Поддержание магазинированной рудой

Применяется при отработке устойчивых руд в устойчивых вмещающих породах, но склонных к отдельным отслоениям (вывалам). Основное распространение этот способ получил при отработке крутопадающих (главным образом, жильных) месторождений.

Руда в блоках отбивается по восстанию потолкоуступным или сплошным забоем. Для создания очистного пространства после отбойки производится частичный (30-40% по объему) выпуск руды. Безопасность работы в забое в случае шпуровой отбойки обеспечивается сравнительно небольшим расстоянием между отбитой рудой и кровлей забоя (до 2,0-2,5 м), а также предварительной оборкой стенок и кровли очистного пространства с целью предотвращения вывалов и отслоений. Иногда устанавливаются деревянные распорки или анкерная крепь. Если недостаточно устойчивые породы висячего (а иногда и лежачего) бока не укреплять, то при окончательном выпуске руды из магазина возможны интенсивные отслоения пород, приводящие к значительному разубоживанию руды.

Мелкокусковую руду можно рассматривать как сыпучий материал, не имеющий сцепления, но обладающий внутренним трением. В крупно­кусковой и уплотнившейся руде, кроме трения, наблюдается зацепление между отдельными глыбами. Для определения давления магазинированной руды на стенки выработанного пространства и крепь откаточных штреков и восстающих можно воспользоваться расчетными методами статики сыпучих сред.

Согласно теории Кулона, предельное состояние сыпучего материала определяется условием где τ и σ – соответственно касательное и нормальное напряжение, f – коэффициент трения, (здесь φ – угол внутреннего трения).

Напряжение в элементарном объеме сыпучего материала (руды) на глубине z от поверхности можно определить по формуле и , в которых γ – удельный вес руды; m – коэффициент бокового распора. Значение m находится из следующих выражений:

Величина φ изменяется в зависимости от гранулометрического состава, увлажнения и уплотнения сыпучего материала. Значения углов внутреннего трения, градус, для некоторых сыпучих материалов составляют:

известняк – 30-45;

дробленный камень, влажный под давлением -35-40;

сланец крупнокусковатый, уплотненный – 38-40;

песок малослежавшийся влажный и сухой – 27-30;

жирная глина, сухая, под давлением -40-60;

Отсюда очевидно, что значение коэффициента бокового распора за­висит от плотности магазинированной руды, что в свою очередь будет влиять на величину вертикального давления на днище блока и бокового давления на стенки выработанного пространства. При неподвижной уп­лотненной руде рекомендуется принимать т =0,3. В этом случае давле­ние на крепь откаточного штрека и блоковых восстающих, если они пройдены без оставления междублоковых целиков, будет максималь­ным.

Необходимо отметить, что уплотнение магазинированной руды мо­жет возрастать за счет смещения боковых пород. Величина таких дефор­маций пропорциональна увеличению пролетов обнажения и времени от­работки блоков. Наибольшие величины смещений висячего бока наблю­даются в средней части магазина, а также в местах нарушений и расслое­ний. В результате конвергенции (сближения) стенок выработанного про­странства происходит зажатие отбитой руды в магазине, — выпуск ста­новится затруднительным, опасным, а иногда и невозможным. Поэто­му, когда непосредственная кровля представлена трещиноватыми или слоистыми породами, склонными к деформациям, необходимо устанав­ливать распорную или анкерную крепь. Деревянная распорная крепь обычно применяется в том случае, когда ширина очистного пространства не превышает 2,0-2,5 м. Анкеры устанавливают по сетке от 1x1 м до 2x2, 2x2,5 м. Их длина выбирается с таким расчетом, чтобы можно было надежно связать недостаточно устойчивую непосредственную кровлю и закрепить концы анкеров в устойчивой части пород. На практике длина анкеров бывает от 1,0-1,5 м до 2,0-2,5 м. В зависимости от ши­рины очистного пространства анкеры делают сплошными или состав­ными.

Если распорная и анкерная крепь не могут предотвратить нарастания опасных деформаций боковых пород, следует размеры камер—магази­нов принимать меньшими, чтобы сократить сроки их отработки.

В заключение, характеризуя роль магазинированной руды, как сред­ства поддержания выработанного пространства, необходимо отметить временный характер этой меры. После окончательного выпуска отбитой руды камеры остаются пустыми или частично заполненными обрушающимися породами. Для предотвращения внезапной посадки налегающей толщи в остающиеся пустоты необходимо перепускать породы сверху или заполнять их закладочным материалом.