Системы с массовым обрушением на зарубежных рудниках

Системы с массовым обрушением широко применяются на зарубежных рудниках.

Системы этажного принудительного обрушения не имеют большого распространения за рубежом. Вероятно, это объясняется широким применением взрывных скважин малого диаметра, при которых со многих случаях целесообразно отрабатывать максимально возможную часть блока камерами.

Этажное принудительное обрушение с вертикальными компенсационными камерами и отбойкой руды глубокими скважинами применено на железном руднике Элен в Канаде.

Пример применения этажного обрушения с минной отбойкой па руднике Аляска-Джуно вплоть до его закрытия в 1914 г. общеизвестен. Производительность труда забойного рабочего составляла там в среднем 70 т/смену, рабочего по руднику 20—25 т/смену. Расход BB составлял 180 г/т па отбойку и 100—130 г/т на вторичное дробление. Потери руды с учетом оставления постоянных междублоковых целиков достигали 25—30%. Себестоимость добычи руды приближалась к себестоимости добычи этажным самообрушением на других крупных рудниках за тот же период.

Этажное обрушение со сплошной выемкой и с минной отбойкой на канадском полиметаллическом руднике Британия рассмотрено выше.

Этажное обрушение с минной отбойкой применяли также на полиметаллическом руднике Холден в Канаде. Рудное тело приурочено к зоне метаморфизованных сланцев, гнейсов и кварцитов. Мощность его 9—18 м, длина по простиранию 600 м.

По разным направлениям рудное тело пересекается гранитными дайками полевого шпата. Руда и вмещающие породы устойчивые.

Рудное тело разделяли на блоки и междублоковые целики. Минные подэтажиые выработки проходились из восстающих, высота подэтажа 10,5 м, величина сосредоточенных зарядов до 800 кг.

Расход BB па первичную отбойку изменялся от 0,21 до 0,7 кг/т, а па вторичное дробление составлял в среднем 0,09 кг/т.

При мощности рудных тел менее 10 м отбойку сосредоточенными зарядами не применяли из-за большого расхода BB и сильного нарушения взрывами вмещающих пород.

В 1943 г. минная отбойка па руднике Холден была вытеснена отбойкой глубокими скважинами.

На Канадском медном руднике Бокс этажное обрушение с минной отбойкой применяют без оставления междублоковых целиков. Рудная залежь имеет длину по простиранию 760 м, максимальную мощность 53 м, среднюю 36 м, угол падения 60—75°.

Выемочный блок имеет длину по простиранию 24 м и ширину, равную мощности рудного тела. Минные выработки проходят из восстающих через 9—12 м по вертикали. Расстояние между восстающими 24 м. Выпуск руды производят на горизонт грохочения с просветами в грохотах 450—550 м. Общин расход BB (40%-ного и частично 60%-ного динамита) па первичную отбойку и вторичное дробление составляет 0,4 кг/т. Производительность труда подземного рабочего 15,6 т/смену, рабочего по руднику 7,8 т/смену.

Камерные системы разработки с отбойкой руды глубокими скважинами нашли за рубежом широкое применение.

Характерно для зарубежной практики применение, скважин небольшого диаметра, мощных высокобризантных нитроглицериновых BB и короткозамедленного взрывания.

Бурение скважин обычно осуществляется станками вращательного бурения с мелкоалмазными коронками диаметром 30—38 мм, реже 52—56 мм.

До 1946 г. алмазное бурение было единственным способом бурения подземных взрывных скважин в крепких и средней крепости породах.

Буры, армированные твердыми сплавами, начали применяться в США, Канаде и Швеции только после второй мировой войны. Штанговое бурение скважин колонковыми перфораторами с диаметром поршня 76—102 мм применяется теперь все шире в связи с ростом цен нa алмазы. Так, па рудниках крупнейшей канадской компании ИНКО свыше 65% всех скважин бурят колонковыми перфораторами. Глубина скважин обычно 20—25 м, иногда 30 и даже 60 м. Диаметр скважин 45—50 мм, в редких случаях 60 мм и более.

