книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

2 Рис. 50. Вариант систе­ мы с гибким разделяю­ щим перекрытием.

В качестве перекрытия, отделяющего отбитую руду от обрушенных пород, следует использовать гибкое дерево­ канатное перекрытие.

В предлагаемом варианте подэтажного обрушения руда выпускается через днище блока. Поэтому с целью более пол­ ного и эффективного выпуска отбитой руды следует произ­ вести выбор конструкции и размеров днища.

При пологом залегании рудных тел возможно примене­ ние двух видов конструкции днищ блока. Они отличаются друг от друга расположением воронок и дучек относительно контакта рудного тела с лежачим боком.

При варианте, когда оси воронок совпадают с направле­ нием нормали к плоскости контакта, угол образующей левой половины воронок к горизонтали уменьшается до (60°— а) (60° — угол естественного откоса обрушенной руды, а — угол залегания рудного тела), что недопустимо с точки зре­

ния потерь руды, а угол образующей правой половины во­ ронок увеличится до (60°+а) по мере увеличения расстоя­ ния от центра оси воронок, что также способствует повыше­ нию числа зависаний. При варианте, когда воронки распо­ ложены вертикально, часть всех воронок отсекается наклон­ но расположенной плоскостью контакта рудного тела с по­ родами. В результате при оформлении воронок объем подго­ товительных работ снижается.

Для выбора размеров выработок днища блока рассмо­ трим условия выпуска руды при этих вариантах. Как изве­ стно, эллипсоид выпуска руды всегда находится в строго вертикальной плоскости независимо от расположения дни­ ща блока. При показанном на рисунке 50 варианте поверх­ ность воронок к горизонтали составляет 60°, при этом соз­ даются благоприятные условия для выпуска. При наклон­ ном расположении воронок, когда их оси совпадают с на­ правлением нормали к плоскости контакта, часть эллипсои­ да выпуска сильно сужается в результате увеличения на­ клона поверхности правой части воронок.

Таким образом, применение днища блока, показанного на рисунке 50, является более целесообразным, так как при нем достигается более полный выпуск рудной массы, а объем подготовительно-нарезных работ по днищу блока при угле падения рудного тела 20° уменьшается на 30%.

В выбранном варианте конструкции днища блока воз­ можна полевая подготовка и смешанная. В первом случае воронки подготавливаются по породе, во втором — по поро­ де и частично по руде. Ту часть воронок, которая должна быть пройдена по руде, можно отбивать вместе с остальны­ ми запасами блока, так как по мере выпуска руды выгодная форма воронок для эллипсоида выпуска дооформится из отбитой руды.

Для снижения до минимума объема подготовительно-на­ резных работ, трудоемкость которых, по данным [22], со­ ставляет около 40% трудовых затрат по блоку, рекоменду­ ется увеличение рудной части воронок.

Такой способ подготовки выгоден тем, что необходимые размеры рудной части эллипсоида выпуска естественным путем образуются в зависимости от физико-механических свойств руд и тем самым предотвращается вероятность ис­ кусственного искажения ее размеров. При этом объем под­ готовительно-нарезных работ снижается без ослабления ус­ тойчивости днища блока. Если учесть, что в одном объеме весовое количество руды в отбитом состоянии меньше, чем в неотбитом, на величину коэффициента разрыхления, то

162

Тыс.р у $

Ш - 2

55

ем-лавой). В процессе отработки этим вариантом выработан­ ное пространство можно крепить деревянной и металличе­ ской распорной крепями. Такое крепление позволяет вести монтаж любого перекрытия без особых затруднений. Одна­ ко применение этого варианта часто ограничивается усло­ виями устойчивости кровли и управления горным давле­ нием.

Гибкое разделяющее перекрытие вертикальной и наклон­ ной частей монтажного слоя соединяется в единое целое. Для того чтобы в процессе выпуска оно не было вытянуто из нижней части вертикальной разрезной щели, его закреп­ ляют штангами по всей ширине блока.

Общий порядок ведения работ в блоке

При пологом залегании рудных тел высота блока огра­ ничивается их мощностью, длина при расположении блока по восстанию обычно принимается равной высоте между горизонтами, а при расположении блока длиной по прости­ ранию исходят из оптимальной длины скреперования. Ши­ рина блока определяется размерами выпускных выработок

164

(диаметр воронок, количество дучек, расположенных по ширине блока, и др.). Кроме того, ширина блока ограничи­ вается оптимальной глубиной бурения с учетом затрат средств на бурение скважин и проходку буровой выработки. Исследованиями установлено [117], что в условиях рудника им. XXII съезда КПСС Зыряновского и свинцового комби­ ната оптимальная ширина отбиваемого слоя взрывными скважинами, разбуренными из одной буровой выработки, составляла примерно 20 м.

