Системы разработка с обрушением руды и вмещающих пород
Системы данного класса характеризуются обрушением подсеченного снизу и с боков рудного массива; вслед за выпуском руды перемещаются обрушенные пустые породы, заполняя выработанное пространство.
Системы с обрушением руды и вмещающих пород разделяют на три основные группы: под этажного обрушения, этажного самообрушения, этажного принудительного обрушения.
Системы подэтажного обрушения
При разработке мощных рудных месторождений применяют различные варианты систем подэтажного обрушения. Для отработки месторождений системами подэтажного обрушения мощность их должна быть не менее 6—8 м, руды невысокой ценности, средней
и выше средней крепости, несклонные к самовозгоранию и окислению. Вмещающие породы должны обрушаться вслед за очистной выемкой. Наиболее широко в СССР эти системы применяют при разработке железных руд. В Криворожском бассейне удельный вес подэтажного обрушения в подземной добыче достигает 70%.
Порядок подготовки блока к очистной выемке при различных вариантах в большинстве случаев аналогичен. При системах подэтажного обрушения блоки длинной стороной могут располагаться по
Рис. 68. Подготовка блока при подэтажном обрушении
простиранию или вкрест простирания. На рис. 68 показана схема подготовки блока. Месторождение разбивают на этажи высотой 60— 80 м. Длину блока по простиранию принимают 50—60 м, а вкрест простирания — равной мощности залежи. В зависимости от принятого варианта системы разработка высота подэтажа может быть от 10-12 до 40 м. Следовательно, при высоте этажа 60 м, а подэтажа 12 м этаж будут отрабатывать пятью подэтажами.
Блок подготавливают полевым откаточным штреком 9 и откаточными ортами 1, проведенными через 50—60 м. Из откаточных ортов до отметки первого подэтажа через 9—11 м проходят рудопуски 2 ходовые 6 и материальные восстающие 8. На каждом подэтаже нарезают хозяйственные орты 4, подэтажные штреки скреперования 5. На границах блока штреки скреперования сбивают вентиляционными ортами (сбойками) 3, из которых в лежачем боку проходят
![]() |
![]() |
Рис. 69. Система подэтажного обрушения с отбойкой руды горизонтальными глубокими скважинами.
вентиляционные восстающие 10. В лежачем боку из хозяйственного орта проходят запасной ходовой восстающий 7. Очистную выемку ведут сверху вниз, чтобы очистными работами нижнего подэтажа не подработать верхний подэтаж. В зависимости от горного давления хозяйственные орты и штреки крепят деревом, арочной металлической крепью с установкой станков под дучками. Описанный способ подготовки блоков является характерным для многих вариантов систем подэтажного обрушения, поэтому в дальнейшем основное внимание будет уделено очистной выемке.
Систему подэтажного обрушения с отбойкой руды горизонтальными глубокими скважинами (рис. 69) применяют при разработке средней мощности и мощных месторождений руд невысокой ценности крепостью от 3 до 12. Выемку подэтажа, начинают с образования подсечки. После выпуска отбитой руды образуют компенсационные камеры 1. Для большей устойчивости компенсационных камер посередине обру-шаемой панели оставляют временный целик 2 на горизонте подсечки, который разбуривают штанговыми шпурами 3 из дучек или из специально пройденных буровых выработок 4. Массив разбуривают глубокими скважинами 5 из буровых ниш 6, пройденных из буровых восстающих 7. После взрывания глубоких скважин начинают выпускать руду. Целики на горизонте подсечки разрушают взрыванием штанговых шпуров с некоторым опережением по отношению к взрыванию глубоких скважин. При разработке мощных рудных месторождений очистную выемку в блоке ведут в направлении от лежачего бока к висячему панелями площадью 500—700 м2. Это дает возможность отработать их с хорошими показателями до раз- „I вития большого горного давления.
Система подэтажного обрушения с отбойкой руды горизонтальными глубокими скважинами имеет ряд важных достоинств: высокую производительность труда забойного рабочего; хорошие санитарно-гигиенические условия ввиду применения для разбуривания массива глубоких скважин; хорошие условия проветривания; меньшую стоимость подготовительных и нарезных работ; большую экономичность и эффективность до сравнению с другими вариантами систем подэтажного обрушения.
Наряду с этим система имеет ряд существенных недостатков: большой объем нарезных работ (проведение большого числа восстающих и буровых ниш); трудность концентрации проходческих работ при подготовке блока, так как буровые ниши находятся на разных отметках; невозможность применения высокопроизводительной самоходной буровой техники.
Вариант системы подэтажного обрушения с отбойкой руды наклонными веерами глубоких скважин на наклонную подсечку. Подготовка блока при этом варианте системь^не отличается от подготовки рассмотренных выше вариантов (рис. 70).