Отбойку глубокими скважинами применяют на ряде зарубежных рудников даже в маломощных залежах, например на австралийском руднике Маунт Айза при минимальной мощности рудного тела 1,8 м. американском Энвил Палме и африканском Роун Антилоп 3,0 м.

На канадских рудниках Флип-Флоп, Норанда, Уайт Амьюлет мощность рудных тел, в которых применяют отбойку скважинами, доходит до 120—135 м. При мощности более 25—30 м камеры обычно располагают вкрест простирания, а при очень большой мощности оставляют не только поперечные, но и продольные междукамерные целики (рудник Норанда).

Чаще всего камерными системами разрабатывают крутопадающие залежи крепких руд. При небольшом угле падения руду и камерах перемещают скреперами или другим оборудованием. Иногда проходят в лежачем боку выпускные воронки.

В отдельных случаях камерными системами удастся осуществить селективную выемку, например на норвежском пиритном руднике Скоровас.

Рудное тело имеет мощность от 1,8 до 36 м. Руда содержит в среднем 1,5% мели, 1,8% цинка, 46% серы, а также небольшое количество кобальта, никеля и других металлов.

В начальной стадии разработки месторождения применяли систему с магазинированием руды. Камеры шириной 7—12 м располагали вкрест простирания, оставляя между ними целики 6—10 м.

Эта система не позволяла отрабатывать раздельно прослои богатой и бедной руды. Поэтому перешли к камерной системе с открытым очистным пространством и отбойкой руды глубокими скважинами. Нижнюю часть камеры обуривают из подсечных ортов восходящими наклоненными под углом 45° к горизонту скважинами. Диаметр скважин 51 мм. максимальная глубина 20 м, л.н.с. 2 м, расстояние между скважинами в ряду 2,4 м. Верхнюю часть камеры обуривают из одной-двух подэтажных выработок веерами скважин. Взрывные работы в камере начинают только после окончания бурения. Участки богатой руды взрывают отдельно от участков бедной руды, содержащей прослойки пустых пород. Выпускают руду сразу после отбойки.

На зарубежных рудниках в камерах чаще всего применяют подэтажную отбойку руды.

При этом отбойка из открытых заходок встречается сравнительно редко. Ее применяют на железном руднике Энвил Палме (США) и канадских полиметаллических рудниках Ривси, частично, Флин-Флон. Диаметр скважин 36—50 мм. л.н.с. 1,5—1,8 м, расстояние между скважинами 1,0-2,4 м, выход руды с 1 м скважины изменяется от 6—7 до 22 т.

На руднике Флин-Флон в некоторых камерах верхний подэтаж обуривают параллельными скважинами, нижний подэтаж веерами скважин (высота подэтажа 14,5 м). Из открытой за-ходки верхнего подэтажа пробуривают вдоль контактов рудного тела отрезные скважины длиной 27 м на высоту двух подэтажей. Сначала взрывают веерные скважины, отрезные скважины служат для выравнивания стенок камеры.

Подэтажная отбойка веерообразно расположенными скважинами распространена па зарубежных рудниках очень широко.

При одном подэтажном штреке (орте) часто не обеспечивается полная отбойка руды у боковых границ камеры, поэтому па многих рудниках применяют отбойку веерами скважин, пробуренными из парных подэтажных штреков. При очень большой мощности рудного тела встречается отбойка из строенных подэтажных штреков. Диаметр скважин 30—58 мм, л.н.с. 1,2—3,1 м, расстояние между скважинами 2,4—3,9 м, выход руды с 1 м скважины 9—21 т,

Камерная система с отбойкой руды этажными скважииамч встречается за рубежом значительно реже, чем с подэтажной отбойкой.

Отбойку руды вертикальными нисходящими этажными скважинами применяют па медных рудниках Маутин Коппер (США) и Альдермарк (Канада).

Высота этажа колеблется от 30—36 до 43 м, скважины бурят из открытых заходок, диаметр скважин 38—40 мм, л.н.с. 1,8—2,0 м, расстояние между скважинами 1,8—2,2 м, выход руды с 1 м скважины 14,4—17,5 т.

Горизонтальные скважины для отбойки руды в камерах па зарубежных рудниках располагают, насколько известно, только веерообразно.

