очистных забоев по выгодной траектории.With increasing depth of the occurrence of a mineral, its cost increases due to an increase in the number of devices and their faces during their movement, i.e. from the volume of drilling and blasting operations, increasing linearly with the ability to move the broken rock mass from the massif under the influence of its own weight without spending in the capacity of the worked space behind downstream devices at any depth, finding any face above the steps of the blade, while in the open method with increasing depth of development the cost increases due to the increase in the volume of open rocks due to the inclined sides of the quarry, over which it is also necessary to carry out drilling and blasting operations, but the main costs are borne by transportation of rock mass from a greater depth of development to a greater height of a dump located outside the larger quarry, while in the proposed embodiment, it is possible to reduce the volume of drilling and blasting operations by expanding their coverage to the bottom where the mineral is located, with the possibility of stepwise displacement of the devices relative to each other as forward along the direction of the advancement of the face, and to the sides with the expansion of the area of the face, as well as with the possibility of turning devices and advancing treatment faces along a favorable trajectory.

Полезное ископаемое залегает под обширной земной поверхностью с разделением по участкам отработки на шахтовые или карьерные поля, и при их отработке возвратно-поступательным перемещением по ним ступенчатых устройств с одной стороны образуется наклонный столб разрыхленной породы на глубину залегания с боковым давлением на устройства, повышающимся с глубиной с меньшей интенсивностью, чем при его вертикальном положении за счет перераспределения давления, получаемого несовпадением длины с направлением силы тяжести.Mineral deposits lie beneath a vast earth's surface, dividing by mining sites into mine or quarry fields, and when they are developed by reciprocating step devices along them, an inclined column of loosened rock is formed on one side to a depth with lateral pressure on the device increasing with depth with less intensity than in its vertical position due to the redistribution of pressure obtained by the mismatch of length with the direction of gravity.

Боковое давление значительно ниже давления полного веса горной массы, которое действует на подземные горные выработки и при необходимости оставления перегородок из цельного монолитного массива оно будет значительно меньше, чем горизонтальные целики, оставляемые в шахтах, при этом в данном случае не остаются пустоты выработанного пространства, что в сочетании с небольшими размерами общей наклонной выработки с ее постоянным перемещением по разрабатываемому полю позволит снизить и уравновесить горное давление на устройства с отработкой всего объема отведенного поля без оставления целиков, которые и в случае их оставления отрабатываются тем же методом с поверхности по истечении определенного времени, и при отработке бывшего шахтного поля предлагаемый способ способен проходить оставленные целики и пустоты с возможностью поступления горной массы под опорные уступы с поверхности с полным извлечением полезного ископаемого и восстановлением недр земли.Lateral pressure is much lower than the pressure of the total weight of the rock mass, which acts on underground mine workings and, if necessary, leaving partitions from a solid monolithic massif, it will be significantly less than the horizontal pillars left in the mines, while in this case there are no empty spaces, which in combination with the small size of the total inclined working with its constant movement along the developed field will reduce and balance the rock pressure on the devices with mining of the entire volume of the allotted field without leaving the pillars, which, if they are left, are worked out by the same method from the surface after a certain time, and when mining the former mine field, the proposed method is able to pass the left pillars and voids with the possibility of rock mass coming under supporting ledges from the surface with full extraction of minerals and restoration of the bowels of the earth.

Дальнейшая сущность поясняется на графических примерах, где на фиг.1 изображен общий вид устройств, фиг.2, 3, 4, 5, 6 - сечения устройств.A further essence is illustrated by graphic examples, where Fig. 1 shows a general view of the devices, Figs. 2, 3, 4, 5, 6 - sectional views of the devices.

Устройства 1 находятся в наклонной горной выработке между отвалом горной массы 2 и разрабатываемого горного массива 3 на глубине залегания полезного ископаемого 4 и установлены на горизонтальных уступах 5 горной массы 2 с образованием емкостей 6 по линии откоса отвала и торцовой части устройств 1.Devices 1 are located in an inclined mine between the dump of rock mass 2 and the developed rock mass 3 at a depth of mineral 4 and are installed on horizontal ledges 5 of rock mass 2 with the formation of tanks 6 along the slope of the dump and the end part of devices 1.