Сущность варианта заключается в последовательной отбойке
наклонных слоев руды глубокими скважинами, пробуренными из буровых штреков, расположенных на 8—10 м выше выработок горизонтов скреперования. Расстояние между веерами скважин 3—4,5 м, а между скважинами в веере 4—5 м. Блок отрабатывают панелями шириной 25—30 м в направлении от лежачего бока к висячему. Наклонные слои отбивают на наклонную подсечку 1. При такой форме компенсационного пространства и расположении глубоких скважин
лучше используется сила взрыва для дробления руды ввиду расположения зарядов по напластованию. Для предохранения прорыва пустых пород в компенсационное пространство со стороны отработанных панелей оставляют временный целик 2 высотой до 5 м. Целик разбуривают из дучек штанговыми шпурами 8, которые взрывают перед окончанием выпуска отбитой руды из следующей панели. Разбуривание массива глубокими скважинами 4 из буровых выработок 5 позволило значительно улучшить санитарно-гигиенические условия, устранить трудоемкие работы по проведению буровых восстающих и буровых ниш, сконцентрировать работы на небольших
площадях и небольшой высоте от горизонта доставки, снизить затраты на доставку ВВ. При этом варианте системы можно применять самоходную буровую технику и установки для заряжания глубоких скважин. При испытании самоходных буровых станков АБШ на руднике им. Дзержинского производительность труда бурового мастера увеличилась до 80—100 м3/смену.
Рис. 71. Система подэтажного обрушения с послойным торцовым выпуском
Одним из направлений совершенствования системы подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами является внедрение новой поточной технологии, позволяющей применить комплексную механизацию и автоматизацию погруз очно-достав очных работ, обеспечивающих облегчение труда горнорабочих. На Зыряновском свинцовом комбинате совместно с Московским горным институтом и ВНИИцветметом внедрена система подэтажного обрушения с послойным торцовым вибрационным выпуском и поточным ведением горных работ (рис. 71).
По конструктивным особенностям блок весьма прост в подготовке. Высоту его принимают 45—50 м, длину 50—60 м, а ширину — равной мощности месторождения (10—12 м). Этаж разбивают на два подэтажа высотой 22—25 м. Блок подготавливают откаточным штреком 1, откаточным ортом 2 и рудоспуском 4. Материальный восстающий 3 проходят только до уровня верхнего подэтажа. На уровне
подэтажа из этих выработок проводят два штрека: у висячего бока — буровой 5, у лежачего бока — погрузочно-доставочный 6. В тех случаях, когда блок не граничит с выработанным пространством, в противоположном конце его проходят отрезной восстающий для образования отрезной щели. Буровые штреки проводят буровой установкой АБ-3 Востокмашзавода и погруз очно-достав очным агрегатом 1ПДН-2 НИПИгормаша. Восстающие проходят при помощи самоходного полка КПВ-1.
Массив руды разбуривают параллельными выходящими веерами глубоких скважин диаметром 65—100 мм из буровых штреков. Веера располагают вертикально или наклонно в сторону ранее отбитой руды. Скважины заряжают гранулированными ВВ с помощью пневматических зарядных установок «Вахш-5м». Устья скважин недоза-ряжают с таким расчетом, чтобы после отбойки руды образовался целик-потолочина высотой 4—5 м. После образования отрезной щели между торцом и обрушаемой горной массой этот целик-потолочину гасят с образованием между торцом и обрушенной горной массой выпускной щели. Для выпуска и доставки руды применяют комплект механизмов вибрационного действия, состоящий из вибропитателя ВП-1 (см. рис. 71) 7, работающего под завалом, виброконвейера ВР-100М 8, виброплощадки ВДПУ-УМ и виброгрохота (ВГ-100) 9. Применение простой по конструкции системы позволило значительно облегчить труд горнорабочих, увеличить безопасность, значительно повысить производительность труда по сравнению с системой этажного принудительного обрушения с отбойкой руды в зажиме и одностадийной ее выемкой.
Недостатком является высокое разубоживание, достигающее
более, 20%.
Анализ технико-экономических показателей основных вариантов системы подэтажного обрушения (табл. 6), применяемых на шахтах Кривбасса, показал, что в процессе совершенствования систем и бурильных агрегатов, изменения горнотехнических условий лучшие технико-экономические показатели получены при системах подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами. Кроме того, эти системы разработки по сравнению с системами предыдущего класса имеют следующие достоинства: более безопасные условия работы горнорабочих, так как выработки проводят небольшим сечением; лучшие условия проветривания при очистных работах; более высокую производительность труда рабочего очистного забоя и рабочего по системе; меньший объем нарезных работ, меньший расход лесоматериалов и рабочей силы на поддержание выработок.
Отработка- месторождений на. значительных глубинах (500— 700 м) показала, что наиболее эффективными системами разработки в условиях повышенного горного давления являются системы подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами.
К недостаткам систем подэтажного обрушения необходимо отнести: большие потери и разубоживание руды, невозможность забойной сортировки.
Системы этажного самообрушения
Основное отличие системы этажного самообрушения от подэтажного заключается в том, что высоту обрушаемого массива увеличивают до полной высоты этажа с целью снижения объема подготовительных и нарезных работ.
