22.12.2020

Классификация систем с массовым обрушением


Системы разработки, при которых значительную часть руды обрушают совместно с окружающими породами, называются системами с массовым обрушением.

К этим системам могут быть отнесены все системы разработки мощных рудных залежей без закладки и крепления очистного пространства и оставления постоянных целиков.

Системы с массовым обрушением отличаются следующими признаками; 1) отбойка руды ведется колонковыми зарядами в глубоких скважинах, сосредоточенными зарядами или руда самообрушается; 2) доставка руды в очистном пространстве происходит под действием силы тяжести; 3) выпуск руды ведется после полного обрушения ее в пределах блока подэтажа, панели, секции) под налегающими обрушенными породами.

Системы с массовым обрушением характеризуются относительно высокой производительностью труда и, следовательно, дешевой себестоимостью добычи руды, интенсивной разработкой месторождения. Вместе с тем, этим системам свойственны повышенные потери и разубоживание руды.

В применяемых классификациях систем разработки, только часть систем с массовым обрушением объединена в один класс (подэтажное и этажное обрушение). Камерные системы с массовым обрушением целиков отнесены к различным классам в зависимости от способов выемки камер. Однако выемка камер не полностью характеризует систему разработки мощных залежей, так как около половины запаса руды, а иногда и более остается в целиках, которые извлекают в одних случаях самыми производительными методами с большими количественными и качественными потерями руды, в других — самыми трудоемкими методами с минимальными потерями руды.

Существенные конструктивные (а отсюда и технико-экономические) особенности систем с массовым обрушением делают целесообразным объединение их в один класс.

Системы разделены на группы в зависимости от порядка отработки блока.

Камерные системы с массовым обрушением целиков в основном отвечают общепринятому понятию о двухстадинной выемке.

Эти системы применяются при различной мощности залежей, но к системам с массовым обрушением могут быть отнесены лишь в условиях мощных залежей, когда в целиках остается половина рудного запаса и более.

При уменьшении мощности залежи объем массового обрушения значительно сокращается, в результате чего система разработки блока в целом постепенно приближается к системам с открытым выработанным пространством или магазинированием. Нельзя установить безусловный предел мощности рудного тела, ниже которого объем массового обрушения становится незначительным. В залежах мощностью 15—30 м запас в целиках еще достигает 40%. Эта группа систем разделена на подгруппы по признаку состояния камер при разработке целиков.

Камерные системы с этажным обрушением целиков. Часть запаса блоков отрабатывают камерами с открытым очистным пространством или магазинированием. Целики при открытых камерах обрушают сразу на полную высоту этажа в одном или одновременно нескольких блоках. Выпуск руды из целиков производят под налегающими обрушенными породами.

Камерные системы с под этажным обрушением междукамерных целиков применяются главным образом в крутопадающих мощных месторождениях. Камеры отрабатывают системами с открытым выработанным пространством или магазинированием руды. После выемки камер днище вышележащего блока иногда извлекают подэтажным обрушением без мата однако чаще его обрушают вместе с потолочиной для ускорения работ.

Потолочину разбуривают и взрывают вслед за рудой в камеру самотеком поступают породы из вышележащего этажа. После выпуска обрушенной руды отрабатывают подэтажным обрушением без настила междукамерный целик, окруженный с обеих сторон обрушенными породами.

При камерных системах с обрушением целиков в замагазинированной руде магазинируют руду в камерах и затем обрушают целики. Общий выпуск руды производят по мере обрушения целиков или после полного их обрушения.

При системах этажного обрушения блок отрабатывают в одну стадию; иногда вырабатывают камерами только компенсационное пространство.

Системы этажного принудительного обрушения имеют следующие отличительные признаки: 1) этажный выпуск руды; 2) принудительная массовая отбойка руды; 3) заполнение всего объема блока обрушенной рудой (в отличие от камерной системы с этажным обрушением целиков); 4) заполнение выработанного пространства по мере общего выпуска руды обрушенными вмещающими породами (в отличие от систем с магазинированием).

Подгруппы выделены в зависимости от способа и порядка обрушения руды.

При системах этажного принудительного обрушения с компенсационными камерами в блоке системами с открытым выработанным пространством или магазинированием руды вырабатывают компенсационные камеры.

При малоустойчивой руде в отдельных случаях создают компенсационное пространство проведением подэтажных выработок. Затем за один прием принудительно обрушают остальную часть блока и приступают к общему выпуску руды, который производится под налегающими обрушенными породами.

Такой вариант системы разработки можно назвать этажным принудительным обрушением с компенсационными штреками.

При системах этажного принудительного обрушения со сплошной выемкой этаж (панель, ленту) отрабатывают секциями последовательно по длине. Секции обрушают постепенно или одновременно. В первом случае секцию обрушают подэтажами или горизонтальными (слабонаклонными) слоями, начиная снизу. После каждого взрывания зарядов выпускают излишек руды, чтобы создать компенсационное пространство для очередного обрушения. Общий выпуск производится под налегающими обрушенными породами.

