22.12.2020

Некоторые варианты систем разработки пологих залежей


В условиях пологих и наклонных залежей ограниченной мощности выработки для выпуска и вторичного дробления руды нарезают в подстилающих породах.

Наибольший объем этих выработок требуется при выпуске руды под налегающими обрушенными породами, так как в этом случае необходима густая сеть выпускных отверстий в днище блока.

Относительный объем полезных выработок для выпуска и вторичного дробления руды (воронок, дучек, выработок горизонта скреперования и рудоспусков средней длиной 12 м) для обычных вариантов систем с массовым обрушением составляет 5,5—7% при мощности залежи 20 м и возрастает до 9—13% при мощности 10 м.

С уменьшением мощности залежи возрастает также относительный объем буровых выработок при отбойке руды вертикальными и наклонными скважинами.

Устойчивые породи кровли требуют принудительного обрушения, что также связано с известными расходами.

Поэтому себестоимость добычи руды системами с массовым обрушением в пологих залежах ограниченной мощности заметно возрастает.

Наиболее эффективны при пологом падении залежей сплошная и камерно-столбовая системы разработки с самоходным оборудованием. Однако для применения их, помимо высокой устойчивости пород, необходимы и другие условия.

Самоходное оборудование можно применять лишь при большой площади разрабатываемого участка с выдержанными элементами залегания. Это необходимо для того, чтобы большой масштаб работ оправдывал расходы по завозу и доставке самоходного оборудования, расширению выработок, образованию монтажных камер и т. п. Кроме того, при большой площади участка сокращается доля потерь руды в ограничивающих его целиках,

В тех случаях, когда имеется несколько рудных горизонтов, мощность пустых пород между ними должна быть такой, чтобы подработанные вмещающие породы сохраняли устойчивость. Многие рудники России, разрабатывающие пологие залежи, не обладают всеми перечисленными горнотехническими условиями и, следовательно, не имеют перспектив применения крупного самоходного оборудования.

Камерно-столбовая система разработки со скреперной доставкой руды по подошве очистного пространства приемлема лишь при сравнительно небольшой мощности залежи или особенно устойчивых породах висячего бока, так как оборка кровли на большой высоте практически неосуществима без самоходного оборудования.

Помимо сплошной и камерно-столбовой систем разработки, могут быть противопоставлены системам с массовым обрушением лишь сравнительно трудоемкие системы разработки с поддержанием очистного пространства крепью или закладкой.

Системы разработки на Лениногорском руднике. Подстилающие породы большинства рудных тел представлены минерализованными микрокварцитами, в которых содержание металлов только на 25—30% ниже браковочного минимума.

Один из вариантов, рассмотренный выше в связи с этажным принудительным обрушением, отличается использованием подсечных выработок для установки буровых станков, что снижает объем нарезных работ.

Запасы рудных тел средней мощности (5—15 м) достигают 70% и более по отдельным линзам, а в целом по месторождению составляют около 50%. При разработке более мощных участков иногда остаются в днищах блоков целики толщиной также 5—15 м.

Сплошная и камерно-столбовая системы разработки не подходят для большинства рудных тел, так как участки средней мощности обычно имеют площадь до 400—1000 м2 и граничат с мощными участками, которые отрабатываются массовым обрушением. В этом случае при сплошной или камерно-столбовой системах основную часть запаса пришлось бы оставить в пограничных целиках. Кроме того, часть залежей отделена от вышележащего выработанного пространства безрудным прослоем сравнительно небольшой толщины, который мог бы обрушиться при подработке.
Некоторые варианты систем разработки пологих залежей

Для разработки залежей мощностью 5—15 м (а также рудных целиков в днищах блоков) применяют следующий вариант системы разработки (рис. 68).

Рудный участок отрабатывают в зависимости от его размеров одной-двумя лентами шириной 12,5 м и длиной 25 м. В подстилающих породах проходят скреперный штрек 1 или орт сечением 1,6х1,8 м. В торцах его нарезают две парные дучки, используемые в последующем для выпуска руды из них — два буровых штрека (орта) 2 сечением 3х3 м, почву которых располагают на 1—2 м выше кровли скреперного штрека.

Из буровых штреков погружными пневмоударниками бурят вертикальные веера скважин, затем образовывают (на отрезной восстающий 3) отрезную щель и, отступая от нее, отбивают руду вертикальными слоями. Взрывают одновременно один-три комплекта скважин. Выпускные дучки проходят с отставанием (на один интервал между дучками) от отбойки руды для повышения устойчивости днища. По мере проходки дучек производит общий выпуск руды.

Если данный участок расположен непосредственно под обрушенными породами, то последние по мере выпуска руды заполняют выработанное пространство. При наличии в кровле и по границам блока массивных пород очистное пространство остается открытым. В блоке, граничащем по одну сторону с обрушением, в первую стадию вынимают камеру с противоположной стороны, затем расстреливают оставшийся целик и выпускают руду в отступающем порядке.

Технико-экономические показатели этого варианта системы приведены ниже.

Камерно-столбовая система разработки с донным выпуском руды. Этот и другие варианты камерно-столбовой системы рассмотрены в связи с тем, что по условиям применения они противопоставляются системам с массовым обрушением.

