книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

строим графики, характеризующие изменение потерь и разубоживания руды на слое в зависимости от глубины заходки lt.

За исходные данные для построения графиков приняты значения некоторых показателей, входящих в формулы (49) и (50): Л =3 м; о=1,75лг (из расчета заходки в сторону до­ рабатываемого «клина» с учетом крепления 1,5); тп= = 3-=-21 м. По вычисленным результатам строятся графики (рис. 46). Задаваясь величиной I по двум кривым с одинако­ вым значением мощности, определяем величину потерь и разубоживания на слое от прихвата пустых пород.

Из графиков следует, что по мере увеличения глубины заходки потери руды на слое резко снижаются, разубоживание же увеличивается незначительно. С увеличением глуби­ ны заходки кривая потерь руды на слое выполаживается, а разубоживание начинает резко возрастать. С увеличением угла наклона рудного тела от 15 до 27° крутизна кривых возрастает, а максимальная глубина заходки снижается.

Изменение глубины заходки только на 1 ж ведет к зна­ чительному изменению соотношения потерь и разубожива­ ния руды на слое, причем большее значение угла падения рудного тела соответствует и более резкому изменению это­ го соотношения.

152

При доведении высоты оставляемого «клина» до 0,5 м потери сократятся до минимума и составят 3—4%.

Зависимость потерь и разубоживания руды на слое от глубины заходки в сторону рудного «клина» у лежачего бо­ ка описывается теми же уравнениями, что и для лежачего бока.

Для практического определения величины потерь и разу­ боживания в зависимости от определяющих факторов мож­ но пользоваться соответствующими диаграммами. При от­ работке рудного «клина» с прихватом пород лежачего бока часть их может быть отсортирована непосредственно в забое и оставлена на почве лежачего бока.

Оптимальное соотношение потерь и разубоживания без учета ценности руды определяется по графикам в точках пересечения кривых потерь и разубоживания.

Находим общее разубоживания руды на слое с учетом всех факторов:

л = л в+ л л( ^ - ^ ) 4- ДПР°/о,

где Лл— величина разубоживания руды от прихвата пород лежачего бока, вычисленная по формуле (49) или определенная по соответствующей диаграмме, % ;

t — показатель отсортировки руды в забое, % ;

i?np — величина потерь от прорыва пустых пород из зо­

ны обрушения в околозабойное пространство, принимается по данным практики, %.

Общие потери руды на слое определяются как сумма по­ терь в «клиньях» у висячего (Пв) и лежачего (Пл) боков рудного тела и от неполноты зачистки руды на почве лежа­ чего бока

Первые два слагаемых находим по формуле (50) или по соответствующей диаграмме.

Величина потерь от неполноты зачистки принимается по данным практики.

Предложенный метод расчета теряемых объемов руды позволяет с достаточной точностью определить величины потерь и разубоживания руды на слое для конкретных уча­ стков месторождения.

С некоторой корректировкой данный метод может быть использован и для расчета потерь и разубоживания руды при отработке апофиз и выклинок рудного тела.

153

Г л а в а 3

СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ С ГИБКИМ РАЗДЕЛЯЮЩИМ ПЕРЕКРЫТИЕМ

Система подэтажного обрушения отличается многообра­ зием вариантов, гибкостью и широкой областью примене­ ния. Она позволяет вести очистные работы в самых разно­ образных горно-геологических условиях, осуществлять вы­ емку руды по сортам и относительно просто управлять гор­ ным давлением. При этой системе отбойка руды произво­ дится в пределах подготовленных к очистной выемке бло­ ков, панелей или зон. Обрушенную руду выпускают под налегающими пустыми породами, обрушающимися вслед за рудой.

Однако системе подэтажного обрушения свойственны не­ которые недостатки: значительный удельный вес расходов, связанных с нарезными работами; повышенное разубоживание руды; частая перемежаемость добычных операций; большое число выемочных секций; небольшая порция вы­ пускаемой части руды и неоднородное качество выдавае­ мой из блока рудной массы.

Варианты системы подэтажного обрушения, отличаю­ щиеся методами обрушения и выпуском отбитой руды, а также размерами площади обрушаемых участков рудного массива, делятся на три группы [2 ]:

1) камерные, при которых до 30—40% запаса руды из­ влекают из камер, отделенных от выработанных участков рудными целиками, обрушаемыми после выемки руды из камер;

2) с обрушением подсекаемого массива и выпуском 80—

90% запаса руды под налегающими породами; 3) с применением защитной толщи (гибкого щита).

Первую группу вариантов применяют при вязких рудах крепостью более 7, отличающихся устойчивостью при не­ больших обнажениях (40— 100 м2).

Вторую группу вариантов систем разработки использу­

154

ют при бедных рудах, склонных к обрушению. Налегающие породы хорошо обрушаются вслед за рудой. Руда в разрых­ ленном состоянии не слеживается. Мощность рудных тел колеблется в пределах 25—150 м, угол падения 45—70°.

Третья группа вариантов системы требует создания до­ рогостоящего слоя мата значительной толщины.

