Организация очистных работ

Высота этажа — это расстояние между подошвами выработок основного го­ризонта рассматриваемого этажа и основного горизонта вышележащего этажа по вертикали.

При разработке рудных месторождений высоту этажа принимают от 30 до 100

м, очень редко больше.

На выбор высоты этажа влияет много факторов. Наиболее важные из них сле­дующие: мощность, длина и угол падения месторождения, физико-механическая характеристика руды и вмещающих пород, применяемая система разработки, стоимость проходки горно-капитальных и подготовительных выработок основно­го горизонта.

Увеличение высоты этажа позволяет сократить объем и стоимость горно­капитальных и подготовительных работ на 1 т подготовленных запасов руды. Это объясняется тем, что для подготовки этажа, независимо от его высоты, необходи­мо пройти одни и те же выработки основного горизонта, околоствольные выра­ботки, квершлаги и др. Полная длина, объем и стоимость проведения этих выра­боток одинаковы для этажа любой высоты, между тем как запас руды в этаже рас­тет пропорционально его высоте.

При многих системах разработки требуется оставлять на границе соседних этажей междуэтажные целики. Извлечение этих целиков сопровождается повы­шенными потерями руды и стоит дороже, чем отработка остальной части запасов. Так как количество руды в междуэтажных целиках при любой высоте этажа оди­наково, то с увеличением высоты этажа процент потерь руды и относительный пе­рерасход по отработке целиков уменьшаются.

Вместе с этим увеличение высоты этажа приводит к росту некоторых расхо­дов, связанных с очистной выемкой, а также к техническим трудностям при вы­полнении подготовительных работ и очистной выемки. В частности, возраста­ют расходы по доставке материалов и оборудования в очистные забои, по про­ходке и ремонту восстающих, соединяющих основные горизонты соседних эта­жей, по доставке руды от забоя до основного горизонта, подъему руды, водоотли­ву. Увеличиваются затраты времени рабочих на ходьбу и снижается производи­тельность их труда, затрудняется проходка восстающих выработок.

Техническим препятствием к увеличению высоты этажа иногда является уси­ленное горное давление в очистном пространстве, возможность обрушения боко­вых пород и междукамерных целиков.

Этаж для очистной выемки, как правило, делят на блоки, которые вводят в раз­работку в определенном порядке.

Высота блока равна высоте этажа. Длина блока по простиранию принимает­ся от 30 до 100 м, редко больше. В большинстве случаев восстающие располагают на флангах блока.

Длина блока зависит от многих факторов, прежде всего от системы разработ­ки, мощности рудного тела и способа доставки добытой руды.

Известны 4 основные схемы выемки очистных блоков в этаже.

Наступающая выемка, когда очистные блоки отрабатываются от свода к гра­ницам шахтного поля. Откаточный штрек здесь проводится параллельно отработ­ке очередного блока, с некоторым опережением.

Отступающая выемка блоков от границ поля к стволу. Порядок подвигания очистной выемки — обратный предыдущему. Откаточный штрек проводится пе­ред началом очистной выемки до границ поля.

Выбор между наступающей и отступающей выемками зависит от применя­емой системы разработки, способа вскрытия и расположения вспомогательных стволов, степени разведанности месторождения, выдержанности элементов его залегания и других факторов.

Для отступающей выемки благоприятны короткие шахтные поля, неустой­чивые вмещающие породы и руды, центральное расположение вспомогательных стволов.

Комбинированная выемка представляет сочетание двух предыдущих схем. Она позволяет использовать в определенных условиях достоинства наступающей и отступающей выемок.

Наступающая выемка ведется до тех пор, пока не закончена проходка основ­ного штрека до границ шахтного поля; после достижения штреком границ шахт­ного поля вместе с наступающей развивается и отступающая выемка; одно кры­ло шахтного поля (например, более длинное) отрабатывается в наступающем по­рядке, а другое (короткое или с менее устойчивыми породами) — в отступающем.

Выемка этажа одновременно по всему простиранию заключается в одновре­менной разработке всех блоков этажа.

Часто время начала и окончания выемки отдельных блоков не совпадает, но в стадии полного развития очи-стная выемка происходит одновременно во всех блоках этажа.