Сущность системы заключается в том, что этаж высотой 40—100 м разбивают на блоки с горизонтальной площадью от 30 X 30 до 60 X 100 м. В основании блока проводят подсечные выработки, после соединения которых образуется сплошная горизонтальная щель. Одновременно проведением серии выработок в вертикальной плоскости по границам блока ослабляют его связь с окружающим массивом руды.
Под действием собственного веса и давления налегающих пород подсеченная снизу и с боков руда начинает самообрушаться, заполняя подсечное пространство. Обрушенную руду выпускают через рудоспуски, соединяющие подсечное пространство с горизонтом грохочения или скреперования.
В связи с тем что системы с этажным самообрушением имеют довольно узкое применение, в данном учебнике они не рассматриваются.
Системы этажного принудительного обрушен и. я
При системах этажного принудительного обрушения месторождение при высоте этажа 60—80 м разбивают на блоки с горизонтальной площадью от 30 X 50 м до 50 х 60 м. Глубокие скважины
в блоке располагают рядами через 3—5 м. Для улучшения качества дробления руды глубокие скважины взрывают при помощи электродетонаторов короткозамедленного действия. Руду при системах этажного принудительного обрушения отбивают на горизонтальные или вертикальные компенсационные камеры.
Рис. 72. Система этажного принудительного обрушения с отбойкой руды глубокими горизонтальными скважинами. |
Системы применяют при разработке мощных наклонных место
рождений руд от средней крепости до крепких, не склонных к самообрушению и самовозгоранию, неслеживаемых, средней ценности.
Система этажного принудительного
этажного принудительного обру шения с отбойкой р у ды на горизонтальные
компенсационные камеры показана на рис. 72. Блок на основном откаточном горизонте подготавливают ортами-заездами, из которых проходят рудоспуски,
материальные 2 и ходовые 3 восстающие. Горизонт скреперования располагают на 9—11 м выше
откаточного горизонта. Штреки скреперования 4, пройденные через 9—10 м, соединяют между
собой хозяйственными ортами 5.Из штреков скреперования через4,5—5 м проходят парные дучки.
Вентиляционный сборочный орт 6проводят по центру блока, а из него —вентиляционные восстающие 7 под каждый штрек скреперования. Выработки горизонтовдоставки и вентиляционные крепят металлической податливой крепью. Для разбуривания массива глубокими скважинами по углам блока располагают буровые 8 и ходовые 9 восстающие, а из них через 4—5 проводят буровые ниши 10. Первую нишу засекают на величину л. н. с. (в 4—5 от кровли подсечки). Глубокие скважины располагают веерообразно.
Начальная стадия очистных работ заключается в образовании горизонтальных компенсационных (подсечных) камер 11, между которыми оставляют временные целики. Количество и расположение их, а также площадь подсечки зависят от крепости и устойчивости руды. В условиях Криворожского бассейна площадь подсечки изменяется от 300 до 1000 м2. Очередность разрушения временных целиков на горизонте подсечки такая же, как и при системе подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами.
Систему этажного принудительного обрушения с отбойкой руды на вертикальные
компенсационные камеры (рис. 73) применяют при разработке наклонных месторождений с устойчивыми рудами мощностью более 25 м. Блок подготавливают откаточными штреками 1
и откаточными ортами 2. В кровле откаточных ортов засекают штреки скреперования 3. На уровне горизонта скреперования проводят вентиляционный орт и вентиляционный восстающий 5, а по оси междукамерных целиков проходят ходовые во&етающие 6. Для разбуривания массива проводят буровые штреки 4. Отличием от ранее рассмотренной системы является размещение выработок горизонта скрепе-
рования в кровле выработок откаточного горизонта. Такое их расположение дает возможность отказаться от проведения рудоспусков и устройства люков. При скреперовании руды через полки имеется возможность увеличить размеры негабаритных кусков руды. ^Компенсационные камеры шириной 12—14 м располагают длинной стороной по простиранию. Массив руды в междукамерных целиках и камерах разбуривают вертикальными веерами глубоких скважин диаметром 100—110 мм станками НКР-100М или БА-100. Компенсационные камеры образуют так же, как и при системах с подэтаж-ной выемкой. Отбитую взрывом руду через воронки выпускают на штреки скреперования, по которым скреперными установками доставляют к откаточным ортам.
Система этажного принудительного обрушения относится к высокопроизводительным системам разработки. При этой системе разработки достигается минимальная себестоимость добычи 1 т руды при прочих равных условиях, значительная интенсивность разработки месторождения при хорошем дроблении руды, хорошие санитарно-гигиенические и. более безопасные условия труда горнорабочих.
При разработке мощных рудных месторождений на значительной глубине система не находит широкого применения ввиду большого горного давления, затрудняющего поддержание выработок горизонта доставки и нормальный выпуск отбитой руды.
Система разработки должна совершенствоваться в направлении определения оптимальных ее параметров, порядка отработки блоков в шахтном поле, выбора рациональной конструкции днищ блоков и способов доставки руды.
Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 6574;