Устройство 1 состоит из основания 7 с передвижным механизмом 8, щитового перекрытия 9 и межэтажного среднего перекрытия 10 между ними, соединенных между собой вертикальными стойками 11, усиленных перегородками 12 с образованием двухуровневых рабочих зон верхнего и нижнего этажа 13 и 14, сообщающихся между собой с помощью лебедки 15 или другим грузоподъемным механизмом, закрепленным на щитовом перекрытии 9 над центральным отверстием 16 межэтажного среднего перекрытия 10, и отделенных от призабойного участка 17, расположенного на одной из сторон верхнего этажа 13 между щитовым перекрытием 9 и средним перекрытием 10 с бурильной установкой 18 для ведения забоя 19 под уступом массива 3 и боковых подъездных проходов 20 к нему с боковыми оградительными перегородками 21 и призабойными щитами 22, заканчивающимися в противоположной стороне от призабойного участка 17 транспортным проемом 23 верхнего этажа 13. Сторона нижнего этажа 14 под транспортным проемом 23 верхнего этажа 13 перекрыта ограждающим щитом 24, противоположная сторона служит транспортным проемом 25 нижнего этажа 14. Боковые наружные поверхности устройств 1 имеют наклонные поворотные щитки 26, на основании 7 и среднем перекрытии 10 в зоне транспортных проемов 23 и 25 установлены соединительные выдвижные рельсы 27 или другое телескопическое соединение, соединяющие основные пути 28 устройств 1 с возможностью их движения между собой, торцовые поверхности основания 7, среднего и щитового перекрытия 10 и 9 в зоне забоя 19 имеют направляющие щитки 29 и необходимые проемы 30 для предотвращения засыпания транспортного коридора между устройствами 1. Нижнее устройство 1 выполнено на базе проходческого комбайна 31 и имеет погрузочное устройство 32.The device 1 consists of a base 7 with a movable mechanism 8, a panel floor 9 and an intermediate floor 10 between them, interconnected by vertical posts 11, reinforced by partitions 12 with the formation of two-level working areas of the upper and lower floors 13 and 14, communicating with each other winches 15 or other hoisting mechanism, mounted on the shield floor 9 above the central hole 16 of the middle floor 10, and separated from the bottom hole section 17, located on one side of the ver of the bottom floor 13 between the shield 9 and the middle ceiling 10 with the drilling installation 18 for bottom hole 19 under the ledge of the array 3 and the side access passages 20 to it with side guard walls 21 and bottom plates 22 ending in the transport opening in the opposite side of the bottom section 17 23 of the upper floor 13. The side of the lower floor 14 under the transport opening 23 of the upper floor 13 is covered by a shield 24, the opposite side serves as the transport opening 25 of the lower floor 14. Lateral outer on top the device rails 1 have inclined rotary shields 26, on the base 7 and the average ceiling 10 in the area of the transport openings 23 and 25, connecting sliding rails 27 or another telescopic connection are installed, connecting the main paths 28 of the devices 1 with the possibility of their movement between themselves, the end surfaces of the base 7 , middle and shield floors 10 and 9 in the face 19 have guide shields 29 and the necessary openings 30 to prevent the transport corridor from falling asleep between devices 1. The lower device 1 is made on the basis of a tunnel Skog combine 31 and has the loading device 32.

