книги из ГПНТБ / Камерная система разработки в горнорудной промышленности С. Г. Борисенко, Ф. А. Копица.1960 - 27 Мб

В последнее время на руднике внедрена камерная система с отбойкой руды глубокими скважинами.Для образования от­ резной щели проходят восстающий, расширяемый в дальнейшем посредством глубоких скважин. Скважины располагают вееро­

На руднике испытывается вариант системы без горизонта гро­ хочения с наклонным плоским днищем, с отрезной щелью и погрузкой руды погрузочными машинами.

Для увеличения производительности труда бурильщиков на

руднике повышена кусковатость руды, увеличены размеры вы­ пускных дучек в блоках с массовой отбойкой; для механического дробления крупных кусков руды на горизонте 162 м установ­ лена щековая дробилка с отверстием 1200X900 мм.

Норильский рудник 7/9 *

Норильское полиметаллическое месторождение представляет собой мощное рудное тело.

В кровле рудного'тела залегает толща интрузивных и эффу­

зивных пород мощностью до 250—400 м, а в почве — лабра­ доровые порфириты или андезитовые диабазы, подстилаемые осадочными породами. Тунгусской свиты. Падение рудного тела пологое 6—18°. Коэффициент крепости руды и вмещающих пород 12—14.

Месторождение залегает в исключительно сложных геологиче­ ских условиях и отличается рядом особенностей. На всей его пло­ щади наблюдается интенсивное развитие трещин в различных направлениях, что отрицательно отражается на устойчивости кровли при разработке и является одной из причин образования при взрывных работах большого количества негабаритных кус­

ков руды.

Разработка месторождения, кроме этого, осложнена нали­ чием естественного выделения метана по трещинам из угольных пластов Тунгусской свиты, расположенных в 20—25 м под руд­ ным телом.

Значительная часть месторождения находится в зоне вечной мерзлоты, что вызывает ряд трудностей при его эксплуатации. Например, исключается бурение шпуров и скважин с промывкой.

* Описание опыта рудника дано М. И. Ермоленко.

234

Часть месторождения, разрабатываемая рудником 7/9, пред­

ставлена пластообразной залежью с углом падения 10—20°. Мощ­ ность рудного тела на верхних горизонтах в среднем 18—20 м,

на нижних 30—35 м.

Непосредственной кровлей рудного тела являются габбродиабазы с непромышленным оруденением, а выше — безрудные, перекрываемые толщей эффузивных пород. Средняя суммарная мощность покрывающих пород 140—250 м.

Рудное тело разделено на две части: западную (поле рудни­ ка 7) и восточную (поле рудника 9).

Быстрые темпы роста добычи руды привели к тому, что

опытные работы по применению различных систем разработки проводились одновременно с эксплуатационными или даже пред­

ставляли с ними одно целое.

Очистные работы на руднике начали в 1951 г. и с этого вре­ мени ведут интенсивные поиски наиболее производительных и

безопасных систем разработки.

Рудное тело разделено по падению на панели шириной 56 м. Каждая панель разбита по простиранию на эксплуатационные блоки. Подготовка блоков полевая.

При составлении технического проекта в 1948—1949 гг. руд­ ное тело и вмещающие породы рассматривались как крепкие и

устойчивые.

Техническим проектом в качестве основных систем были при­ няты: камерно-столбовая (для участков рудного тела небольшой мощности) и система разработки камерами с отбойкой руды из подэтажных выработок.

Отбойку руды в камерах вели мелкошпуровым способом по­

толкоуступным забоем с частичным магазинированием. С 1954 г. камерно-столбовую систему, как опасную в условиях недоста­ точно устойчивых пород, на руднике не применяют.

В первый период применения камерной системы с отбойкой

руды из подэтажных выработок руду отбивали мелкошпуровым способом из открытых заходок. Подэтажи высотой 7—9 м отра­ батывали тремя уступами высотой 2—3 м. Однако из-за сильной трещиноватости руды работа в заходках была опасной.

В 1952 г. значительное число камер было переведено на си­

стему с магазинированием руды и шпуровой отбойкой. Однако значительная площадь обнажения кровли (примерно 700 м2) в

камерах приводила к обвалам и отслоениям руды, что делало работу в камерах опасной.

С освоением тяжелых колонковых перфораторов и станков

БМК-2Б для бурения глубоких скважин был применен вариант подэтажной отбойки веерными комплектами штанговых шпуров

ивертикальными глубокими скважинами.

С1954 г. основной системой на руднике 7/9 являлась камер­ ная система с отбойкой руды из подэтажных выработок вееро­

235

образно расположенными скважинами, пробуренными колонковым'и перфораторами.

Впервый период разработки месторождения при всех систе­ мах ширина блока составляла 21 м, в том числе камера 14 м и междукамерный и линейный целики по 7 м. Длина блока была равна ширине панели 56 м.

Впроцессе эксплуатации выявилась недостаточная устойчи­

вость целиков принятых размеров. В связи с этим в 1954 г. были приняты новые параметры блока: ширина междукамерного целика 14 м и ширина камеры 21 м Дрис. 156), ширина линей­

ного целика 10 м.

Увеличение ширины камер было принято для извлечения максимального количества руды до обрушения целиков и кров­ ли. Камерный запас при указанных выше параметрах блока составлял 55%, а при прежних 50%.

Выемка камер шириной 21м предусматривалась в две стадии; в первую очередь 14 м, а затем две боковые прирезки по 7 м.