Основной массив рудного тела блока при принятом спо­ собе разработки подсечен монтажным слоем со стороны ви­ сячего бока, снизу — днищем блока и по торцовой части — разрезной вертикальной щелью. Разбуривание основного массива блока производится из буровой выработки. Место заложения буровой выработки должно быть выбрано исхо­ дя из условия минимальных затрат на проходку буровой вы­ работки и бурения. Выход руды с 1 пог. м скважин, распо­ ложенных в веере при прямоугольной форме площади отби­ ваемого слоя, не зависит от места расположения буровой вы­ работки в плоскости слоя и равен половине произведения параметров сетки скважин [29]. Поэтому принимаем распо­ ложение буровой выработки в центральной нижней части блока по его днищу. Разбуривание массива желательно про­ изводить скважинами малого диаметра независимо от струк­ туры трещиноватости рудного тела.

Основной массив блока разбуривается вертикальными веерными скважинами. Отпалку первых двух-трех вееров проводим в зажатой среде, причем угол наклона плоскости расположения веера следует уменьшать в сторону отбитой руды до 65— 75° с целью создания компенсационного про­ странства.

Взрывание скважин веера нужно начинать с нижних скважин, для которых воронки днища будут служить ком­ пенсационным пространством. Последующее взрывание скважин веера с использованием ступеней замедления про­ изводится на недостаточное компенсационное пространство, образованное после взрывания нижних скважин.

Для отработки блока вариантом подэтажного обрушения с гибким разделяющим перекрытием нужно осуществлять следующие стадии горных работ: 1) подготовку днища бло­ ка, включая скреперные наклонные восстающие и буровую выработку; 2) отработку и монтаж перекрытия вертикаль­ ной щели; 3) отработку и монтаж гибкого перекрытия на­ клонного монтажного слоя; 4) разбуривание основного мас-

165

f

сива блока. Чтобы ускорить срок отработки блока, необхо­ димо эти стадии ведения горных работ совмещать, где это допускается правилами техники безопасности труда.

Подготовку блока нужно начинать с проходки скрепер­ ных наклонных восстающих. Необходима одновременная проходка первой и третьей скреперных выработок, так как из них начинают одновременную проходку угловых дучек блока, из которых поднимаются наклонные фланговые вос­ стающие. После оформления флангового ряда воронок отра­ батывают наклонный слой вертикальной щели с одновре­ менным монтажом в них гибкого перекрытия, а также ведут подготовку днища блока.

Проходку буровой выработки необходимо начинать вслед за проходкой фланговых или угловых восстающих. Буровзрывные работы по отбойке основного массива блока можно начинать, когда будет отработано несколько заходок слоевого обрушения и 3—4 из них обрушены. В начале ве­ дения отбойки основного массива блока полная отработка наклонного монтажного слоя не обязательна. Рабочие заходки должны находиться на безопасном расстоянии от взры­ вающихся скважин. Для предотвращения преждевременно­ го ослабления и разрушения днища не надо осуществлять проходку дучек и оформление воронок с большим опереже­ нием от отбойки основного массива. Проходку дучек, осо­ бенно воронок, необходимо заканчивать к моменту оконча­ ния буровых работ в той части рудного массива, где преду­ смотрена отбойка очередной секции.

Выпуск отбитой руды должен осуществляться в опреде­ ленном порядке из каждой дучки и в определенной дозе. Нарушение порядка может привести к нежелательным по­ следствиям.

С целью сохранения целостности гибкого перекрытия до полного выпуска руды из каждой дучки и снижения испы­ тываемых им напряжений общая схема выпуска предусма­ тривает отступающий порядок отработки блока. При этой схеме выпуска гибкое перекрытие по длине блока условно можно делить на три части, которые занимают различные положения по отношению к горизонтали (рис. 52).