Комплекс устройств 1 установлен с частичным торцовым перекрытием друг друга в ступенчато-наклонной горной выработке с размещением каждой на своем уступе 5 горной массы 2 первоначального массива 6 так, чтобы транспортный проем 25 нижнего этажа 14 соединялся с транспортным проемом 23 верхнего этажа 13, забой 19 верхнего этажа 13 располагался над стыком устройств 1 с повторяющейся последовательностью на глубину залегания полезного ископаемого 4 и оснащен технологической оснасткой - вагонетками 33 или другими транспортными емкостями, вентиляцией, водоотливом, электрическими кабелями и др. Добыча полезного ископаемого 4 производится нижним устройством 1 с помощью комбайна 31, погрузочное устройство 32 которого загружает вагонетки 33 или другие емкости, которые лебедкой 15 перемещаются с нижнего этажа 14 на верхний 13, оттуда через транспортный проем 23 горизонтально через зазор по выдвижным рельсам 27 при необходимости в транспортный проем 25 нижнего этажа 14 следующего устройства 1, стоящего на вышерасположенном уступе 5 горной массы 2 с последующим повторением циклов подъема грузоподъемными механизмами 15 на верхний этаж 13, горизонтальный переход через транспортные проемы 23 и 25 соответствующих сторон устройств 1 и выдачи полезного ископаемого 4 на поверхность земли с использованием двухстороннего движения разделением перегородкой 12 для спуска пустых вагонеток 33 для повышения производительности.The complex of devices 1 is installed with partial end overlap of each other in a stepped-inclined mine working with each rock 5 of the initial mass 6 placed on its ledge 5 so that the transport opening 25 of the lower floor 14 is connected to the transport opening 23 of the upper floor 13, the bottom 19 of the upper floor 13 was located above the junction of devices 1 with a repeating sequence to the depth of mineral 4 and is equipped with technological equipment - trolleys 33 or other transport tanks, ventilation, by exhaust, electric cables, etc. Mineral extraction 4 is carried out by the lower device 1 with the help of a combine 31, the loading device 32 of which loads the trolleys 33 or other containers, which, with the winch 15, move from the lower floor 14 to the upper 13, and from there through the transport opening 23 horizontally through a gap on the sliding rails 27, if necessary, in the transport opening 25 of the lower floor 14 of the next device 1, standing on an upstream ledge 5 of the rock mass 2, followed by repeated lifting cycles and mechanisms 15 to the upper floor 13, horizontal passage through the transport openings 23 and 25 of the respective sides of the devices 1 and the issuance of mineral 4 to the surface of the earth using two-way movement by separation by a partition 12 for lowering empty trolleys 33 to increase productivity.

Одновременно с ведением забоя 19 в нижнем этаже 14 комбайном 31 ведется забой 19 в верхнем втором этаже 13 известными механизмами отбойки угля или породы в зависимости от мощности пласта с отправкой их вагонетками 33 на поверхность или в отвал, предварительно образованной в емкости 6 за оградительным щитом 24 нижнего этажа 14 перед уступом через зазор или специальные проемы 30, при этом расстояние транспортировки несоизмеримо меньше и находится в пределах размеров устройства 1 в сравнении с транспортировкой горной массы 2 на поверхность и за пределы карьера как при открытом способе добычи угля.Along with maintaining the face 19 in the lower floor 14 by the combine 31, the face 19 in the upper second floor is 13 using known mechanisms for breaking coal or rock depending on the thickness of the seam and sending them with trolleys 33 to the surface or to the dump previously formed in tank 6 behind the shield 24 the lower floor 14 in front of the ledge through a gap or special openings 30, while the transportation distance is incommensurably smaller and is within the dimensions of the device 1 in comparison with the transportation of the rock mass 2 to the surface and beyond s career as in open coal mining method.

После подвигания обоих забоев 19 комбайн 31 продвигает устройство 1 вслед за забоями 19 с продвижением за ним оградительного щита 24 и освобождением пространства или емкости 6 за ним перед верхним уступом 5, на котором стоит следующее устройство 1, и осуществляет дальнейшую непрерывную пошаговую выемку полезного ископаемого 4 с одновременным ведением верхнего забоя 19.After moving both faces 19, the combine 31 advances the device 1 after the faces 19 with the movement of the shield 24 and the space or capacity 6 behind it in front of the upper ledge 5, on which the next device 1 stands, and carries out further continuous step-by-step mining of mineral 4 with simultaneous management of the upper face 19.