Применение этих вариантов системы разработки жела­ тельно при крутом падении залежи — для избежания по­ тери мата на лежачем боку и дополнительных затрат, вы­ зываемых необходимостью пополнения слоя мата у висяче­ го бока.

Варианты системы подэтажного обрушения

сгибким перекрытием

Внастоящее время на рудниках находят все более широ­ кое применение варианты системы подэтажного обрушения

сгибким разделяющим перекрытием, в которых выгодно со­ четаются лучшие стороны системы подэтажного обрушения. Эти варианты позволяют вести добычу руд в сложных гор­ но-геологических условиях с минимальными потерями и разубоживанием.

Взависимости от горно-геологических условий варианты

системы подэтажного обрушения с гибким перекрытием различаются между собой схемой подготовки блока к очи­ стной выемке, осуществлением отбойки основного массива руды под гибким перекрытием, выпуском и доставкой ру­ ды, условиями работы гибкого перекрытия и т. д.

Типичными примерами могут служить прошедшие опыт­ но-промышленную проверку варианты системы подэтажного обрушения с гибким перекрытием на Салаирском, Бакырчикском и других рудниках в СССР и на рудниках Рыбница и Устрем в Болгарии [57, 66, 123].

Сущность применяемого на Салаирском руднике вариан­ та системы подэтажного обрушения с гибким разделяющим перекрытием заключается в необходимости проходки из параллельно через определенное расстояние расположенных ортов (штреков) и дучек с воронками по всей площади бло­ ка. В период подготовительно-нарезных работ в блоке с уров­ ня горизонта воронок по висячему боку рудного тела систе­ мой с магазинированием руды проходится щель на всю вы­ соту подэтажа. Для удобства работ щель образуется мини­ мальной ширины — 1,5—2 т. По мере выемки монтажного слоя на породу висячего бока навешивается гибкое перекры­ тие.

После окончания работ по монтажу перекрытия по вися­ чему боку осуществляется монтаж горизонтального пере­

155

крытия. Для этого по верхней границе подэтажа одним из вариантов системы слоевого обрушения отрабатывается мон­ тажный слой. Ко времени окончания монтажных работ в пределах блока должны быть закончены все подготовитель­ но-нарезные и буровые работы.

Одновременно с ведением взрывных работ по отбойке руды в блоке производится принудительное обрушение по­ вод ктэовли на гибкое перекрытие.

Рис. 47. Система подэтажного обрушения с гибким разделяющим пере­

Промышленные испытания системы подэтажного обру­ шения с гибким перекрытием из металлической сетки с раз­ мерами ячеек 20X20 мм и 15X15 мм и диаметром прово­ локи 2 мм проводились на Салаирском руднике (рис. 47). Для экспериментальных работ был выделен блок, отрабо­ танный системой подэтажного обрушения с мелкошпуровой отбойкой и высотой подэтажа 5 м. Активная (вертикальная)

Днище блока высотой 5 м подготовлено двумя скрепер­ ными штреками с дучками, расположенными в шахматном порядке. Дучки разделывались в воронки диаметром 5 м. Установлено, что наиболее рациональными условиями при­ менения являются [66 ]:

— для бокового перекрытия — угол падения рудной за­ лежи меньше 70—75° при высоте подэтажа (этажа) не ме­ нее 30—40 м",

— для горизонтального — угол падения от 75—80° до 90° при любой высоте подэтажа (этажа), а при углах паде­ ния менее 70—75° — при высоте подэтажа меньше 30 м\

156

— для бокового и горизонтального перекрытия — угол падения больше 70°, а при мощности рудного тела более 20—25 ж— и меньшие углы падения рудных тел.

Рис. 48. Отработка руды под гибким перекрытием: 1 — буровые подэтажные штреки; 2 — рудоспуск; 3 — стойки для вентиляции и перепуска руды; 4 — гибкое перекрытие.

При углах падения менее 70° и мощности рудного тела меньше 12 ж необходимо применять только перекрытие, воз­ водимое по висячему боку рудного тела.

Отличительной особенностью другого варианта систе­ мы с гибким разделяющим перекрытием без предваритель­ ного оформления днища блока являются отбойка руды и ее уборка непосредственно под защитой гибкого разделяющего перекрытия от обрушенных вышележащих пустых пород. В связи с этим данный вариант системы предъявляет осо­ бые требования к прочности конструкции перекрытия и гибкости его в работе.

На Бакырчикском золоторудном месторождении вариант проверялся в сложных горно-геологических условиях (рис. 48). Мощность рудных тел месторождения колеблется в ши­ роких пределах. Угол падения 35-—55°. Вмещающие поро­ ды и руды относятся к категории среднеустойчивых с коэф­ фициентом крепостью по шкале М. М. Протодьяконова 6 —8.

Применяемое гибкое нерекрытие из металлических по­

157

лос 40X4 мм и двух слоев металлической сетки с размера­ ми ячеек 25X25 мм и диаметром проволоки 2 мм. Вес 1 мг такого перекрытия равен примерно 20 кг.

По результатам отработки опытного блока данный ва­ риант системы рекомендуют для отработки рудных тел мощностью более 5,5 м с углами падения 0— 90°, и особен­ но — с углами падения 30—60°.

