СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С ЕСТЕСТВЕННЫМ ПОДДЕРЖАНИЕМ ОЧИСТНОГО ПРОСТРАНСТВА

Эти системы применяются главным образом при устойчивых руде и вмещающих породах. При малой устойчивости вмещающих пород они могут применяться только в мощных залежах при условии оставления предохранительных целиков около слабых боковых пород либо в виде теряемой «корки» (1—3 м), либо отрабатываемых в дальнейшем целиков (5—8 м) вместе с другими целиками.

Очистное пространство поддерживается в основном за счет естественной устойчивости руды и вмещающих пород, а также за счет частичного или полного магазинирования руды.

Для систем характерны: высокая производительность труда рабочих; интенсивность разработки месторождения; низкая себестоимость добычи; малое разубоживание руды (исключая условия тонких залежей); сравнительно большие потери руды в целиках.

Сплошная система разработки

Систему применяют в основном в пологих и наклонных залежах малой и средней мощности, в отдельных случаях мощностью до 20—25 м и более (устойчивые руды и вмещающие породы) и при не очень ценной руде в связи со значительными потерями ее в целиках.

Системы со сплошной выемкой для рудных тел небольшой мощности. Варианты систем различают по направлению очистной выемки в блоке: по простиранию (рис. 2.1, а), по восстанию (рис. 2.1, б) и по падению (рис. 2.1, в).

Во всех случаях отбойка руды осуществляется шпуровыми зарядами, а доставка —скреперованием. При очень пологом падении и соответствующей мощности пласта возможно применение погрузочно-транспортных машин.

Поддержание выработанного пространства осуществляется стойками, кустовой крепью, рудными междублоковыми и междупанельными целиками.

Хорошие экономические показатели обеспечиваются при варианте сплошной системы с выемкой по падению. В этом случае упрощается транспортирование руды, так как она после взрыва не разбрасывается, а сосредоточивается в основном вдоль линии очистного забоя.

Для подготовки из откаточного штрека через каждые 80—120 м проходят блоковые восстающие длиной 60—70 м и сечением 6 м (см. рис. 2.1, в). По центру блока проходится доставочный восстающий. Очистная выемка начинается с проведения отрезной щели шириной 2,5—3 м параллельно вентиляционному штреку. В последующем для облегчения транспортирования линии забоя придают уклон в сторону доставочного восстающего.

Рис. 2.1. – Варианты сплошной системы разработки: 1 – откаточный штрек; 2 – ниша для скреперной лебедки; 3 – блоковый восстающий; 4 – доставочный (скреперный) восстающий; 5 – вентиляционный восстающий; 6 – междублоковый целик; 7 – панельный целик; 8 – отрезная щель; 9 – скреперная лебедка; 10 – отдельные стойки.

Сплошные системы разработки в мощных пологопадающих рудных телах. Панели, на которые нарезают шахтное поле, отрабатывают без деления на блоки. Забой располагают по всей ширине панели. Выемку руды ведут на полную мощность залежи или двумя-тремя слоями по высоте, начиная с верхнего. Кровля поддерживается постоянными целиками — сплошными по границам панелей (панельными) и столбообразными внутри панелей (опорными). Опорные целики (обычно круглой формы) располагают регулярно (по геометрической сетке) или нерегулярно — в зависимости от устойчивости кровли, ценности (руды и мощности залежи (рис. 2.2).

При добыче ценной руды целики могут быть заменены искусственными опорами.

Доставляют руду механизированным способом по почве залежи. При наличии в кровле залежи прослоев неустойчивых пород ее обычно крепят штангами.

Схема подготовки. В пологих залежах от ствола проходят главные штреки, а шахтное поле нарезают панельными штреками на панели.

В больших шахтных полях главные штреки, предназначенные для электровозной откатки, могут быть размещены в подстилающих породах, а над ними нарезают панельные штреки в рудном теле у его почвы. Широко применяют концентрационные горизонты, на которые перепускают руду по капитальным рудоспускам из нескольких рудных тел, расположенных на разных уровнях. Радиус доставки руды самоходным оборудованием до капитальных рудоспусков достигает 600—1000 м.

Рис.2.2. Система со сплошной выемкой в мощных рудных телах (план панели)

При ограниченных размерах шахтных полей (до 1000—1500 м) на отдельных рудниках руду из забоя доставляют в автосамосвалах к подземной дробильной установке (далее в скипы, либо на ленточный конвейер наклонного шахтного ствола) или непосредственно на обогатительную фабрику по наклонному шахтному стволу или штольне.

При скреперной доставке руды главный и панельные штреки для электровозной откатки обычно нарезают в подстилающих породах, а в рудном теле для сообщения проходят панельные штреки, которые соединяют рудоспусками и ходками с откаточными штреками. В горизонтальных и наклонных залежах проходят штреки только по руде.

