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

при разработке колчеданных месторождений, когда другие системы более опасны в пожарном отношении; при необходимости сохране­ ния поверхности или невозможности применения более экономичных систем.

Закладка является основным средством поддержания вырабо­ танного пространства и площадкой для рабочих очистного' забоя. В настоящее время при разработке жильных месторождений по мере понижения уровня очистных работ и возрастания горного давления системы с закладкой остаются наиболее эффективными для примене­ ния в данных условиях. Систему с закладкой выработанного про­ странства наиболее часто применяют при разработке руд цветных, редких металлов и золота, главным образом тонких и средней мощ­ ности крутопадающих месторождений. В зависимости от условий за­

легания и технологии ра­ бот закладочный материал в камеру может вводиться вслед за очистной выем­ кой или после отработки камерных запасов (одно­ временная или последу­ ющая закладка). При по­ следующей закладке она может вводиться в выра­ ботанное пространство' со значительным отставанием от очистной выемки или даже после полной выем­ ки полезного ископаемого в блоке для сохранения по­ верхности от обрушения.

Вт і качестве закладочных материалов используют пустые породы от проходки подготовительных и нарезных работ, хвосты обогати­ тельных фабрик и шлаки металлургических заводов. Закладочный материал должен быть дешевым, транспортабельным, не содержать полезного компонента, давать хорошую усадку, не содержать само­ возгорающихся компонентов. Доставка закладочного материала в шахту может осуществляться в вагонетках, через закладочные шурфы, по трубам. Наиболее целесообразно транспортировать в шахту -закладочный материал по трубам при помощи воды (гидра­ влическая закладка). .

При гидравлической закладке закладочный материал в смеси с водой (пульпа) подают по трубам диаметром 75—200 мм к месту закладки! Для приготовления пульпы устраивают поверхностные или подземные смесительные установки.

На рис. 64 приведен вариант системы разработки с гидравличе­ ской закладкой очистного пространства. Рудный откаточный штрек крепят рамами всплошную или вразбежку. На флангах блока из откаточного штрека проходят восстающие 1 в два отделения — ма-

териальное и ходовое. Восстающие крепят срубовой крепью с уста­ новкой фильтров 4. В надштрековом целике толщиной до 3 м через 8—10 м проходят рудоспуски 2 до подсечного слоя. После выемки подсечного слоя на его подошву укладывают настил 3 из горбылей и досок. Гидравлическую закладку вводят после выемки двух слоев руды. Выработанное пространство закладывают секциями, начиная с крайней. Перед введением закладочного материала необходимо нарастить восстающие на высоту закладочного слоя, тщательно за­ делать все щели.

На Пышминском руднике, где применяют систему разработки горизонтальными слоями с гидравлической закладкой, на закладоч­ ный материал укладывают бетонный настил толщиной от 8 до 30 см, что позволяет сократить потери обогащенной рудной мелочи в 2— 4 раза.

Очистная выемка при системах с закладкой состоит из обуривания забоя шпурами, заряжания и взрывания их, доставки отбитой руды к рудоспускам, снятия настила на участке, подлежащем за­ кладке, введения закладочного материала в выработанное про­ странство, укладки настила.

Блок отрабатывают слоями высотой 1,8—2,2 м в направлении снизу вверх до подштрекового целика. Подштрековый целик высотой 2—2,5 м отрабатывают, когда отпадает необходимость в сохранении штрека. Блок проветривают подачей свежего воздуха из откаточного штрека через ходовое отделение восстающего в очистной забой; омыв его, загрязненная струя по ходовому отделению другого восстающего выходит на вентиляционный горизонт.

Системы разработки с закладкой относят к трудоемким. Техникоэкономические показатели систем определяются главным образом технологией и экономичностью закладочных работ. Достоинствами систем являются: полнота извлечения полезного ископаемого, осо­ бенно при исключении просыпания рудной мелочи в закладочный материал при незначительном разубоживании; возможность забой­ ной сортировки при выемке руды горизонтальными слоями; безо­ пасность в пожарном отношении, что весьма важно при разработке руд, склонных к самовозгоранию; интенсивность разработки место­ рождений ввиду возможности ее ведения одновременно на нескольких этажах.

К недостаткам рассматриваемых систем разработки относят высо­ кую трудоемкость работ по отбойке и доставке руды, высокую стои­ мость проведения закладочных работ, особенно в тех случаях, когда закладочный материал добывается вне очистного пространства.

