книги из ГПНТБ / Горное дело учеб. пособие для горных техникумов

Так как система рассчитана в основном на доставку руды само­ теком, ее применяют обычно при крутом падении.

При неустойчивых породах и рудах необходимо усиливать крепь, за счет чего усложняется конструкция системы. Она становится ближе к классу систем с креплением очистного пространства. Гра­ ница между этнми двумя классами систем устанавливается условно.

Потолкоуступная система разработки с простой распорной

нижением крепости вмещающих пород высоту этажа уменьшают, в противном случае будут увеличиваться расходы на доставку крепи и ухудшаться условия передвижения рабочих. Длину блока прини­ мают 30—50 м, иногда увеличивая ее до 80—100 м. Большую длину блока принимают при доставке . руды по рудоспускам.

Откаточный штрек 1 (рис. 58, а) проводят по месторождению, а но границам блока восстающие 2 в два отделения (ходовое и ма­ териальное), которые кренят распорками и обшивают досками. Ходо­ вое отделение оборудуют лестницами, а материальное — лебедками для доставки крепи и материалов. Верхний откаточный штрек 3 используют как вентиляционный, а в случае подготовки первого этажа его необходимо проводить.

Очистные работы начинают с выемкп первого слоя высотой 2— 2,5 м вслед за проведенпем откаточного штрека пли после его про­ ведения. В первом случае выемку ведут с отставанием от забоя штрека на 10—15 м (рис. 58, б). Штрек крепится по мере выемки первого слоя распорной крепью ИЛИ крепежными рамами с установ­ кой люков 4 (см. рис. 58, а) через 6—8 м.

Руду отбивают мелкими шпурами в направлении от одного вос­ стающего к другому. Шпуры располагают вертикально или горизон­ тально. Предпочтение отдают горизонтально расположенным шпу­ рам, так как кровля очистного забоя после взрыва их более ровная, с меньшим количеством нависших кусков. Глубина шпуров при вер­ тикальном расположении составляет 1,5—2,2 м. При меньшей глу­ бине шпуров уменьшается эффективность бурения, дальнейшее увели­ чение глубины вызывает неудобства бурения телескопными перфора­ торами и увеличение заряда ВВ в шпуре. Глубина горизонтальных шпуров 1,8—2,6 м. Вмещающие породы по мере отработки уступов поддерживают распорной крепыо. Расстояние между рядами стоек составляет 1,8—2,2 м, а между стойками в ряду 1—1,5 м.

Отбитая руда под действием собственного веса перемещается до откаточного штрека по очистному пространству. При этом может быть нарушена распорная крепь. На ее восстановление затрачи­ вается много труда и времени. Поэтому в очистном пространстве через 8—10 м друг от друга сооружают рудоспуски 5 путем обшивки

После ухода верхней подсечки на 30—40 м от рудоспуска (он же служит отрезным восстающим) и крепления кровли начинают от­ работку основных запасов камеры — уступов, высота которых за­ висит от мощности камеры и колеблется от 7 до 12 м. Для бурения шпуров 10 при отработке уступов применяют буровые каретки ББК-4

(5) или СБУ-4. Отбитую взрывом руду грузят экскаватором 7 типа ЭП-1 или погрузочной машиной в самоходные 20-тонные самосвалы 9 на пневмоколесном ходу, которые доставляют ее до капитальных рудоспусков.

Осмотр, оборка кровли и установка штанговой крепи механи­ зированы с помощью самоходных полков, которые могут работать

в забоях высотой от 3 до 25 м. Зачистку почвы камер после взрыв­ ных работ и устройство призабойных дорог производят подземными бульдозерами. Для поддержания кровли оставляют камерные це­ лики 6 и междукамерные 3.

Достоинства системы: высокая производительность труда; про­ стота конструкции и широкий фронт работы; минимальный объем подготовительных и нарезных работ; небольшой расход леса; низ­ кая себестоимость добычи 1 т руды.

Недостатки: большие потери руды в целиках; трудность уста­ новления, постоянного контроля за состоянием кровли.