Вышестоящее на уступе 5 двухэтажное устройство 1 осуществляет прием груженых вагонеток 33 и выдачу пустых в верхний 13 этаж нижнего устройства 1 и ведет забой 19 с отставанием от забоя 19 нижнего устройства 1 на границе их стыка по площади вертикального сечения верхнего этажа 13 любым известным способом, например буровзрывным, с шагом отбойки, равным размеру выдвижных элементов 27 между устройствами 1 частями или циклично по всей плоскости забоя 19 сразу с транспортировкой отбитой горной массы 2 через зазор между устройствами 1, направляющие щитки 29 которых направляют поток отбитой горной массы 2 по сторонам мимо транспортного коридора вагонеток 33 в освободившуюся емкость 6 за оградительным щитом 24 нижнего устройства 1 перед своим уступом 5, после заполнения которого происходит перемещение по нему устройства 1 вслед за продвинутым забоем 19 и нижнего уже продвинутого устройства 1, при этом осуществляется так же смещение своего оградительного щита 24 нижнего этажа 14 с освобождением емкости 6 перед очередным верхним уступом 5, который будет заполнятся и удлинять уступ 5 от вертикально расположенного от него забоя 19 верхнего этажа 13 следующего устройства 1 самотеком отбитой от массива 3 горной массы 2 через зазор между устройствами 1 с последующим передвижением по нему вслед за своим забоем 19 с одновременной транзитной транспортировкой полезного ископаемого 4 и т.д. до самого верхнего, при этом продвижение каждого устройства 1 вперед осуществляется после продвижения нижестоящего по мере освобождения емкости 6 перед своим уступом 5 без ожидания окончания цикла всеми вышестоящими устройствами 1, чем обеспечивается высокая производительность, зависящая только от скорости ведения буровзрывных работ.The two-story device 1, higher up on the ledge 5, receives loaded trolleys 33 and issues empty ones to the upper 13th floor of the lower device 1 and leads the bottom face 19 with a lag behind the bottom face 19 of the bottom device 1 at the interface between the vertical section of the upper floor 13 in any known manner drilling and blasting, with a breaking step equal to the size of the sliding elements 27 between the devices 1 parts or cyclically throughout the plane of the face 19 immediately with the transportation of the broken rock mass 2 through the gap between the devices 1, the guiding flaps 29 of which direct the flow of the broken rock mass 2 along the sides past the transport corridor of the trolleys 33 to the vacant tank 6 behind the guard shield 24 of the lower device 1 before its ledge 5, after filling of which the device 1 moves along it following the advanced face 19 and the lower already advanced device 1, at the same time, the shielding of its protective shield 24 of the lower floor 14 is also carried out with the release of the container 6 before the next upper ledge 5, which will be filled and lengthen the ledge 5 from the vertical laid away bottom 19 of the next upper floor 13 of the device 1 by gravity from the array 3 of broken rock mass 2 through a gap between the devices 1 with the subsequent movement thereon after its slaughter 19 with simultaneous transit shipment minerals 4 etc. to the uppermost one, while each device 1 is moved forward after the lower one moves forward as the container 6 is released before its ledge 5 without waiting for the end of the cycle by all higher devices 1, which ensures high productivity, which depends only on the speed of drilling and blasting operations.

Угольные пласты имеют различную мощность и различный наклон или кривизну залегания, и при необходимости с образованием значительного пустого пространства от извлеченного полезного ископаемого 4 несколькими устройствами 1 дополнительное количество горной массы 2 без затрат самотеком под действием силы тяжести может поступать с поверхности через зазоры между устройствами 1 и разрабатываемым уступом массива 3 или через забои 19 и специальные перекрываемые отверстия в щитовом перекрытии 9 и лотки, а так же через отвал применением шарнирных оградительных щитов, применяемых в механизированных крепях.Coal seams have different thicknesses and different inclination or curvature, and, if necessary, with the formation of significant empty space from the extracted mineral 4 by several devices 1, an additional amount of rock mass 2 without gravity due to gravity can come from the surface through the gaps between devices 1 and the ledge of the array 3 being developed, or through the faces 19 and special overlapping holes in the shield panel 9 and the trays, as well as through the blade using articulated protective shields used in mechanized roof supports.

Себестоимость добытого полезного ископаемого 4 данным способом складывается из стоимости устройств 1, количество и цена которых соразмерна количеству и цене карьерных самосвалов, расходу энергии для доставки полезного ископаемого 4 на поверхность, на что расходуется и энергия при открытом способе, ведение буровзрывных работ, проводимых в открытом карьере более производительно, но в том же объеме или большем за счет наклонных бортов, что примерно одинаково по цене.The cost of extracted mineral 4 in this way is the sum of the cost of devices 1, the number and price of which is commensurate with the number and price of mining trucks, energy consumption for delivering mineral 4 to the surface, which is also spent on energy in the open method, drilling and blasting operations carried out in the open a career is more productive, but in the same volume or more due to the inclined sides, which is approximately the same in price.

