22.12.2020

Образование воронок


Образовывают воронки шпурами или штанговыми скважинами.

Шпуровой метод образования воронок применяется на рудниках России преимущественно при крепкой руде, при которой отбойка штанговыми скважинами с точки зрения производительности не имеет значительных преимуществ перед отбойкой шпурами, как например: на Маслянском руднике Зыряновского комбината, рудниках Лениногорского и Норильского комбинатов и КМАруда при системах разработки с отбойкой руды глубокими горизонтальными и нисходящими вертикальными скважинами; на рудниках им. Фрунзе и им. Р. Люксембург в Криворожском бассейне при системах с минной отбойкой руды и т. п.

Шпуровой метод образования воронок дает возможность полнее оконтурить их и меньше ослабить целик над выработкой вторичного дробления.

При отбойке руды этажными нисходящими скважинами на некоторых рудниках отдельная стадия подсечки камер исключена тем, что высота воронок увеличена, например, до 8—10 м (от горизонта вторичного дробления) при ширине 5—6 м.

Воронки взаимно пересекаются, но на уровне сбойки остаются небольшие рудные столбы по диагоналям.

Такой вариант применяют, в частности, на Маслянском руднике (рис. 48 а, б, в), а также на рудниках Лениногорского комбината при разработке пологих залежей мощностью приблизительно до 20 м с отбойкой вертикальными нисходящими скважинами. При большой мощности залежи и, следовательно, большой глубине скважин они могут значительно искривляться, поэтому для надежного соединения всех выпускных воронок с очистным пространством требуется полная подсечка камеры (без оставления целиков на уровне подсечки).
Образование воронок

В большинстве случаев при образовании воронок шпуровым методом производят низкую подсечку (высотой 2—3 м) по всей площади камер и частично под целиками. При этом руду отбивают шпурами или горизонтальными штанговыми скважинами.

На шахте «Центральная» рудоуправления им. М.В. Фрунзе в Криворожском бассейне при крепкой руде испытывалась подсечка глубокими горизонтальными скважинами. Дучки со стороны лежачего бока пробивали до горизонта подсечки, на котором их соединяли буровым штреком. Затем проходили разрезные орты и бурили из штрека параллельно разрезным ортам глубокие скважины на всю мощность залежи. Взрыванием этих скважин образовывали подсечные выработки шириной 10—12 м, между которыми оставались узкие целики, разрушаемые в последнюю очередь. Воронки в этом случае образовывали шпурами из дучек снизу вверх сразу на полное сечение по мере подсечки камеры. Производительность труда рабочего на подсечке, камеры при обычном способе 22,5 т/смену, с глубокими скважинами 26,1 т/смену.

Подсечку шпурами на ряде рудников производят после образования воронок, как например, на рудниках Лениногорского комбината, где бурят шпуры в подсечке с отбитой руды, заполнившей воронки. На других рудниках, например на руднике нм. Р. Люксембург в Криворожском бассейне камеру подсекают одновременно с образованием воронок горизонтальными и нисходящими шпурами.

На Криворожском руднике им. М.В. Фрунзе несколько камер были подсечены до окончания разделки воронок. Подсечку производили широкими забоями со скреперной доставкой руды. Подсечные выработки высотой 1,8—2 м и шириной 5—6 м нарезали в направлении от лежачего бока к висячему по осям рядов будущих воронок, оставляя рудные стенки толщиной 2—3 м, которые затем разбуривали шпурами и разрушали участками обратным ходом. Одновременно с проведением подсечных выработок пробивали из ортов грохочения выпускные дучки, не доводя их примерно на 1 м до почвы подсечной выработки. Каждую из дучек разделывали затем в воронку восстающими шпурами в три очереди. Третий, последний комплект шпуров взрывали вместе со шпурами в целичках между подсечными выработками. В последующем вернулись к шпуровой подсечке одновременно с образованием воронок, так как это оказалось быстрее и дешевле.

Шпуры для образования воронок на большинстве рудников бурят снизу вверх телескопными перфораторами. На Маслянском руднике Зыряновского комбината при достаточно устойчивой руде проходят воронки снизу вверх сразу полным сечением (см. рис. 48,б). Это исключает лишние операции по устройству трех рабочих полков подготовке к бурению в них, что потребовалось бы для расширения дучки, пройденной узким сечением на полную проектную высоту воронки.

При менее устойчивой руде нашел применение вариант с опережающим узким забоем (см. рис. 48, в). В последнюю очередь взрываются шпуры в передовом забое и штанговые скважины, пробуренные вокруг передового забоя из расширенной части дучки.

Расширение дучки в воронку с внешней стороны (т.е. с противоположной стороны по отношению к скреперной выработке или грохоту) следует начинать почти с, самого низа дучки, так как заторы при выпуске образуются в этом случае на меньшей высоте. Это проверено практикой рудников комбинатов Зыряновского, КМАруда, «Апатит» и др.

Образование воронок шпуровым методом применяется также на многих зарубежных рудниках, например в Швеции на руднике Мальбергет при разработке гематитовых и магнетитовых руд системой с магазинированнем и на руднике Бодас при разработке магнетитовых руд системой с подэтажной отбойкой; в Норвегии на руднике Лоэкэн при разработке полиметаллических руд камерной системой с отбойкой руды вертикальными веерами глубоких скважин.

Образование воронок штанговыми скважинами на рудниках России имеет почти исключительное применение при малой и средней крепости руды (в мощных залежах) и на отдельных шахтах применяется при крепкой руде (см. рис. 48, а).