С и с т е м ы р а з р а б о т к и с п о д э т а ж н о й в ы е м к о й

В практике и часто в литературе их называют системами раз­ работки подэтажными штреками. Наиболее благоприятными усло­ виями для применения систем являются: крутое падение месторожде-

ния, устойчивые руды мощностью от 8 до 20 м и устойчивые вме­ щающие породы. Руды — невысокой ценности, с четко-выраженными правильными контактами, без включения пустых пород. Месторо­ ждения ценных руд отрабатывают с последующей закладкой камер. Требование устойчивости к рудам и вмещающим породам вызвано

Рис. 60. Система подэтажных штреков.

значительной площадью потолочины, предназначенной для предо­ хранения прорыва пустых пород в камеру, а также значительным обнажением их.

Этаж разбивают на блоки, включающие камеру, междукамерный целик, потолочину и днище. Камеры располагают длинной стороной по простиранию, а при разработке мощных месторождений — вкрест простирания. Очистные работы ведут в две стадии: в первую стадию

вынимают камерные запасы, во вторую — потолочину и рудные целики.

На рис. 60, а приведен один из вариантов этой системы разра­ ботки с отбойкой руды глубокими скважинами. Основные размеры конструктивных элементов системы видны из рисунка.

Блок подготавливают откаточным штреком 3, в лежачем боку и ортами-заездами 1 через 60 м друг от друга. Из откаточного штрека по оси будущих междукамерных целиков проходят блоковые восста­ ющие 6 на откаточный штрек верхнего горизонта, который исполь­ зуют как вентиляционный. Штрек скреперования 2 проводят в ле­ жачем боку из кровли откаточных ортов. Выше штрека скреперова­

щели из ранее пройденного восстающего 8, подсечки камеры у ниж­ него основания, отбойки руды в камере из подэтажныхштреков, отработки потолочины и междукамерных целиков.

Для образования отрезной щели на каждом буровом горизонте из буровых штреков к отрезному восстающему проходят буровые орты 10. Из них выбуривают параллельные глубокие скважины 9 на высоту этажа, которые последовательно отбивают на отрезной восстающий до полной отрезки на всю мощность залежи.

Подсекают камеру глубокими скважинами, располагая их под углом 50—60° с таким расчетом, чтобы днищу придать наклон. Сква­ жины пробуривают из штреков горизонта подсечки и отбивают на отрезной восстающий (рис. 60, б). Аналогично поступают и при разбуривании верхних рядов скважин при отбойке руды.

При расположении штрека доставки по месторождению подрезку камеры ведут штанговыми шпурами 4 (рис. 61, а). В крепких рудах

дучки 2 проходят на всю высоту подсечки, используя ее для лучшей отбойки руды штанговыми шпурами. В рудах средней крепости воронки и подсечку ведут на всю высоту подсечки штанговыми шпу­ рами без проходки дучек.

При траншейной подсечке (рис. 6 1 , б) траншейный штрек 5 про­ водят выше штрека горизонта скреперования 1 на 4—6 м. Одну из дучек 3 проходят на высоту подсечки как отрезной восстающий. На этот восстающий отбивают глубокие скважины для образования отрезной щели. В дальнейшем веера глубоких скважин отбивают на отрезную щель из буровых штреков. Расстояние между веерами 3 - 4 м.

Проветривают камеру свежей струей воздуха, которую напра­ вляют через орты-заезды (см. рис. 60) и штрек скреперования на бу­ ровые штреки по восстающим. Загрязненная струя выдается на вентиляционный горизонт по вентиляционному восстающему.

Потолочину при незаложенных камерах отбивают одним из спо­ собов массового обрушения. Для этой цели из орта-заезда проводят буровой штрек 13, из которого до окончания выемки камерных запа­ сов разбуривают потолочину глубокими скважинами. Междукамер­ ный целик отрабатывают или массовым обрушением одновременно с потолочиной, или другими системами при заполненных пустыми породами смежных камерах.

При системах с подэтажной выемкой необходимо соблюдать сле­ дующие меры безопасности:

1. С целью предотвращения падения людей при работе подступы

ккамере из буровых штреков должны ограждаться.

2.В случае обнаружения угрозы обрушения потолочины людей из камеры выводят, выработки вышележащего горизонта, находя­

взрыванием заряда, поданного к своду на длинном шесте с при­ менением детонирующего шнура.

4.Потолкоуступное расположение подэтажей применять только при отработке весьма устойчивых руд. Величина опережения при этом не должна превышать 6 м.

5.Глубокие скважины для посадки потолочины выбуривать из выработок, расположенных за контуром потолочины.