Выемка блока снизу вверх. Очистная выемка блока начинается снизу от выра­боток основного горизонта. Вынимаемые слои руды располагаются горизонталь­но или наклонно.

Различные варианты такого порядка очистной выемки имеют в практике ши­рокое распространение.

Выемка блока сверху вниз (нисходящая выемка) осуществляется в порядке, об­ратном предыдущему. В этом случае очистное пространство заполняется заклад­кой, остается открытым либо заполняется обрушаемыми вслед за выемкой вмеща­ющими породами.

Нисходящая выемка блока также имеет широкое распространение.

Комбинированная выемка — снизу и сверху. Блоки, обычно через один, отра­батываются снизу вверх, а расположенные в промежутках между ними — сверху =низ, во вторую стадию. Комбинированная выемка обычно применяется в мощ­ных месторождениях.

Принято различать два способа очистной выемки руды из месторождения: ва­ловую и раздельную.

Валовой называют совместную выемку нескольких разновидностей или со- отов руды из месторождения в пределах блока. К валовой относят также совмест­ную выемку руды и пустых пород, когда последние по горнотехническим услови­ям приходится неизбежно извлекать одновременно с рудой.

Раздельной называют выемку, при которой разные сорта руды или руда и про­слои пустых пород в блоке извлекаются и выдаются раздельно. В очень тонких рудных телах раздельной называют отбойку и выдачу руды и породы отдельно.

Валовая выемка имеет большие преимущества перед раздельной, осуществле­ние ее значительно проще и возможно в любых горно-геологических условиях, поэтому она имеет более широкое применение, чем раздельная.

К преимуществам валовой выемки относятся: простота производства гор­ных работ и возможность применять более эффективные системы разработки и -дешевить стоимость добычи руды; высокая интенсивность разработки; возмож­ность применять мощные средства механизации; повышение общего количества извлекаемых из недр полезных компонентов, когда добываемые с рудой породы являются рудоносными.

Вместе с этим валовая выемка имеет и существенные недостатки, которые проявляются тем сильнее, чем больше при валовой выемке примешивается к руде пустых или имеющих непромышленное оруденение пород.

Валовая выемка вследствие пониженного содержания полезных компонентов в добытой руде часто приводит к значительному росту затрат на транспорт и пе­реработку руды, отнесенных на весовую единицу извлеченного полезного компо­нента.

По этой же причине снижается коэффициент извлечения полезных компо­нентов при переработке.

Если производственная мощность перерабатывающих руду предприятий (обогатительной фабрики, металлургического завода) ограничена, то применение валовой выемки может привести к общему снижению выпуска и удорожанию ко­нечной продукции.

Раздельная выемка имеет ряд серьезных достоинств. В частности, при раз­дельной выемке обычно требуются меньшие затраты на строительство предпри­ятия той же производственной мощности по конечной продукции. Иногда сокра­щаются сроки пуска предприятия в эксплуатацию и длительность периода полно­го освоения проектной мощности; благодаря лучшему качеству руды понижается стоимость ее транспорта и переработки на весовую единицу извлеченного полез­ного компонента. В некоторых случаях благодаря раздельной выемке удается из­бежать обогащения добытой руды, направляя ее сразу в металлургический пере­дел.

Очень серьезные недостатки раздельной выемки ограничивают ее примене­ние в практике. К числу главнейших из них относится рост стоимости руды вслед­ствие необходимости применения систем с низкой производительностью труда и меньшим размером добычи руды и полезного компонента.

Применение раздельной выемки может оказаться целесообразным только при определенных благоприятных условиях (четкие контакты руды и породы, вы­сокое качество руды, малая мощность рудных тел и т. п.).

В некоторых случаях, особенно при валовой выемке руды на жильных место­рождениях, возникает необходимость и возможность сортировки добытой руд­ной массы либо в забое, либо на специальных установках под землей или на по­верхности.

Сортировка повышает содержание полезных компонентов в товарной руде, благодаря чему достигается экономия на транспорте и переработке руды, возрас­тает мощность предприятия по производству концентрата (или полезного компо­нента) при той же массе переработанной руды; часто снижаются потери полезно­го компонента в процессе переработки.