БИЛЕТ 23

Вопрос №1. Способы выемки целиков, их сравнительная оценка.

Способы выемки междукамерных и междуэтажных целиков

Все способы выемки целиков можно объединить в две группы, отличающиеся между собой по конструктивным признакам.

Первая группа: способы выемки целиков при заполненных отработанных камерах путем их закладки или перепуска пустых пород с вышележащих этажей. Вторая группа - способы выемки целиков при незаполненных камерах.

Рис. 4.10. Подсечка камеры и образование воронок

По правилам техники безопасности выемка целиков с помощью горных выработок разрешается только при условии, когда отработан­ные камеры заполнены пустой породой, закладкой или рудой. Прове­дение горных выработок в теле целиков до начала их погашения до­пускается в минимальном количестве и минимальных размеров.

На практике наиболее распространен следующий порядок вы­емки целиков.

I вариант. Первая стадия. Одновременная отработка нескольких потолочин, обычно не больше трех, и подпирающих их междукамерных целиков в незаполненные камеры. Вторая стадия. После выпуска руды, полученной от массового взрыва потолочины и междукамерных целиков производится выемка запасов днища системой подэтаж-ного обрушения (обычно камерные варианты) под обрушенными пус­тыми породами.

II вариант. Первая стадия. Взрывание одной потолочины (ре­же одновременно нескольких потолочин) в незаполненную нижеле­жащую камеру. Вторая стадия. Выемка междукамерных целиков каким-либо из вариантов подэтажного обрушения или слоевым обру­шением при камерах, заполненных пустой породой. Третья стадия. Выемка днища (целика над горизонтом дробления и основным гори­зонтом) камерным вариантом подэтажного обрушения.

При массовом обрушении междукамерных целиков в открытые камеры одновременно взрывается один или два таких целика и соот­ветственно две или три потолочины. В обоих случаях пустые поро­ды, заполняющие выработанное пространство, будут прилегать к со­седним невыработанным междукамерным целикам а₁ и а₂ (рис. 4.11). Эти целики отрабатывают после обрушения целиков С/ и С₂ и запол­нения камер в₁ и в₂ пустой породой. Таким образом, первый и второй порядок выемки междукамерных целиков комбинируются.

Посадка потолочин. Производится глубокими скважинами или минными камерными зарядами.

Последний способ в данное время стал применяться на наших рудниках довольно редко, только в очень крепких рудах, в условиях, когда нельзя пробурить глубокие скважины. Массовая посадка пото­лочины глубокими скважинами получила широкое применение и со­вершенствуется.

На рис. 4.12 показано расположение минных выработок и ка­мерных зарядов в обрушаемых двух потолочинах камер, расположен­ных вкрест простирания.

Рис. 4.11. Порядок выемки целиков

Минные рассечки М проходятся из ортов О междукамерных це­ликов на расстоянии 6-7 м одна от другой (между осями). Эти рассеч­ки выходят в контуры потолочины над камерой только на 2,5-3,5 м; полная длина каждой рассечки 6-7 м.

Камерные заряды К по 100-300 кг укладываются в концах рассе­чек М, которые после укладки заряда и детонирующего шнура забу­чиваются отбитой рудой.

Расход ВВ на 1 т руды в потолочине составляет при данном способе отбойки от 100 до 200-250 г.

Недостатки этого метода:

1) высокая трудоемкость проведения минных выработок;

2) весьма неравномерное дробление отбитой руды, наличие, наряду с рудной мелочью, крупных глыб, которые требуют вторичного дробления;

3) низкий коэффициент извлечения обрушенной руды (обычно не больше 50 %);

4) проведение в потолочине горных выработок сопровождается образованием в ней трещин, что может вызвать внезапное обрушение потолочины. В связи с этим применение минных камер для посадки потолочин довольно опасно и допустимо только в крепких, монолит­ных рудах с высокой устойчивостью.

