Система разработки камер с отбойкой руды горизонтальными скважинами из подготовительно-нарезных выработок

При этой системе разработки работы ведут следующим образом. В камере делают подсечку, бурят горизонтальные, (слабонаклонные) скважины и отбивают руду горизонтальными (слабонаклонными) слоями снизу вверх. Руду выпускают сразу после отбойки или магазинируют.

Отбойка руды. На рудниках России при средней крепости руды обычно применяют вращательное бурение горизонтальных скважин твердосплавными коронками; располагают скважины веерообразно. В крепкой руде скважины бурят погружными пневмоударниками или шарошками; располагают их по возможности параллельно.

Отдельные специалисты (А.П. Володин. Исследование систем разработок с отбойкой глубокими горизонтальными скважинами, Диссертационная работа, Днепропетровск, 1957 г.) высказываются в пользу более широкого применения параллельных скважин и при не очень крепкой руде, основываясь на том, что, помимо уменьшения объема бурения, это дает возможность механизировать уборку руды при проходке буровых ортов, тогда как при образовании буровых ниш руду приходится откидывать вручную. Кроме того, при параллельных скважинах больше фронт буровых работ, одна бригада может обслуживать два-три буровых станка, установленных в одном буровом орте.

Однако при параллельном расположении скважин объем буровых выработок такой же, как при подэтажной отбойке, или значительно больше, что сводит на нет одно из основных преимуществ отбойки глубокими скважинами: сокращение объема, трудоемких нарезных работ. Поэтому отбойку параллельными горизонтальными скважинами с возрастанием скорости бурения следует заменять отбойкой веерообразными скважинами. При бурении вертикальных веерообразных скважин возможно многостаночное обслуживание.

При веерном расположении горизонтальных скважин буровые станки обычно устанавливаются в нишах, образованных из восстающих, пройденных по углам камеры.

Отбойка параллельными горизонтальными скважинами применяется лишь в течение последних 3—5 лет, варианты ее еще нельзя считать установившимися.

При разработке по простиранию буровые станки устанавливаются, как правило, в ортах, пройденных в междукамерных целиках. При разработке вкрест простирания различаются штрековая и ортовая схемы расположения буровых выработок (рис. 6).

Штрековая схема применяется на рудниках Зыряновского свинцового комбината, начиная с 1956—1957 гг.; скважины бурят станками СБ-4 и БА-100. В очень крепкой руде л.н.с. не должна превышать 3,5 м (при коэффициенте крепости руды 14—18, диаметре скважин 150 мм и л.н.с. 5 м расстояние между скважинами уменьшают до 1,75 м), что исключает возможность совмещения буровых штреков по вертикали.

При шахматном расположении буровых штреков расстояние от подошвы штрека до нижележащего ряда скважин составляет 2—4 м. Поэтому во избежание подрыва штреков, если они пройдены в рудном теле, необходимо оставлять незаряженными значительные участки скважин, что ухудшает дробление руды.

На некоторых рудниках, в частности Зыряновском, буровые штреки проходят у контакта залежи, в шахматном порядке: один в руде, другой во вмещающих породах (см. рис. 6,а). За один прием взрывают по два ряда скважин, верхний из которых пробурен из рудного штрека. Вышележащий штрек, полевой, сохраняется.

Для увеличения толщины отбиваемого слоя до 6—8 м, кроме горизонтальных скважин, пробуривают еще и слабонаклонные. Возможность подрыва буровых штреков этим исключается, число их сокращается почти в 2 раза, но расход бурения возрастает и дробление руды ухудшается.

Штрековая схема применяется и в комбинированном виде (рис. 6,б). Для сокращения числа буровых штреков в 2 раза пробуривают через каждый ряд скважин по одному вееру из ниш, пройденных через дучки с нижележащих буровых штреков.

Ортовая схема работ применяется, в частности, па руднике Тырныуз (рис. 6,б). Скважины бурят станками БА-100, л.н.с. составляет 3,5 м, ширина камеры 24 м, междукамерных целиков 12 м. В каждом междукамерном целике проходят орты через 7 м по вертикали со смещением их на 3,5 м по отношению к ортам в соседних целиках. Скважины бурят попеременно из ортов одного и другого междукамерных целиков. (В дальнейшем подэтажные орты используют для обрушения целиков сосредоточенными зарядами.)

При длине камеры 40—60 м и ширине 20—25 м штрековая и ортовая схемы приблизительно равноценны по объему нарезных работ. Каждая из них требует вдвое большего объема подэтажных выработок, чем подэтажная отбойка веерами скважин с высотой подэтажа 12 м и одним ортом в подэтаже. При ширине камеры 10—12 м штрековая схема по объему подэтажных выработок эквивалентна подэтажной отбойке, а оптовая схема проигрывает в этом отношении в два раза,

Ортовая схема по сравнению со штрековой имеет следующие преимущества: 1) скважины в пределах камеры можно заряжать полностью, тогда как при бурении из штреков, расположенных в рудном, теле, значительные отрезки скважин должны оставаться незаряженными; 2) буровые орты могут быть использованы для обрушения целиков сосредоточенными зарядами. Основные недостатки ортовой схемы связаны с тем, что в связи с наличием подэтажных ортов целики ослабляются и при обрушении хуже дробятся взрывом, кроме того, полезная глубина скважин ограничивается шириной камеры, в результате чего в мощных залежах и камерах обычной ширины объем буровых выработок возрастает по сравнению со штрековой схемой.

Ортовая схема расположения буровых выработок наиболее приемлема при мощности залежи до 20 м. При большей мощности ортовую схему можно применять в виде исключения при весьма устойчивой руде, так как это дает возможность увеличивать ширину камер до 20 м и более и обеспечивать хорошее состояние междукамерных целиков.

При наклонном и недостаточно крутом падении залежей буровые ниши или штреки могут быть пройдены из полевых выработок, предназначенных для выпуска руды со стороны лежачего бока. На руднике им. К. Либкнехта (угол падения рудного тела 38—45°) ниши для установки буровых станков проходят из полевых дучек, крайних по ширине камеры. На рудниках Лениногорского комбината в условиях наклонных залежей бурят горизонтальные скважины из подсечных выработок.

В зарубежной практике иногда бурят скважины непосредственно из восстающих, пройденных в рудном теле. Так, на руднике Бодас в Швеции отрабатывают камерами крутопадающие рудные тела небольшой длины по простиранию, залегающие в гранитах. Отбойку производят из восстающих, пройденных в руде у лежачего бока через 30 м друг от друга. В восстающем подвешивают деревянный полок, с которого бурят перфораторами с пневмоподдерживающих колонок горизонтальные веера скважин при помощи составных буров из стали диаметром 22 мм. Легкое буровое оборудование позволяет делать полок легким. Поднимают полок лебедкой, для спуска и подъема оборудования применяют специальный скип. Производительность труда на отбойке 210 т/смену.

Условия применения системы разработки камер с отбойкой руды горизонтальными скважинами из подготовительно-нарезных выработок даны при описании системы разработки с отбойкой руды этажными скважинами.