Система разработки с подэтажной выемкой относится к произ­ водительным системам разработки. Суточная производительность камеры зависит от мощности месторождения, способа отбойки руды и составляет 140—250 т при отбойке руды штанговыми шпурами и 500—600 т при отбойке глубокими скважинами. Производитель­ ность бурильщика достигает 25—35 м3 /смену, забойного рабочего 12—15 м3 /смену, расход ВВ 0,4—1,2 кг/м3 , леса 0,004—0,01 м3 /м3 . Потери руды при выемке камер достигают 10%, они резко возра­ стают при отработке целиков (30—35%) и потолочины (45—6.0%).

Разубожпванпе составляет 7—10%. На 1000 тони запасов прихо­ дится от 4 до 9 м подготовительных и нарезных выработок.

Высокая производительность труда забойных рабочих, неболь­ шой расход леса, доставка руды под действием собственного веса, хорошая вентиляция и высокая интенсивность разработки месторо­ ждения являются достоинствами системы.

А-Л

Рис. 62. Этажно-камерная система разработки с отбойкой руды вертикальными слоями.

Недостатки: большие потери и разубоживание руды, значитель­ ный объем подготовительных и нарезных работ, невозможность забойной сортировки руды, двухстадийная отработка блока.

Э т а ж н о - к а м е р н ы е с и с т е м ы р а з р а б о т к и

Главной отличительной особенностью этих систем является вы­ емка рудного массива отбойкой руды глубокими скважинами на всю высоту камеры (вертикальными слоями) или на всю длину камеры (горизонтальными слоями).

На рис. 62 показана этажно-камерная система разработки с от­ бойкой руды вертикальными слоями, которую применяют при от­ работке наклонных залежей крепостью 8—10 при крепких вмеща­ ющих породах. В Криворожском бассейне эту систему разработки применяют на рудниках им. Р. Люксембург и им. Орджоникидзе. В зависимости от крепости руды и вмещающих пород длину камер по простиранию принимают 30—40 м, междукамерных целиков 12—16 м. Для большей устойчивости блока днище камеры и потоло­ чину оставляют наклонными.

Подготовку блока начинают проведением откаточного штрека 1 (рис. 62, а), из которого на уровне кровли через 10—12 м проводят орты скреперования 2, соединенные между собой вентиляционной сбойкой 3. Из ортов 4, расположенных по оси междукамерных цели­ ков, в породах лежачего бока проходят ходовые, вентиляционные и материальные восстающие. Такое расположение восстающих дает возможность повысить устойчивость междукамерных целиков и обес­ печить своевременную их подготовку. Отрезную щель 7 (рис. 62, б) образуют в центре камеры с помощью глубоких скважин, отбивае­ мых на отрезной восстающий 6, пройденный у висячего бока. Под­ сечка камеры аналогична описанной ранее при системах с подэтажной отбойкой руды. Руду отбивают на отрезную щель глубокими скважинами, пробуренными из буровых штреков 5. Линию наимень­ шего сопротивления принимают 2—5 м, она зависит от крепости породы, диаметра скважин и типа ВВ. Потолочину отбивают с по­ мощью глубоких скважин после отработки камерных запасов. Между­ камерный целик отрабатывают другой системой, обычно подэтажного обрушения с отбойкой вертикальных слоев глубокими скважи­ нами.

Отбитую руду по ортам скреперования доставляют до откаточ­ ного штрека. При этажно-камернон системе разработки увеличи­ вается производительность труда рабочего по системе, создается . значительный запас отбитой руды, что весьма важно для ритмичной работы блока, обеспечивается хорошая разведка контуров залежи.

§ 3. Системы разработка с магазинированием руды

Характерным признаком систем данного класса является за­ полнение выработанного пространства отбитой рудой, которую вы­ пускают только после окончания выемки блока. Ввиду того что от­ битая руда увеличивается в объеме, 30—40% ее по мере отбойки приходится выпускать, оставляя свободное рабочее пространство высотой около 2 м. Как и при системах предыдущего класса, вырабо­ танное пространство поддерживается рудными целиками, оставляе­ мыми через определенные интервалы. При значительном отслаива­ нии вмещающих пород для их поддержания может использоваться распорная или штанговая крепь. Замагазинированная руда служит для создания рабочей площадки при очистной выемке и частично может противодействовать отслаиванию вмещающих пород.