Посадка потолочин при помощи скважин по сравнению с мин­ными камерными зарядами обладает существенными преимуществами:

1) скважины можно расположить в массиве потолочины так, чтобы обеспечить равномерное ее дробление при взрыве;

2) уменьшается во много раз объем подготовительных выработок;

3) существенно повышается безопасность работ;

4) благодаря равномерному дроблению и мгновенной посадке потолочины по всей ее площади, достигается значительно большее извлечение обрушенной руды при ее выпуске.

4.12. Посадка потолочин минными камерными зарядами

При параллельном расположении скважин достигается более равномерное дробление руды, чем при веерном, но зато требует при­менения при посадке большего объема подготовительных выработок. Поэтому в практике наиболее распространено веерное расположение.

Пучковое расположение скважин применяется при посадке по­толочин большой толщины.

Выемка междукамерных целиков

В практике междукамерные целики наиболее часто отрабаты­вают при заполненных камерах системами подэтажного или слоевого обрушения.

Массовая посадка междукамерных целиков (одновременно с по­толочинами) минными камерными зарядами, глубокими скважинами или шпурами, а также комбинацией этих способов отбойки применя­ется реже потому, что при этом удается извлечь обычно не более 40 % обрушенной руды. Остальная часть руды смешивается при обрушении и выпуске с пустыми породами и оказывается настолько разубоженной, что становится некондиционной.

На рис. 4.14 изображен типичный пример одновременной мас­совой посадки междукамерного целика и прилегающих к нему пото­лочин глубокими скважинами.

Ликвидация пустот, образующихся после выемки руды

При системах разработки с открытым очистным пространством и с магазинированием в результате выемки руды образуются большие открытые выработанные пространства. Переход к выемке нижележа­щих этажей требует предварительного погашения этих пустот.

Отработка более чем двух этажей без ликвидации образовав-шихся пустот может привести к внезапному обрушению боковых налегающих пород, будет сопровождаться колоссальной силы ди­намическим ударом и воздушной волной, которые могут привести рудник в состояние катастрофы и вызвать массовые человеческие жертвы.

Если самообрушение блоков происходит постепенно и очистное пространство через некоторое время частично или полностью запол­нится породой, то последующее массовое обрушение пород становит­ся менее опасным, т.к. удар будет в значительной мере воспринят «по­душкой» из породы.

Однако и в этом случае выработки работающего этажа могут оказаться под воздействием динамического и воздушного удара.

Заполнение пустот можно производить: а) закладкой пустой по­родой, доставленной с поверхности; б) искусственным обрушением пород висячего (реже лежачего) бока.

При большой емкости выработанного пространства В блоке (20000-50000 м³) и этажа (400000-500000 м³) закладка пустот породой требует организации большого закладочного хозяйства и сложной системы транспортных выработок, а кроме того, много времени на за­полнение пустот.

Искусственное обрушение боковых пород массовым взрывом большого количества ВВ дает возможность заполнить пустоты вне за­висимости от их объема за несколько дней. Благодаря своей техниче­ской эффективности и экономичности минный способ обрушения по­лучил широкое применение.

Эффективность разработки системой подэтажных штреков дос­тигается своевременной подготовкой к выемке междукамерных цели­ков и пород висячего бока к посадке. Поэтому, планируя расположе­ние подготовительных выработок к очистной выемке, необходимо учесть возможность удобного использования известной их части для производства работ по искусственной посадке боковых пород.

Объем подготовительных выработок определяется требуемым размещением и величиной минных зарядов, а общий расход ВВ - объ­емом породы, который необходимо обрушить для заполнения пусто­ты. Этот объем, учитывая коэффициент разрыхления, может быть принят равным утроенному объему пустот, подлежащих заполнению м³. Оставшиеся в выработанном пространстве междукамерные и междуэтажные целики перед посадкой висячего бока должны быть разрушены. Подготовка целиков к массовому обрушению организует­ся одновременно с подготовкой к посадке висячего бока; взрыв про­водят в две очереди, с паузой 5-10 с.

В результате массового взрыва обрушение происходит сразу и в редких случаях носит длительный характер.