В отличие от открытого способа добычи в предлагаемом варианте необходима принудительная вентиляция выработок, трубопроводы которой входят в цену комплекта устройств 1 как аналоги самосвалов и косвенно влияют на себестоимость угля как влияют условия труда в стесненных условиях, вероятность взрыва пыли и газа, которая намного меньше, чем в шахтовых условиях практически наличием одной наклонной горной выработки, возможностью обвала уступа разрабатываемого массива 3, которая меньше той вероятности, которая присутствует при проведении длинных подземных горных выработок постоянным поступательным передвижением с постоянным снятием горного давления и т.д., которая снимается возможностью автоматизации протекающих процессов из-за их цикличности и протекания их в зоне действия одного устройства 1, как автоматизируются различные машины и устройства в различных областях техники в отличие от трудновыполнимых попыток автоматизировать движение транспорта, его погрузку из-за большой протяженности и часто меняющихся характеристик дороги.Unlike the open-pit mining method, in the proposed embodiment, forced ventilation of the workings is required, the pipelines of which are included in the price of set of devices 1 as analogues of dump trucks and indirectly affect the cost of coal as working conditions in cramped conditions affect the probability of dust and gas explosion, which is much less than in mine conditions, practically by the presence of one inclined mining, the possibility of a collapse of the ledge of the developed array 3, which is less than the probability that is present during underground mine workings by continuous translational movement with constant removal of rock pressure, etc., which is removed by the possibility of automating ongoing processes due to their cyclical nature and their flow in the zone of operation of one device 1, as various machines and devices in various fields of technology are automated Unlike difficult attempts to automate the movement of transport, its loading due to the large length and often changing characteristics of the road.

В себестоимость добытого полезного ископаемого 4 открытым способом входит так же погрузка горной массы 2 экскаватором в самосвалы, эксплуатационные расходы по транспортировке этой массы 3 в отвал за пределы разрабатываемого месторождения, а так же после извлечения полезного ископаемого 4 погрузка горной массы 2 экскаваторами в самосвалы и обратная транспортировка ее в выработанное пространство, которая может и не проводится в виду высокой стоимости, тогда как в предлагаемом случае нет никаких транспортных затрат с автоматической рекультивацией передвинутой породы, при этом сохраняется слойность породы со смещением вниз без серьезного нарушения ее водопроницаемости и структуры.The cost of mined mineral 4 by open method also includes loading the rock mass 2 with an excavator into dump trucks, operating costs for transporting the rock mass 3 to a dump outside the field being developed, and also after extracting the mineral 4 loading rock mass with 2 excavators into dump trucks and return its transportation to the worked out space, which may not be carried out in view of the high cost, whereas in the proposed case there are no transportation costs with automatic regulation tivation of the moved rock, while maintaining the layering of the rock with a downward shift without serious violation of its water permeability and structure.

Производительность труда складывается и зависит вместе с интенсивностью извлечения полезного ископаемого 4 от скорости продвижения устройств по закрывающим полезное ископаемое 4 породам 3, при этом буровые работы, укладка зарядов в пробуренные отверстия и их забойка могут вестись во всех забоях 19 одновременно, а взрывание, с которым совмещено перемещение отбитой породы 3 в отвал, происходит мгновенно и только после перемещения нижнего устройства 1 с освобождением необходимой емкости 6 внизу.Labor productivity develops and depends, together with the intensity of extraction of mineral 4, on the speed of the devices moving along the rocks 4 covering mineral 3, while drilling, laying charges in the drilled holes and jamming them can be carried out in all faces 19 at the same time, and blasting, with which combined movement of the broken rock 3 to the dump occurs instantly and only after moving the lower device 1 with the release of the necessary capacity 6 at the bottom.

