22.12.2020

Управление обрушением устойчивых покрывающих пород при разработке системами с массовым обрушением мощных пологих (и наклонных) залежей


Как показывает опыт, в этих условиях управление обрушением кровли имеет большое значение для: 1) выбора двухстадийной или сплошной выемки; 2) определения рациональных размеров блока в плане; 3) выбора порядка отработки блоков в шахтном поле; 4) определения необходимой скорости очистной выемки (в большинстве случаев отработку блоков стараются интенсифицировать независимо от требований управления кровлей).

Имеются также самостоятельные вопросы управления обрушением кровли: 1) установление минимально допустимой толщины породной подушки; 2) выявление необходимости в принудительном обрушении кровли; 3) определение объема принудительного обрушения; 4) выбор способа принудительного обрушения.

Приведенные выше сведения об управлении обрушением кровли на отдельных рудниках характеризуют частные решения. Наиболее глубокий научный анализ большинства из перечисленных вопросов возможен на основе моделирования соответствующих процессов разработки в центрифуге или в эквивалентных материалах, а также оптическим и другими методами.

Принято считать, что толщина предохранительной «подушки» из обрушенных пород должна быть не менее 15—20 м, а на большой глубине — не менее 25—30 м. Однако на практике в случае внезапного полного обрушения налегающих пород такая толщина породной подушки иногда оказывается недостаточной для гашения воздушного удара.

Занижение минимально допустимой толщины породной подушки может привести к возникновению в руднике воздушных ударов и разрушению днища блока, а завышение связано с бесполезным увеличением объема работ по принудительному обрушению кровли.

Зная минимально допустимую толщину породной подушки, можно:

1) установить необходимость в принудительной посадке кровли в тех случаях, когда нельзя рассчитывать на полное самообрушение налегающих пород вместе с обрушением блока (разумеется, здесь имеются в виду лишь условия, в которых опорное давление не оказывает разрушающего действия); принудительной посадки кровли не требуется, если есть основания ожидать, что к тому времени, когда значительная часть руды из блока будет выпущена, над оставшейся рудой успеет накопиться достаточно толстый слой обрушенных пород;

2) определить, при какой толщине слоя оставшейся в блоке отбитой руды следует приостановить выпуск во избежание возможной аварии, если интенсивность самообрушения пород кровли оказалась ниже ожидаемой (выпуск может быть продолжен в последующем после обрушения налегающих пород в необходимом объеме);

3) выявить необходимый и достаточный объем работ по принудительному обрушению пород.

При определении минимально необходимой толщины породной подушки следует учитывать максимальный возможный объем внезапного самообрушения пород; высоту свободного пространства, в которое обрушаются породы; относительную величину площади обрушения. Следует, по-видимому, учитывать также крупность кусков породной подушки, так как от этого существенно зависит сопротивление ее воздушной волне.

Эти условия должны быть воспроизведены на модели.

Замеру подлежит скорость образующейся при обрушении воздушной волки в выработках ниже предохранительной подушки. Последняя может быть заменена эквивалентным отверстием. Данные о возможном характере самообрушения пород могут быть приняты из производственных наблюдений или установлены на основе моделирования в эквивалентном материале.

При крепкой руде толщина породной подушки, обеспечивающая гашение воздушной волны, является, как правило, достаточной и для предохранения днища от разрушения динамическим ударом. В имевших место случаях возникновения воздушных ударов на рудниках Лениногорского комбината днища блоков не были разрушены.

При определении толщины подушки по условию защиты от динамического удара на модели, помимо перечисленных выше условий, должны быть воспроизведены в необходимых масштабах: модуль сжимаемости обрушенных пород, слагающих подушку; толщина и конфигурация днища; прочность и модуль упругости руды.

Опережающая выемка слоя руды под кровлей залежи. Такой порядок выемки применяется иногда в условиях очень мощных пологих и наклонных залежей с устойчивой кровлей. Общую схему работ в этом случае можно представить в следующем виде.

Высота вынимаемого с опережением стоя руды должна быть небольшой, чтобы исключалась возможность воздушных ударов в случае внезапного самообрушения вышележащих пород и прилегающий массив руды имел достаточное сопротивление опорному давлению.

Опережение (по простиранию или падению залежи) выемки верхнего слоя руды должно быть достаточным для самообрушения значительной толщи пород кровли.

Выемка этого слоя должна вестись за пределами действующих блоков, расположенных в нижележащей, основной части рудного тела, чтобы они не подвергались опорному давлению.

Основную часть рудного тела отрабатывают в этом случае под налегающими обрушенными породами. Необходимость в принудительном обрушении кровли исключается, вместе с тем устраняется опасность воздушных ударов и обеспечивается нормальное горное давление в действующих блоках. Этим окупаются дополнительные расходы по отдельной выемке верхней части залежи.





Яндекс.Метрика