Блок бедных руд на горизонте 9 Западной линзы был расположен под действующим карьером. Последнее и обусловило применение камерно-столбовой системы разработки, однако показатели ее, как видно из дальнейшего, оказались не хуже, чем у систем с массовым обрушением.

Камерно-столбовая система со скреперной доставкой руды по подошве очистного пространства не подходила для данного блока в связи со значительной мощностью залежи (более 20 м) и не очень устойчивой кровлей. Для отработки блока применили вариант системы, показанный на рис. 69.

В блоке площадью 9200 м2 с запасом 460 тыс. т (в том числе 18,5% забалансовых рублей) выработали пять камер шириной 12—15 м и длиной 55—75 м, разделенных сплошными целиками шириной 12 м, затем соединили камеры сбойками, оставив постоянные изолированные целики, по одному-два целика на каждой границe между камерами (для ликвидации пустот под действующим карьером эти целики предполагается обрушить вместе с налегающей толщей пород).

Нa 5—7 м ниже почвы залежи под каждым междукамерным целиком были пройдены скреперные орты на расстоянии 24—25 м один от другого. Из скреперного орта через 6 м были нарезаны дучки, из которых проходили буровом орт пли образовывали буровые ниши шириной 3 м. Подлежащим отбойке рудный массив в камерах, а в последующем в просечках разбуривали погружными пневмоударниками.

Расход BB составил на отбойку 540 г/т, на вторичное дробление 120—150 г/т. Скреперовали руду лебедками 2ЛС-75 со скреперами емкостью 0,5 м3. производительность лебедки около 140 т/смену. Производительность труда при очистной выемке и себестоимость ее были примерно такие же, как при этажном принудительном обрушении с той же механизацией работ.

Объем подготовительных работ равнялся 4%, нарезных 5,2%. Затраты по данному блоку на подготовительные и нарезные работы составили 89 коп/т.

При системе этажного принудительного обрушения затраты на подготовительные и нарезные работы равнялись 2,15 руб/т.

Объем постоянных целиков при камерно-столбовой системе составил 13,5% объема блока. В связи с тем, что эти целики приурочены к основным непромышленным включениям, запас в них кондиционной руды удалось снизить до 3,6%. Таким образом, потери руды были не больше, чем при системах с массовым обрушением.

Это показывает, что если отсутствуют необходимые горнотехнические условия для сплошной и камерно-столбовой систем с доставкой руды по подошве очистного пространства, то в известных случаях системам с массовым обрушением может быть противопоставлен вариант камерно-столбовой системы с выпуском руды под действием силы тяжести.

Благоприятствует применению этого варианта нечеткий контакт рудного тела по лежачему боку. Это позволяет увеличить расстояние между выпускными выработками, подрабатывая часть пород лежачего блока, имеющих близкое к промышленному содержание металла, и оставляя в потерях у контакта треугольники руды с невысоким содержанием металла.

Камерно-столбовая система разработки с доставкой руды по подошве очистного пространства без доступа а него людей. Для уменьшения объема нарезных работ изыскивают варианты систем разработки, с доставкой руды по подошве очистного пространства без доступа в него людей (при недостаточной устойчивости кровли, не позволяющей рабочим находиться в очистном пространстве). Пока это относится лишь к выемке камер. Предусматривается применение камерно-столбовой системы разработки с оставлением постоянных ленточных целиков. Рудные тела небольшой площади могут отрабатываться полностью одной камерой.

При мощности залежи 10—15 м испытывается вариант со взрывной доставкой руды по падению залежи (рис. 70). Отбойку производят веерами восходящих скважин диаметром 150 мм, которые бурят станками ЛПС-3 с пневмоударниками П-150.

Станки устанавливают в нишах (см. рис. 60,а) или в наклонном восстающем (см. рис. 60,б). Последнее менее удобно, но дает возможность двухстаночного обслуживания и уменьшает объем нарезных работ.

Расстояние между веерами скважин составляет 2,5 м, между концами скважин 3 м. Удельный расход BB на отбойку около 800 г/т.

Руда отбрасывается в траншею, образованную в нижней части камеры. Из траншеи выпускают руду на скреперный штрек. Этот вариант системы разработки дал положительные результаты при угле падения залежи 30—10° и длине доставки до 20—30 м; ведется испытание при углах падения 15—30°.

Разрабатывается вариант скреперной доставки руды без доступа рабочих в очистное пространство.

Этот вариант предназначается для разработки пологих залежей мощностью до 5—8 м, если крупность руды позволяет производить скреперную доставку без предварительного вторичного дробления. Минимальная мощность залежей около 3 м.

Переброску скреперного каната от лебедки к хвостовому блоку через навал отбитой руды предполагают осуществлять с помощью пневматического ружья. «Пуля» с прикрепленным к ней тонким тросом, перелетает через навал руды. После этого за трос подтягивают скреперный канат.

Опытный образец пневматического ружья выбрасывает трос на 30 м.

Полагаем, что в пологих залежах средней мощности (и большой площади) будет эффективна доставка руды по подошве очистного пространства бульдозером с бронированной кабиной, защищающей машиниста от падения отдельных кусков породы с кровли.





Яндекс.Метрика