На шведском руднике Бодае горизонтальные скважины бурят ручными перфораторами на пневмоподдержках с подвесных платформ. Эти платформы во время бурения распираются в буровых восстающих, пройденных в камере на расстоянии около 30 м один от другого.

На другом шведском руднике Мальмбержет внутри и по углам очистной камеры проходят восстающие с нишами, из которых бурят алмазными коронками горизонтальные веера глубоких скважин диаметром 36 мм. Толщина отбиваемого слоя руды около 3 м, расстояние между концами скважин в веере 4—5 м, выход руды с 1 м скважины 20,7 г, производительность труда бурового рабочего 142 т/смену, расход BB на отбойку 43 г/т. Руду из очистного пространства выпускают через рудоспуски сечением 1,2х0,8 м непосредственно в вагонетки емкостью 2,5 т (без горизонта вторичного дробления).

На канадском золотом руднике Сноу Лайк бурят горизонтальные веера скважин со стандартных полков, которые устанавливают в расширениях бурового восстающего. Для установки полков в каждом углу восстающего бурят метровые шпуры и в них заклинивают стальные штанги. Этими штангами укрепляют распорки, на которые настилают доски. После обуривания слоя настил из досок разбирают и переносят на вышележащий слой, распорки оставляют на месте и используют при заряжании скважин. Скважины бурят колонковыми перфораторами. Л.н.с. 3,1 м, расстояние между концами скважин 3,6—5,2 м. Производительность камеры 200 т/сутки.

На некоторых рудниках отбивают руду п камерах скважинами из магазинов. На норвежском пиритном руднике Леккен Верк отбойку скважинами из магазинов применяют с 1953 г. для разработки массивных тонкозернистых очень крепких сульфидных руд. Рудное тело вкрест простирания разделяют на блоки шириной 27 м (ширина камер 16 м, целиков 11 м). Скважины диаметром 46 мм и глубиной до 20—30 м бурят снизу вверх алмазными коронками станками Крелиус, ряды скважин наклонные.

В межкамерных целиках остается 30—40% рудного запаса. Сначала ил руднике применяли этажное обрушение целиков (при открытых камерах), но при этом резко возрастало горное давление. Поэтому перешли на подэтажное обрушение целиков в замагазинированной руде по мере общего выпуска руды. Высота подэтажа 8—10 м, глубина скважин 20 м, л. п. с. 2,5 м.

Системы этажного самообрушения применяют на многих зарубежных рудниках.

До второй мировой воины при этой системе разработки почти повсеместно применяли горизонт грохочения с пальцевыми рудоспусками. После войны он начал вытесняться горизонтом скреперования с доставкой руды лебедками большой мощности. Нa молибденовом руднике Клаймакс и железном руднике Вулкан (CШA) применяют скреперные лебедки мощностью 112 квт и литые, гребкового типа шарнирно складывающиеся скреперы шириной около 1800 мм.

В послевоенные годы на некоторых рудниках стали применять двухъярусные днища блоков.

Крепление выработок горизонта вторичного дробления обычно производят монолитным бетоном или металлической податливой крепью корытообразной формы. На руднике Клаймакс крепят бетоном даже горловины воронок.

Имеются отдельные примеры применения этажного самообрушения для разработки крепких полезных ископаемых. Например, этой системой до 1954 г. разрабатывали крепкие и вязкие метаморфизованные известняки на руднике Крестморе в Канаде.

Разработка более глубоких горизонтов рудника Крестморе начиная с 1954 г. ведется камерно-столбовой системой с экскаваторной погрузкой полезного ископаемого в электрические троллейные самосвалы. Переход от этажного самообрушения к камерно-столбовой системе объясняется некоторыми изменениями структуры пород и необходимостью изолировать рудные тела на нижних горизонтах от водоносных аллювиальных отложении.

Системы подэтажного обрушения без мата широко применяются в основном в Швеции и Норвегии. Характерны для этой системы небольшая высота подэтажа, отсутствие выпускных дучек и воронок и высокая механизация очистной выемки с помощью самоходного оборудования.