§ 3. Система разработки длинными с обрушением кровли

Эта система относится к классу с обрушением вмещающих по­род, особенностью которых является заполнение выработанного пространства обрушаемыми вмещающими породами вслед за выемкой руды. Необрушенной остается только часть выработан­ного пространства вблизи забоя, поддерживаемая крепью.

Названную систему применяют для разработки горизонтальных, пологих реже наклонных пластообразных залежей мощностью 2,0-3,5 м ценных и средней ценности руд. Покрывающие породы должны обрушаться при достаточном обнажении кровли.

Шахтное поле размерами 300 - 1000 х 600 х 1500 м вскрывают главным стволом 1 (рис. XVII.3, а) и вентиляционным 2, от которых соответственно проводят глав­ный откаточный 3 и вентиляционный 4 штреки с таким расчетом, чтобы шахтное поле разделялось пополам. Из откаточного штрека начиная от границ шахтного поля через 25-30 м проводят выемочные штреки 5, разделяя подготавливае­мый участок на столбы. В зависимости от устойчивости руды и ожидаемого горного давления указанные выработки крепят неполными или полными крепежными рамами либо металлической крепью круглой формы с затяжкой боков распилами. Проветрива­ют очистные забои через вентиляционные сбойки в выемочных штреках.

Рис. ХVII.3.Система разработки месторождений

длинными столбами

Столбы отрабатывают широкими заходками. На контакте с отработанным пространством при недостаточной устойчивости по­род кровли оставляют временные целики руды шириной 1,5-2,0 м, которые отрабатывают обратным ходом. Руду в заходках отбива­ют отбойно-погрузочными машинами или буровзрывным способом. Грузят ее в вагонетки, на скребковые или ленточные конвейеры и доставляют к главному откаточному штреку.

Заходки крепят неполными крепежными рамами или вразбеж­ку с затяжкой кровли распилами или досками. После выемки руды в заходке частично извлекают крепь, после чего происходит самообрушение кровли. При значительном давлении временные целики не извлекают.

При выемке столбов широкими заходками производительность труда забойного рабочего составляет 2-7 м³/смену, расход леса 0,1-0,25 м³/м³, потери руды 5-8% (при оставлении временных целиков неотработанными — 10-12%), разубоживание составляет 7-15%.

При отработке месторождений с относительно устойчивой кров­лей длинные столбы отрабатывают забоем – лавой (рис. XVII.3,б). Откаточным штреком 1 и вентиляционным штреком 2 месторождение разбивают на широкие (25-30 м) и узкие (10-12 м) столбы длиной 200-250 м, которые отрабатывают одновре­менно. Откаточные и вентиляционные штреки крепят деревом, не­полными крепежными рамами вразбежку, а очистное пространство поддерживают неполными крепежными рамами, параллельны­ми к линии забоя, с установкой их через 0,7-0,8 м.

Отбитую руду скрепером 3 или забойным конвейером через погрузочный полок 4 грузят в вагонетки или на конвейер. После подвигания забоя на шаг обрушения, устанавливаемого опытным путем (5-6 м), вдоль лавы устанавливают органную крепь с остановлением ходка шириной до 2 м для отработки следующей лавы. После установки органной крепи тихоходной лебедкой с соблюде­нием специальных мер частично извлекают крепежный лес отра­ботанного участка. В результате выемки крепи происходит обрушение кровли.

Свежий воздух по главному откаточному штреку, затем по па­нельному поступает в лаву. Омыв лаву, отработанная струя через вентиляционный штрек направляется к вентиляционному стволу.

Системы разработки длинными столбами применяют при раз­работке марганцевых руд в Никопольском и Чиатурском районах, на Урале, железорудных месторождениях Тульского и Липецкого районов. Различные горно-геологические условия месторождений обусловливают применение различной технологии разработки от­дельных месторождений.

Система дает возможность отбирать пустую породу в забое, характеризуется относительно высокой производительностью тру­да рабочего, хорошими условиями для механизации основных производственных процессов и проветривания выработок. Недоста­ток системы: небольшой фронт работ, малая интенсивность очист­ной выемки, один выход из забоя при отработке столбов широки­ми заходками, значительные потери руды при отработке целиков.

Последнее время на шахтах Никопольского марганцевого ме­сторождения для отработки длинных столбов лавами применяют передвижные щиты ЩН-М-57, КМ-3. Отработку лавой с передвиж­ной механизированной крепью применяют при мощности пласта более 1,8 м. При меньшей мощности применяют выемку заходки.

Щит ЩН-М-57 (рис. ХVII.4) состоит из ряда секций, уста­навливаемых вдоль лавы. Под прикрытием секций отбивают руду комбайном УКМ с после­дующей доставкой руды забойным кон­вейером до конвейера в вые­мочном штреке. Кровля пласта поддерживается выдвигающи­мися козырьками. По мере отработки лавы на шаг пере­движки щита (1,0-1,2 м) тя­говыми лебедками и полиспас­тами или с помощью гидроси­стемы щит передвигают в новое положение. После этого породы кровли, находящиеся за щитом, обрушаются в выработанное про­странство.

При обводненных залежах для предотвращения прорыва воды производится предварительное осушение при помощи скважин, пробуренных через 5-10 м из выемочных штреков в толще по­крывающих пород, обычно глин. В дальнейшем устанавливают забивные фильтры. Воду собирают в

трубчатые колодцы с после­дующей откачкой ее на поверхность.

Рис XVII. 4. Щит ЩН-М-57

Применение щитовых механизированных крепей обеспечивает большую безопасность работ, лучшее проветривание, увеличивает производительность забоя благодаря широкому фронту работ, исключает трудоемкие операции по доставке крепи и посадке кровли. Уменьшается объем проходческих работ, снижаются се­бестоимость добычи руды и на 1-2% потери руды.