Для начала работ в панели рудные панельные штреки соединяют разрезным штреком.

1. Параметры системы. Ширину панели можно оптимизировать по условию (1.1) - по приведенным затратам, учитывая затраты на проходку панельных штреков и рудоспусков; затраты на доставку руды и связанные с нею затраты на транспорт и вспомогательные процессы, зависящие от концентрации горных работ.

Ширину панелей обычно принимают 200—300 м при самоходном оборудовании и 80—150 м при скреперной доставке.

Ширина панельных целиков составляет 10—40 м, в зависимости от глубины разработки. Расстояние между опорными целиками размером 3—10 м составляет 8—20 м.

Очистная выемка. В вариантах с применением самоходного оборудования (рис. 2.3) шпуры глубиной 2—4,5 м бурят с помощью самоходных бурильных установок, а заряжают с самоходных площадок. Отбойку скважинами во избежание нарушения взрывами целиков и кровли очистного пространства применяют редко.

Рис 2.3. Сплошная система разработки – вариант с самоходным оборудованием (Джезказганские рудники): 1 — откаточный штрек; 2 — панельные штреки; 3 — сборный вентиляционный штрек; 4 — рудоспуск; 5 — панельный вентиляционный штрек; 6 — разгрузочная камера рудоспуска; 7 — штанговая крепь; 8 — каретка для осмотра и крепления кровли; 9—бульдозер; 10 — самоходная бурильная установка; 11 — самоходный вагон; 12 — экскаватор

При расстоянии доставки до 200—300 м обычно используют самоходные погрузочно-доставочные машины, а при большем расстоянии — экскаваторы или погрузочные машины в комплексе с автосамосвалами.

На зачистке дорог и сгребании взорванной руды в навал используют или те же ковшовые погрузчики, или бульдозеры.

Осмотр и оборку кровли производят с самоходных площадок, — специальных или тех же, с которых заряжают шпуры. Широко применяют штанговое крепление кровли.

Проветривание осуществляется от общешахтной струи. Вентиляционную струю направляют из штреков в очистное пространcтво только через ближние сбойки, а другие сбойки перекрывают. Для отвода загрязненного воздуха проводят под кровлей залежи вентиляционный штрек.

Варианты со скреперной доставкой или рельсовой откаткой руды в забое могут быть рекомендованы главным образом при малой мощности или при малом размере залежей, когда удельные расходы на доставку самоходного оборудования к месту работ слишком велики (рис. 2.4).

Рис.2.4. Сплошная система разработки – вариант со скреперной доставкой (Дуэтское месторождение).

Охрана труда. Основное внимание уделяется предупреждению внезапных вывалов из кровли и целиков. Необходимы ежесменный осмотр и оборка кровли перед началом работ. При высоте очистного пространства более 3—4 м кровля должна освещаться прожекторами. Пути движения людей должны пролегать только вдоль линии целиков и забоев.

В вариантах с самоходным оборудованием при крепкой руде сменная производительность труда забойного рабочего составляет 70—170 т, месячная производительность забоя 30—60 тыс. т; при переносном оборудовании соответственно 30—60 т и 4—12 тыс. т. Расход подготовительно-нарезных выработок на 1000 т — 1—2 м. Экономическое сравнение сплошной системы разработки с другими, не требующими оставления постоянных целиков, производится по условию максимального дохода (1.3). Варианты сплошной системы с естественными и искусственными целиками можно сравнить по сумме сравнительных убытков из условия (1.4).

Требования ПТЭ к сплошной системе разработки

· Сплошную систему можно применять для отработки пологих и наклонных (до 35^о ) рудных тел малой и средней (до 10 м)мощности.

· При сплошной системе отработка рудных тел или этажа (панели) производится без разделения на блоки (очистные панели). Небольшие рудные тела могут отрабатываться без оставления целиков. В остальных случаях отработку вести с оставлением нерегулярно расположенных целиков. Целики оставлять преимущественно в участках с бедной рудой или с породными включениями. Размеры и форма целиков, а также расстояние между ними должны обеспечивать необходимую устойчивость кровли.

· При отработке наклонных (до 35^о) рудных тел очистную выемку можно производить по восстанию, простиранию и падению.

· При использовании переносного оборудования разрешается отрабатывать без разделения на уступы рудных тел мощностью до 4 м. При использовании самоходного оборудования выемка рудных тел на всю мощность без разделения на уступы ограничивается технической характеристикой применяемых машин. При большей мощности рудных тел производить послойную, потолкоуступную или почвоуступную выемку.

· Передвижение людей и доставку материалов производить по обозначенным маршрутам, которые должны содержаться в безопасном состоянии.