§- 5. Системы разработки с обрушением вмещающих пород

Особенностью систем разработки этого класса является заполне­ ние выработанного пространства вслед за выемкой руды обрушаемыми вмещающими породами. Необрушенной остается только часть выработанного пространства вблизи забоя, поддерживаемая крепью.

По конструктивным признакам и условиям применения системы разработки с обрушением вмещающих пород разделяют на три группы: столбовые системы с обрушением кровли, системы слоевого обрушения и щптовые системы разработки.

Системы применяют при разработке руд цветных металлов, мало­ мощных горизонтальных или пологих марганцевых и реже железо­ рудных месторождений. Для разработки мощных железорудных ме­ сторождений системы с обрушением вмещающих пород не применяют ввиду меньшей производительности и более высокой себестоимости добычи руды по сравнению с системами подэтажного и этажного обрушения.

Основным условием применения систем с обрушением вмещающих пород является неустойчивость вмещающих пород, обрушающихся вслед за очистной выемкой.

С т о л б о в ы е с и с т е м ы с о б р у ш е н и е м к р о в л и

Применяют эти системы для разработки горизонтальных и по­ логих залежей мощностью 2—3 м. Схема вскрытия и подготовки шахтного поля приведена на рис. 65, а. Шахтное поле вскрывают главным стволом 4 и вспомогатель­ ным 5, от которых соответственно проводят главный откаточный и вентиляционный штреки. Из этих

Рис. 65. Вскрытие п отработка месторождения столбовой системой разработки.

выработок нарезают панельный откаточный штрек 1 и панельный вентиляционный штрек 2 с таким расчетом, чтобы шахтное поле шириной 300—350 м разделялось пополам. Из панельного откаточ­ ного штрека, начиная от границ шахтного поля, через 17—18 м проводят выемочные штреки 3, разделяя подготавливаемый участок на столбы. В зависимости от устойчивости руды и ожидаемого гор­ ного давления перечисленные выработки крепят неполными или полными крепежными рамами, металлической крепыо круглой формы с затяжкой боков распилами. Проветривают очистные забои через вентиляционные сбойки в выемочных штреках.

На месторождениях с относительно устойчивой кровлей столбы отрабатывают забоем-лавой (рис. 65, б). Откаточным штреком 1 и вентиляционными штреками 2 месторождение разбивают на широ­ кие (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 выра­ ботанное пространство — стойками", устанавливая их через 0,8 м друг от друга, расстояние между рядами стоек 1,4 м. Отбитую руду скрепером 3 через погрузочный полок 4 грузят в вагонетки. Свежий воздух поступает по главному откаточному штреку, затем по панель­ ному в лаву. Омыв лаву, отработанная стрз^я через вентиляцион­ ный штрек направляется к вентиляционному стволу.

Технико-экономические показатели системы зависят от способа выемки столбов и применяемой механизации погрузки и доставки руды. При выемке столбов широкими заходками производительность

Достоинства системы: возможность отборки пустой породы в за­ бое, относительно высокая производительность рабочего, занятого на очистной выемке забоем-лавой, и хорошие условия применения механизации и проветривания выработок. Недостатки системы: не­ большой фронт работ и малая интенсивность очистной выемки, на­ личие одного выхода из забоя при выемке столбов широкими заход­ ками, увеличение потерь при выемке целиков.

Системы слоевого обрушения применяют для отработки мощных наклонных месторождений руд средней и- выше средней крепости, не требующих забойной сортировки. В зависимости от способа под­ готовки слоев, расположения заходок и т. д. различают много ва­ риантов системы слоевого обрушения.

На рис. 66 приведен типичный вариант системы слоевого обру­ шения с аккумулирующими штреками. При этой системе блоки шири­ ной 40—50 м подготавливают откаточным штреком 4, закрепленным деревом всплошную или вразбежку. Из откаточного штрека по центру блока у контакта с лея^ачим боком проходят восстающий 3 в три отделения, который крепят срубовой крепью. Восстающий проходят под слоевой штрек 6. Ниже слоевого штрека через два-три слоя проводят аккумулирующий штрек 2, а из него через 5 м друг от друга — рудоспуски 2 для перепуска руды с верхнего слоевого штрека. Аккумулирующий штрек в дальнейшем используют как слоевой. Оба штрека крепят деревянными неполными крепежными рамами. Отработку блока ведут слоями высотой 2—3 м в направле­ нии сверху вниз. Руду отбивают из заходок (рис. 67). Отбитая руда

Рис. 66. Система слоевого обрушения с аккумулирующими штреками.