Подготовка днищ в этом случае по сравнению с образованием воронок шпурами удешевляется и ускоряется, однако воронки часто получаются неправильной формы, слишком узкие, с высоко расположенной горловиной, что затрудняет выпуск руды, особенно если в ней имеются крупные куски.

На некоторых рудниках, например нм. К. Либкнехта в Криворожском бассейне при средней крепости руды и отработке камер с отбойкой горизонтальными скважинами образуют штанговыми скважинами не только выпускные воронки, но и подсечку высотой 6—10 м.

Образование воронок штанговыми скважинами широко применяется и на зарубежных рудниках, например в США на руднике Белл при разработке известняков камерной системой с отбойкой глубокими скважинами и системой с магазинированнем, руднике Кои при разработке сульфидной жилы системой с магазинироваиием и руднике Тыосекца при разработке кварцевой руды системой с магазинированнем; в Канаде на руднике Барвуэ при разработке крепкой сульфидной руды системой с подэтажной отбойкой штанговыми скважинами, рудниках Ламакуэ и Килиар при разработке кварцевой руды системой с магазинированием, руднике Джиант Маскот при разработке сульфидной руды системой с магазинированием, руднике Британия Бич при разработке крепкой жилы системой с подэтажной отбойкой, руднике Британия при разработке крепкой руды с минной отбойкой (где штанговыми скважинами делают также подсечку на высоту 6—10 м).

Образование воронок под целиками производят до обрушения целиков, одновременно с обрушением целиков или после этого.

Предварительное образование воронок ограничивается допустимой (иногда очень небольшой) площадью подсечки целика по условию его устойчивости.

При образовании воронок одновременно с обрушением целиков усложняется массовый взрыв. Кроме того, в этом случае, а также при последующем образовании воронок результаты не контролируются: какой бы неправильной не получилась воронка суженной, с неровными стенками, короткой с высокой горловиной, либо вовсе не соединенной с очистным пространством — ее уже трудно или невозможно исправить.

На шахтах Криворожского бассейна иногда совсем не образуют воронок под целиками, что повышает потери руды при выпуске, или после обрушения целиков взрывают из дучек комплекты штанговых скважин, что однако, не обеспечивает полного образования воронок.

При крепкой руде представляется наиболее рациональной, комбинированная схема работ, заключающаяся в следующем. Часть воронок под целиками образуют до обрушения целиков, в остальных воронках остается невзорванным только последний комплект шпуров, который взрывают вместе со скважинами в целиках (с некоторым опережением). Такая схема работ стала преобладающей, в частности, на рудниках Лениногорского и Зыряновского (см. рис. 48, г) комбинатов.

При обрушении целиков вертикальными скважинами дробового бурения на рудниках Зыряновского комбината образование воронок при массовом взрыве первоначально не дало положительных результатов: около половины дучек превратились лишь в грушевидные заходки с массивной кровлей. Объясняется это, видимо, большим искривлением скважин,

В последующем стали пробуривать у основания целика один или два-три ряда продольных горизонтальных скважин станками шарошечного или пневмоударного бурения (см. рис. 48, г). В целике толщиной 12 м пробуривают в каждом ряду три-четыре скважины диаметром 150 мм или четыре-шесть скважин диаметром 110 мм.

Для бурения этих скважин нарезают из дучек одну-две поперечные заходки. Глубину скважины принимают не более 12 м во избежание значительного их искривления.

При массовом взрыве мгновенно взрывают шпуры, в воронках и с замедлением — скважины в междукамерных целиках, включая горизонтальные скважины в основании целиков. Все воронки в этом случае соединяются с очистным пространством.

В воронках, которые образуются при массовом взрыве, в случае крепкой руды обычно пробуривают два кольца шпуров. Эти шпуры взрывают одновременно или шпуры внешнего кольца взрывают с замедлением. Так, на Березовском полиметаллическом руднике при обрушении нескольких целиков сначала взрывали внутреннее кольцо шпуров, через 2 сек внешнее кольцо и через 4 сек скважины в междукамерных целиках.

На шахте «Новая» рудоуправления нм. К. Либнехта в Криворожском бассейне при этажном обрушении целиков руды средней крепости нижнюю часть крайнего междукамерного целика на высоту 8—10 м временно оставляли нетронутой, чтобы создать защитный барьер против проникновения к выпускным воронкам обрушенных вмещающих пород, обладающих большой подвижностью, из соседнего, отработанного блока. По окончании выпуска руды оставшуюся часть междукамерного целика отрабатывали подэтажным обрушением вариантом «закрытый веер», в один подэтаж. Этот вариант следует применять в тех случаях, когда вмещающие породы обладают гораздо большей текучестью, чем отбитая руда.

На рудниках США и Канады при камерных системах разработки с массовым обрушением целиков образуют выпускные воронки очень большого диаметра только под камерами. Примером может служить канадский рудник Ламакуэ, где при ширине целиков 7,5 м и камер 10,5 м имеется лишь один ряд воронок под камерой; таким образом, ширина зоны действия воронки составляет 18 м. Такое увеличение площади воронок резко снижает объем нарезных работ и повышает прочность днища блока, но вместе с тем значительно увеличивает потерн обрушенной из целиков руды на днище блока. Поэтому в случае этажного обрушения целиков можно в виде исключения не образовывать под ними выпускные воронки лишь при очень большой высоте этажа, при которой потерн руды на гребнях между воронками мало ощутимы, или при очень малом запасе целиков и бедной руде.





Яндекс.Метрика