Во втором случае секцию обрушают сразу по всей высоте, суммарный объем подэтажных выработок и подсечки составляет всего 10—15% объема блока, и руда при обрушении увеличивается в объеме частично за счет уплотнения обрушенных горных пород в смежной секции.

Системы подэтажного обрушения без мата разделены на подгруппы в зависимости от метода отбойки и от того обрушается ли руда на выпускные воронки (дучки) или подошву подэтажных выработок; в последнем случае скважины для обрушения руды бурят непосредственно из подэтажных ортов (штреков).

В первые три подгруппы вошли созданные на рудниках Криворожского бассейна варианты системы подэтажного обрушения с выпускными дучками.

Подгруппы различаются между собой по методу отбойки руды.

К системам подэтажного обрушения с отбойкой руды штанговыми скважинами и выпуском ее через дучки относятся в основном варианты, называемые в Криворожском бассейне «закрытый веер» и «камера над дучками». Блок отрабатывают под этажами высотой 10—20 м, сверху вниз. Подэтаж делят по ширине на панели, которые обрушают обратным ходом секциями. В секции предварительно нарезают выпускные дучки и подсечные выработки, а вышележащую часть секции разбуривают снизу вверх штанговыми скважинами. Обрушают секцию полностью (вариант «закрытый веер») или после выемки в ней камеры (вариант «камера над дучками»). Выпускают руду на скреперные орты (штреки). После обрушения секции выпуск руды происходит под налегающими обрушенными породами.

Система подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами (из специальных выработок). Блок отрабатывают подэтажами высотой 20—30 м и больше, сверху вниз. Выпускают руду на скреперные орты (штреки) под налегающими обрушенными породами. В каждом подэтаже нарезают выпускные дучки и воронки. Обрушение руды производят глубокими скважинами. При наиболее распространенном варианте этой системы компенсационное пространство образуют подсечкой подэтажа штанговыми скважинами на высоту 3—6 м, вышележащий массив обрушают веерными комплектами горизонтальных скважин.

Система подэтажного самообрушения отличается от системы этажного самообрушения тем, что блок разделяют на два-три подэтажа; отрабатываемые последовательно в нисходящем порядке. На каждом подэтаже проходят выработки горизонта выпуска и производят подсечку вышележащего рудного массива, вызывая этим его самообрушение.

При системе подэтажного обрушения с отбойкой руды из подэтажных ортов (штреков) блок отрабатывают подэтажами р. нисходящем порядке. Подэтаж делят на панели, панель по длине обрушают постепенно обратным ходом. Взрывные скважины или шпуры бурят из подэтажных ортов (штреков), руда обрушается на подошву подэтажа.

Наиболее эффективны варианты этой системы с применением самоходного оборудования на очистных работах (буровых кареток, погрузочных машин, челночных вагонеток).

К этой системе относятся также отдельные криворожские варианты (например, так называемый вариант открытых камер), которые однако малоэффективны и применяются лишь в особых случаях.

Системы разработки, применяемые для выемки камер при массовом обрушении целиков. При камерных системах с массовым обрушением целиков, а также при этажном принудительном обрушении с компенсационными камерами часть блока отрабатывается системами с открытым очистным пространством или с магазинированием руды.

В имеющихся классификациях по способу поддержания очистного пространства системы с магазинированием руды отделены от систем с открытым очистным пространством, так как иногда отбитую руду магазинируют для поддержания боковых пород. Однако имеется много примеров применения этой системы при вполне устойчивых боковых породах.

В некоторых случаях руду магазинируют только для того, чтобы создать рабочее место для бурильщика. Обычно отбойку сосредоточенными зарядами и скважинами производят из специальных выработок, поэтому магазинирование теряет связь и с операциями по отбойке руды.

При отбойке скважинами или сосредоточенными зарядами очистное пространство может быть открыто или заполнено отбитой рудой. Руду выпускают сразу или оставляют в блоке в зависимости от текущей потребности в ней. При минной отбойке или многорядном взрывании скважин в камерах периодически оказывается много отбитой руды, так как ее обрушают сразу в больших количествах.

Системы с магазинированием руды очень близки к системам с отрытым очистным пространством; очистная выемка состоит только в отбойке и доставке руды; отбитая руда извлекается под защитой потолочины.

В имеющихся классификациях слабо отражены наиболее эффективные и широко распространенные системы с отбойкой руды колонковыми зарядами в глубоких скважинах и сосредоточенными зарядами.

В настоящей работе дана классификация систем разработки, которые применяются или могут найти применение для выемки камер при массовом обрушении остальной части блока (табл. 2).





Яндекс.Метрика