Глава 6. Системы разработки с обрушением вмещающих пород.

Сущность. В системах этого класса на отбитую руду обрушаются вмещающие породы. Между ними имеется искусственное разделяющее устройство.

В наклонных и крутопадающих месторождениях между отрабатываемым слоем руды и обрушаемыми породами устраивается настил из дерева, металла или других материалов, препятствующий проникновению пустых пород в очистное пространство.

Отработка горизонтальных и пологозалегающих маломощных месторождений ведется одним слоем, а призабойное пространство поддерживают гидравлической передвижной крепью, индивидуальной металлической, либо, что реже, деревянной крепью.

Эти системы запрещается применять, если требуется сохранение земной поверхности, а также при наличии в налегающих породах плывунов, карстовых полостей и т.д. Исключение составляют случаи, если соотношение высоты налегающей толщи пород с выемочной мощностью достаточно велико для того, чтобы обрушение кровли не вызывало деформацию земной поверхности.

По конструктивным признакам и условиям применения системы разработки с обрушением вмещающих пород можно разделить на две группы:

1. Столбовые системы с выемкой руды на всю мощность рудного тела.

2. Системы слоевого обрушения, при которых отработка блока осуществляется сверху вниз слоями.

6.1. Столбовые системы разработки с обрушением кровли.

Сущность. По мере выемки руды в один слой призабойная крепь перемещается вслед за забоем, при этом позади крепи происходит обрушение кровли.

Условия применения. Столбовые системы применяют в маломощных (0,8–3м) горизонтальных и пологих залежах с неустойчивыми покрывающими породами. Руды любой ценности.

Если породы висячего бока устойчивы, их обрушают принудительно взрыванием пробуренных в кровле шпуров. Широкое распространение столбовые системы разработки получили на Никопольских и Чиатурских марганцевых рудниках, а также на калийных шахтах Белоруссии (ПО «Беларуськалий»). Встречаются на рудниках цветной металлургии (венгерский бокситовый рудник «Кикчетабанья», золотые рудники ЮАР), на железных рудниках Лотарингии и Германии.

Общий порядок отработки. Месторождение делится на панели больших размеров, которые в свою очередь, делятся на столбы шириной 80 - 200м (обусловлено эффективной длиной доставки) и длиной, равной ширине панели (рис. 29.). Ширина панели составляет:

для металлических рудников – 50 – 100м,

для марганцевых рудников – 300 – 500м,

для калийных – до 1500м.

Рис. 29. Вскрытие и подготовка шахтного поля при столбовой системе разработки.

6.1.1. Столбовые системы разработки с обрушением кровли и выемкой столбов заходками.

Условия применения. Применяется при слабой неустойчивой кровле и сложной гипсометрии пласта.

Подготовка. При данной системе (рис. 30.) подготовка заключается в разделении шахтного поля панельными (1) и выемочными (3) штреками на столбы шириной от 20 до 80 м и длиной от 200 до 800 м. На калийных шахтах столбы имеют длину до 1500 м. Рядом с панельными штреками, а при широких столбах и рядом с выемочными проводят вентиляционные штреки (2).

Очистная выемка. Столбы отрабатывают заходками (4) в направлении от границ шахтного поля к панельным штрекам.

Заходка - горизонтальная выработка, по высоте соответствующая мощности рудного тела (до 4 м) и шириной 2,5—5 м в зависимости от устойчивости кровли.

Рис. 30. Столбовая система разработки с обрушением кровли и выемкой столбов заходками.

1-панельный штрек; 2- вентиляционный штрек; 3-выемочный штрек; 4-заходка.

Различают два способа расположения заходок относительно выемочного штрека: одностороннее и двустороннее.

При одностороннем расположении заходок их длина равна ширине столба, что приводит к увеличению числа выемочных штреков по сравнению с двусторонним расположением, при котором ширина столба равняется двойной длине заходок. Двусторонние заходки можно отрабатывать одновременно и последовательно (поочередно), сначала с одной, затем с другой стороны штрека. Поочередная отработка уменьшает концентрацию напряжений пород в устье заходок.

Руда небольшой крепости в заходках отбивается отбойно-погрузочными машинами, а крепкая- буровзрывным способом. Шпуры бурят электро - или пневмосверлами, а в более крепких рудах - перфораторами. На погрузке руды применяется малогабаритный барабанно-лопастный комбайн типа МБЛ-Д, обеспечивающий производительность до 80-90 т/смену.

Транспортирование отбитой руды по заходкам и выемочным штрекам производится скребковыми и ленточными конвейерами, погрузочно-доставочными машинами, самоходными вагонами.

Заходки крепятся деревянной, смешанной и металлической крепью.

При погашении отработанных заходок элементы крепи извлекают лебедками или же разрушают деревянную крепь взрыванием зарядов.

Технико-экономические показатели. Показатели изменяются в довольно широких пределах в зависимости от физико-механических свойств руды, мощности месторождения, способа доставки и других факторов.

На марганцевых рудниках Никополя производительность забойного рабочего до 20 т/см-чел, потери - 10-12%, разубоживание – 2-7%.