Рис. 67. Способ выемкп заходок.

п выше средней крепости, несклонные к самовозгоранию и окисле­ нию. Вмещающие породы должны обрушаться вслед за очистной выемкой. Наиболее широко в СССР эти системы применяют при раз­ работке железных руд. В Криворожском бассейне удельный вес подэтажного обрушения в подземной добыче достигает 70% .

Порядок подготовки блока к очистной выемке при различных вариантах в большинстве случаев аналогичен. При системах подэтаж­ ного обрушения блоки длинной стороной могут располагаться по

50-60

простираншо или вкрест простирания. На рис. 68 показана схема подготовки блока. Месторождение разбивают на этажи высотой 60— 80 м. Длину блока по простиранию принимают 50—60 м, а вкрест простирания — равной мощности залежи. В зависимости от приня­ того варианта системы разработки высота подэтажа может быть от 10—12 до 40 м. Следовательно, при высоте этажа 60 м, а подэтажа 12 м этаж будут отрабатывать пятью подэтажами.

Блок подготавливают полевым откаточным штреком 9 и откаточ­ ными ортами 1, проведенными через 50—60 м. Из откаточных ортов до отметки первого подэтажа через 9—11 м проходят рудопуски 2, ходовые 6 и материальные восстающие 8. На каждом подэтаже наре­ зают хозяйственные орты 4, подэтажные штреки скреперования 5. На границах блока штреки скреперования сбивают вентиляцион­ ными ортами (сбойками) 3, из которых в лежачем боку проходят

Рис. 69. Система подэтажного обрушения С отбойкой руды горизонтальными глубокими скважинами.

вентиляционные восстающие 10. В лежачем боку из хозяйственного орта проходят запасной ходовой восстающий 7. Очистную выемку ведут сверху вниз, чтобы очистными работами нижнего подэтажа не подработать верхний подэтаж. В зависимости от горного давле­ ния хозяйственные орты и штреки крепят деревом, арочной металли­ ческой крепью с установкой станков под дучками. Описанный спо­ соб подготовки блоков является характерным для многих вариантов систем подэтажного обрушения, поэтому в дальнейшем основное внимание будет уделено очистной выемке.

С и с т е м у п о д э т а ж н о г о о б р у ш е н и я с о т б о й - к о н р у д ы г о р и з о н т а л ь н ы м и г л у б о к и м и с к в а- ж и н а м и (рис. 69) применяют при разработке средней мощности

имощных месторождений руд невысокой ценности крепостью от 3 до

12.Выемку подэтажа начинают с образования подсечки. После выпуска отбитой руды образуют компенсационные камеры 1. Для большей устойчивости компенсационных камер посередине обрушаемой панели оставляют временный целик 2 на горизонте подсечки, который разбуривают штанговыми шпурами 3 из дучек или из спе­ циально пройденных буровых выработок 4. Массив разбуривают глубокими скважинами 5 пз буровых ниш 6", пройденных из буровых восстающих 7. После взрывания глубоких скважин начинают вы­ пускать руду. Целикп на горизонте подсечки разрушают взрыва­ нием штанговых шпуров с некоторым опережением по отношению к взрыванию глубоких скважин. При разработке мощных рудных месторождений очистную выемку в блоке ведут в направлении от лежачего бока к висячему панелями площадью 500—700 м2 . Это дает возможность отработать их с хорошими показателями до раз­ вития большого горного давления.

Система подэтажного обрушения с отбойкой руды горизонталь­ ными глубокими скважинами имеет ряд важных достоинств: высокую производительность труда забойного рабочего;' хорошие санитарногигиенические условия ввиду применения для разбуривания массива глубоких скважин; хорошие условия проветривания; меньшую стои­ мость подготовительных и нарезных работ; большую экономичность и эффективность по сравнению с другими вариантами систем под­ этажного обрушения.

Наряду с этим система имеет ряд существенных недостатков: большой объем нарезных работ (проведение большого числа восста­ ющих и буровых ниш); трудность концентрации проходческих работ при подготовке блока, так как буровые ниши находятся на разных отметках; невозможность применения высокопроизводительной само­

готовка блока при этом варианте системы не отличается от подготовки рассмотренных выше вариантов (рис. 70).

Сущность варианта заключается в последовательной отбойке