Системы с магазпнированием руды применяют, как правило, при разработке крутых месторождений мощностью 0,5—5 м и более с вы­ держанным залеганием, устойчивой рудой и вмещающими породами, рудами, не склонными к слеживанию, самовозгоранию. Угол паде­ ния рудного тела 55° является минимальным для применения си­ стемы с магазпнированием.

На рис. 63 приведен типичный вариант системы со 'шпуровой отбойкой из магазина для месторождения мощностью 4—5 м. Отка­ точный штрек 1 проводят посередине месторождения или у его кон­ тактов. Из откаточного штрека через 40—60 м на вышележащий вен­ тиляционный штрек 2 проходят восстающие, из которых проходят

Рис. 63. Вариант системы разработки с магазпнированием.

ходки 3 за пределы междукамерного целика. В качестве вентиляцион­ ного штрека используют откаточный штрек вышележащего гори­ зонта. Выше кровли откаточного штрека на 4—6 м из восстающих проводят штрек подсечки 4, который сбивают с рудоспусками, рас­ положенными через 3—5 м. Для облегчения доставки в камеру ма­ териалов и оборудования, а также для улучшения проветривания камеры иногда посередине проходят дополнительный восстающий.. Восстающие, пройденные по оси междукамерных целиков, могут иметь одно отделение (ходовое) или два (ходовое и материальное), которые закрепляют распорками с затяжкой боков досками. В креп­ ких рудах откаточный штрек можно не крепить. При отработке месторождений мощностью до 2 м междукамерные целики не оста­ вляют, а восстающие крепят распоркой или срубовой крепью. Про­ ходка и крепление откаточного штрека, выемка первого слоя осу­ ществляются так же, как и при потолкоуступной системе разработки (см. рис. 58, б).

Очистная выемка заключается в подсечке магазина и образова­ нии воронок, отбойке руды и ее магазинировании, выпуске замагазинированной руды и отработке подштрековых й междукамерных целиков.

Подсечку камеры начинают по всей длине блока расширением подсечного штрека на всю мощность залежи, а рудоспуски расширяют в верхней части в приемные воронки. После подсечки приступают к отбойке руды в камере горизонтальными шпурами глубиной 1,8— 2,2 м, придавая забою потолкоуступную форму. В цикл очистной выемки входит: обуривание забоя, отбойка руды и проветривание, частичный выпуск руды, приведение забоя в безопасное состояние. После отработки камеры до границы подштрекового целика начи­ нают выпуск из блока всей замагазинированной руды. Выпуск ведут равномерно из всех люков. Если выработанное пространство не за­ кладывают, подштрековый целик можно отрабатывать одновременно с выпуском замагазинированной руды или же после заполнения вы­ работанного пространства закладочным материалом, если этого тре­ буют условия. Междукамерные целики отрабатывают другими си­ стемами разработки.

При выпуске руды из магазина возможны зависания руды над выпускными отверстиями, обрушение которой моя^ет привести к не­ счастным случаям. Для их предотвращения необходимо тщательно осматривать поверхность отбитой руды. До полной ликвидации за­ висаний работать в камере запрещается. Зависания ликвидируют на­ кладными зарядами или усиленным выпуском руды из соседних рудоспусков.

Системы с магазинированием руды при разработке маломощных крутых месторождений относят к наиболее эффективным ввиду ми­ нимального объема подготовительных и нарезных работ (особенно для вариантов без оставления целиков над штреками и около вое- • стающих), хороших условий работы бурильщиков и высокой ре­ зультативности буровзрывных работ. Простота системы разработки,

забойного рабочего составляет 2,5—4 м3 /смену, средняя интенсив­ ность очистной выемки 8—25 м/месяц; расход ВВ 0,8—1,5 кг/м3 , крепежного леса 0,03—0,05 м 3 на 1 м3 горной массы.

Недостатки системы: вероятность самопроизвольного оседания руды при ее зависании в результате недостаточного контроля за выпуском, невозможность забойной сортировки руды, окисление от­ битой руды в результате длительного нахождения в камере.

S 4. Системы разработки с закладкой очистного пространства

Системы разработки данного класса применяют при разработке маломощных и средней мощности месторождений ценных, устойчи­ вых руд в неустойчивых вмещающих породах. Применяют их также