Рис. 49. Схема отработки блока: а — отработка этажа, б — отработка подэтажа; 1 — подэтажный откаточный штрек; 2 — блоковый восстающий; 3 — подэтажный штрек.

Система подэтажного обрушения с гибким дерево-канат­ ным перекрытием на рудниках. Болгарии применяется для разработки полиметаллических руд, представленных двумя жилами с углом падения 70—85°. Вмещающие породы не­ устойчивы, склонны к самообрушению, руда средней устой­ чивости. Эта система предложена вместо применяемой на рудниках системы слоевого обрушения (рис. 49). При от­ работке рудного тела выемку ведут обрушением руд под­ этажами под гибким перекрытием, которое отделяет мас­ сив руды и рабочее пространство от обрушенных пород и опускается вслед за подвиганием очистных работ.

Область применения подэтажного обрушения под гиб­ ким дерево-канатным перекрытием определена при рудах слабой и средней устойчивости; неустойчивых вмещающих породах, склонных к самовозгоранию; рудных телах мощ­ ностью 4 и 3 л и более; угле падения 20—90° при большой мощности рудного тела и более 70° при средней мощности

Каждый вариант системы разработки подэтажного об­ рушения с гибким перекрытием имеет достоинства и недо­

158

статки. К достоинствам варианта системы с гибким пере­ крытием, имеющего в днище блока дучки с воронками, можно отнести:

—возможность осуществления отбойки одновременно большого объема руды;

—отсутствие непосредственного пребывания людей в очистных забоях;

—возможность применения высокопроизводительного горного оборудования;

—относительно высокую производительность варианта системы;

—низкий уровень потерь и разубоживания руды;

—отсутствие ограничения в параметрах отрабатываемо­ го блока.

Недостатками являются:

—относительно большой объем подготовительно-нарез­ ных работ;

—ограниченность области применения для отработки рудных тел малой и средней мощности при пологом их па­ дении.

Кдостоинствам варианта подэтажного обрушения с гиб­ ким перекрытием без предварительного оформления днища блока можно отнести:

—возможность применения в условиях, когда руда склонна к слеживанию;

—относительную гибкость варианта системы по приме­ нению в условиях средней мощности рудных тел.

Недостатки:

—необходимость пребывания людей непосредственно в

забое;

—повышение требований к надежности и гибкости в работе разделяющего руду от обрушенных пород перекры­ тия и его прочности;

—отсутствие возможности создания запасов отбитой ру­

ды;

—невозможность остановки очистного забоя на длитель­ ное время из-за быстрого развития горного давления;

—ограниченность применения при пологопадающих

рудных телах малой мощности из-за увеличения потерь от­ битой руды в очистном пространстве;

—обнаженность несущих элементов каркаса из метал­ лических лент, легко подвергающихся повреждению при взрывных работах;

—ограниченность (5—7 лг) высоты отбиваемого слоя

руды;

—большой удельный вес подготовительно-заключитель­

159

ных операций в общем балансе времени (подготовки и убор­ ки бурового оборудования и доставочного механизма) при очистных работах;

— образование крутого перегиба перекрытия на верх­ ней кромке отбиваемого слоя и на почве.

Однако тот или иной вариант системы подэтажного об­ рушения с гибким перекрытием не может применяться в условиях Бакенного месторождения, так как имеет специ­ фические оптимальные условия применения. Нецелесооб­ разность применения варианта системы подэтажного обру­ шения с гибким перекрытием без предварительного оформ­ ления дучек в днище блока объясняется еще увеличением потерь отбитой руды на почве у самого гибкого перекрытия, которая остается незахваченной скрепером.

Таким образом, система подэтажного обрушения с гиб­ ким перекрытием развивается в основном по двум схемам: с оформлением в днище блока дучек с воронками и без пред­ варительного оформления. Как было показано выше, каж­ дый вариант имеет свою область оптимального примене­ ния.

Варианты системы подэтажного обрушения

сгибким разделяющим перекрытием применительно

кусловиям Бакенного месторождения

Анализ вариантов подэтажного обрушения показал, что наиболее приемлемым для условий Бакенного месторожде­ ния является вариант подэтажного обрушения с гибким раз­ деляющим перекрытием, показанный на рисунке 50. При этом варианте в период подготовительно-нарезных работ с откаточного штрека 1 проходят скреперные наклонные вос­ стающие 2, нарезают дучки 3, воронки 4, буровую выработ­ ку 5. Для ведения работ по монтажу гибкого перекрытия 6 производят отработку вертикальной щели 7 системой с магазинированием руды и отработку наклонного монтажного слоя 8 сплошной системой разработки или системой слоево­ го обрушения. При отработке системой слоевого обрушения заходки располагают вкрест простирания рудных тел для удобства ведения работ по возведению гибкого перекрытия. В период очистных работ из буровой выработки 5 в верти­ кальной плоскости бурят веера скважин 10, отпалку кото­ рых ведут в отступающем порядке. Отбитую руду через дучки выпускают на скреперный восстающий, откуда

скреперными лебедками доставляют на откаточный штрек.

160