Если использовать конкретные данные по подземной проходке горных выработок буровзрывным методом (Петров А.И. Проходчик горных выработок. Недра. 1991 г., стр.591) в предлагаемом варианте добычи угля и сравнить ее с производительностью, достигаемой при добычи угля открытым способом, то результаты не только соизмеримы, но и более высокие, а именно:If we use specific data on underground mining of the mine workings by the blasting method (Petrov A.I. Mining walker. Mineral resources. 1991, p. 591) in the proposed embodiment of coal mining and compare it with the productivity achieved by open-cast coal mining, then the results are not only comparable, but also higher, namely:

бурение 80-90 шпуров на глубину подвигания забоя 2,25 метров с площадью забоя 26 м, объемом 58,5 м составила по времени 2 час 40 мин, заряжение и взрывание за 1,5 ч. БелАЗ 7519 грузоподъемностью 110 тонн с соизмеримым объемом кузова 44 м и другие (Потапов М.Г. Карьерный транспорт. Недра. 1985 г., стр.150) в среднем совершает рейс за 20 мин (по опыту), и для вскрытия полезного ископаемого, находящегося на глубине 100 м, для сравнения вертикального столба того же приблизительного объема шириной 2,25 м, длиной 8 м и высотой 3 м ему необходимо совершить приблизительно 40 рейсов, которые займут 13 часов непрерывной работы одной машиной или 4 часа - тремя машинами в сравнении с почти одновременным движением всех ступенчато установленных устройств после проведенных одних буровзрывных работ, производимых так же за 4 часа приблизительно.drilling 80-90 holes to a depth of movement of 2.25 meters with a bottom area of 26 m and a volume of 58.5 m was 2 hours and 40 minutes, loading and blasting in 1.5 hours. BelAZ 7519 with a carrying capacity of 110 tons with a comparable body volume 44 m and others (Potapov MG Quarry transport. Subsoil. 1985, p. 150) on average makes a voyage in 20 minutes (from experience), and to open a mineral located at a depth of 100 m, to compare vertical a column of the same approximate volume 2.25 m wide, 8 m long and 3 m high, he needs to make about 40 flights, which will take 13 hours of continuous operation by one machine or 4 hours by three machines in comparison with the almost simultaneous movement of all stepwise installed devices after one drilling and blasting operation, performed in approximately the same 4 hours.

Та же производительность при применении предлагаемого способа устройствами, ступенчато установленными на уступах отвала с ведением забоя под уступами разрабатываемого массива, остается и при залегании полезного ископаемого на глубине и 200 метров, и 1000 метров с сохранением той же последовательности запаздывания взрывания после перемещения нижнего устройства, тогда как производительность открытого способа с увеличением глубины падает, при этом максимальная глубина карьеров ограничивается 100-200 метрами из-за повышенных транспортных расходов.The same performance when applying the proposed method with devices stepwise mounted on the ledges of the blade with the bottom face under the ledges of the developed array, remains when the mineral is located at a depth of 200 meters and 1000 meters while maintaining the same sequence of delayed blasting after moving the lower device, then how the productivity of the open method decreases with increasing depth, while the maximum depth of the quarries is limited to 100-200 meters due to the increased transport moves.

Claims

A method of mining, according to which rows of identical horizontal mining openings are arranged stepwise parallel, bounded on one side by a face, and on the other side by a dump, and located one above the other with the formation of a common cavity connecting them, representing one inclined step working, through which extraction of minerals to the surface from horizontal treatment workings, while slaughtering each downstream or each upstream development work they are lagging behind with the formation of backward ledges of the developed monolithic massif, the horizontal part of which is the roof of the underlying mine, with the face of each upper mine being located above the middle part of the underlying mine, using mining devices located parallel to the offset at two levels, overlapping horizontal pairs continuously workings, while one of the devices supports the roof and carries out sinking of the upper workings under the back step an assy relying on the soil of the underlying horizontal mine or on the ledge of its blade with maintaining a horizontal transport connection with a part of another device located in the same horizontal mine at the same level, while each device conducts a mine whose face is located above and in front of the ledge, on which the device is installed with the possibility of transportation under the action of gravity of the broken rock from top to bottom in the tank before the ledge, limited on the other hand from falling asleep of the third lower th generation subordinate device through the space or gap between ledges.