Положение I гибкого перекрытия — горизонтальное. Эта часть перекрытия не испытывает растягивающего на­ пряжения. Положение II — наклонное. При нем гибкое пе­ рекрытие почти не испытывает напряжения, поскольку ле­ жит на отбитой руде. Только та часть гибкого перекрытия, которая соответствует положению III, т. е. последней ста­ дии выпуска отбитой руды, подвергается максимальному

166

растягивающему напряжению в результате образования полостей над каждой дучкой под перекрытием.

При соблюдении параметров этих положений гибкого перекрытия на всем протяжении отработки блока сохраня­ ется его целостность, которая достигает­ ся последовательностью выпуска отби­ той руды из каждой дучки и определен­ ным ее объемом.

По мере окончания полного выпуска отбитой руды из крайнего торцового ряда воронок гибкое перекрытие их пе­ рекрывает. При этом из зоны положения II следующий ряд воронок переходит в зону положения III. В это время вы­ пуск руды необходимо осуществлять из следующего ряда воронок с тем, чтобы длина и угол наклона гибкого пере­

крытия, которые соответствуют его положению II, остава­ лись без изменения. Такой последовательный подход должен быть предусмотрен при составлении планограммы выпуска отбитой руды, основанной на предварительных результатах лабораторных исследований. Только тогда будет обеспечен наиболее полный выпуск руды из блока и сохранение це­

недостатков существующих вариантов системы подэтажного обрушения с гибким перекрытием был предложен вариант разработки с траншейной подготовкой днища с применением виброплощадки для выпуска руды (рис. 53). Отличительны­ ми особенностями данного варианта является отсутствие не­ обходимости пребывания людей непосредственно в забое и применение высокопроизводительного горного оборудова­ ния (виброплощадки). В этом варианте в период подготови­ тельно-нарезных работ предусматривается проходка в зави­ симости от ширины блока ряда параллельных скреперно-бу­ ровых восстающих на всю длину и в каждом из них уста­ навливается виброплощадка.

Для ведения работ по монтажу гибкого перекрытия про­ изводят отработку вертикальной щели системой с магазинированием руды и отработку наклонного монтажного слоя

167

сплошной системой разработки с распорным креплением или системой слоевого обрушения.

К началу скважинной отбойки должен быть закончен монтаж гибкого перекрытия и произведена посадка кровли.

Основной массив разбуривается станками типа «Удар-2», диаметр скважин 60 мм.

Одновременно с отработкой монтажного слоя высотой 2 — 3 м на всю ширину камеры системой слоевого обрушения производится монтаж гибкого перекрытия. Монтаж пере­ крытия ведется по всей длине заходки и по мере осущест­ вления монтажа производится посадка кровли.

Преимущества данного варианта:

—малый объем подготовительно-нарезных работ;

—применение высокопроизводительного горного обору­ дования (виброплощадок);

—отсутствие людей непосредственно в забое;

—возможность использования новой конструкции гиб­ кого перекрытия.

Недостатки:

—отсутствие возможности создания запасов отбитой ру­

ды;

—обнаженность гибкого перекрытия при взрывных ра­ ботах ;

—ограниченность (5—7 м) высоты отбиваемого слоя

рекрытия, применяющийся на рудниках Болгарии, харак­ теризуется небольшой высотой — 54-7 м. Это обеспечивает нормальную нагрузку на перекрытие, но при этом возника­ ет необходимость проведения частых подготовительных вы­ работок, т. е. через каждые 5—7 м по высоте; существует крутой перегиб гибкого перекрытия на верхней кромке от­ биваемого слоя, где может произойти крупный скол неотбитого массива под большим давлением налегающих пород и разрушение целостности гибкого перекрытия; с увеличени­ ем высоты отбиваемой руды пропорционально увеличива­ ется обнаженная поверхность провисания гибкого разделяю­ щего перекрытия.

3Данный вариант предложен А. Б. Тогузовым, А. Д. Бектыбаевым, А. Е. Ергалиевым, И. И. Думановым.

169

Рис. 54. Усовершенствованный вариант системы разработки с траншейной подготовкой днища блока.

На рисунке 54 показана разновидность предлагаемого ва­ рианта системы. При этом варианте общую высоту блока можно делить на несколько слоев, которые отбивают раз­ дельно (на рисунке показаны только три слоя).

Верхний монтажный слой отрабатывают высотой 2— 2,5 м обычным способом. По мере отработки осуществляет­ ся монтаж гибкого разделяющего перекрытия.

Средний слой любой высоты в зависимости от принятых параметров блока отбивают с опережением. Для этого на уровне высоты нижнего слоя проходят буровую выработку,

170