Таким порядком выемки руды стремились уменьшить до ми­ нимума время отработки камер при полной их ширине, но опыт показал, что при отбойке руды в прирезках не достигается ее хорошее дробление, а взрывы при значительном весе зарядов

разрушают междукамерные целики. Кроме того, вариант широких

камер следует признать неудачным и потому, что отбойка руды в несколько стадий оказалась сложной, последовательность работ не выдерживалась, отработка камер происходила -мед­ ленно и в результате наблюдались случаи самообрушений

кровли камер.

Недостаточная устойчивость целиков, несвоевременное пога­ шение привели к усилению горного давления. В результате этого произошло раздавливание междукамерных целиков, обрушение

кровли 'в ряде камер и нарушение выработок горизонта скрепе­ рования.

Сильное разрушение целиков и обрушение кровли камер нэ

руднике 7 наблюдалось в период июль—октябрь 1955 г. Были разрушены почти все целики шириной 14 м. В связи с этим воз­ никла острая необходимость применения такой системы разра­ ботки, при которой обрушения рудных целиков и пород кровли производились регулярно.

С 1956 г. применяли несколько вариантов системы этажного

принудительного обрушения, различающихся способом отбойки руды.

Во всех вариантах блок размерами 112 м по падению и 60 м

по простиранию состоит из четырех камер и четырех междука­

мерных целиков. Основные показатели по системам разработки,

применявшимся на руднике, приведены в табл. 38.

236

2. Применение камерной системы на зарубежных рудниках

Железные рудники района Меномини (США)

В США система разработки открытыми камерами наиболее" широко применяется в районе Меномини (штат Мичиган).

Кроме системы разработки открытыми камерами, в, районе

Меномини в меньшей мере применяются системы с ма.газиниро-

ванием руды, подэтажного, этажного и слоевого обрушения.

; Рудные тела этого района крутопадающие, мощность их колеблется от нескольких сантиметров до сотен метров, длина

достигает 1000 м. Руда гематитовая, средней крепости. Неко­

торые рудные тела представлены темнокоричневыми кристал­

лическими лимонитами или мягкими гематитами.

Лежачий и висячий бока обычно представлены черными,

графитовыми сланцами, с большим.содержанием серы. Сланцы загораются на воздухе при обнажении их на высоту более 1,8— 2,4 м. Кроме того, они при доступе воздуха отслаиваются. По­ этому в камерах вдоль контактов месторождения оставляют корку руды толщиной lt5—1,8 м.

В связи с возникновением пожаров и преждевременным об­ рушением целиков стали производить закладку камер. Закладка уменьшает опасность отслоения сланцев в камере, дает возмож­ ность полнее извлекать целики и обеспечивает большую безо­ пасность в пожарном отношении. Закладку камер производят через систему восстающих и скважин диаметром 75 см, пробу­ ренных станками канатно-ударного бурения (рис. 157). Вначале

заполняются верхние камеры, затем закладка перепускается в нижние. Если камеры не расположены одна под другой, то закладка от одного закладочного восстающего к другому до­

чение целиков. Чтобы закладка из камеры не попала в руду от­ рабатываемого целика, между ними оставляют слой руды.

На рудниках Меномини при ведении взрывных работ при­ меняют электродетонаторы короткозамедленного действия и взрывчатые вещества в патронах размером 5X40 см, при ис­ пользовании которых улучшаются показатели по отбойке руды. Отбойку руды скважинами применяют чаще при выемке цели­ ков. Диаметр скважин изменяется от 87,5 до 75 мм в зависи­ мости от крепости руды. На двух рудниках скважины исполь­ зуют также и для отбойки руды в камерах. На рис. 158 пока­ зана схема расположения скважин, применявшаяся на одном из этих рудников. Необходимо отметить, что руда на этом руд­ нике слабее, чем в среднем на рудниках Меномини.

Скважины бурили колонковыми и телескопными перфора­ торами. Четырнадцатью скважинами было отбито за взрыв

2625 т руды. Выход руды на 1 пог. м скважины составил 24 т, расход ВВ—Г19 г/т. При применении короткозамедленного

239

Рис. 157. Подача закладки в камеры с конвейерной достав­ кой на вентиляционном горизонте на железных рудниках в районе Меномини (США)

Рис. 158. Расположение скважин при отбойке руды в камерах на железных рудниках в районе Меномини (США)

240

взрывания расход ВВ на этом же руднике уменьшился до 88 г/т.

Конструкция блоков на рудниках Меномини зависит в ос­ новном от применяемого транспорта и мощности месторожде­ ния. Для транспортировки крупнокусковатой руды обычно

применяются локомотивы и большегрузные вагонетки (на де­ сяти рудниках), а мелкокусковатой— конвейеры. Применение конвейеров экономично при мелкокусковатой руде и небольших расстояниях транспортировки. При конвейерном способе до­ ставки руда из камер через дучки поступает на грохоты, на

Рис. 159. Система разработки открытыми ка мерами, применяемая на железном руднике Бристоль в районе Меномини (США)

которых глыбы разбиваются до размеров менее 35x35x22 см. Затем руда поступает к люкам, расположенным на 6,6—7,5 м

ниже горизонта грохочения, грузится сначала на качающийся конвейер, а потом на ленточный, расположенный на главном

горизонте. Ленточным конвейером руда доставляется к стволу шахты, затем она последовательно поступает в бункер, доза­ тор, скип и дробилку, расположенную на копре.

При локомотивной доставке руды блок подготавливают с горизонтом скреперования. В зависимости от мощности мес­ торождения камеры могут располагаться по простиранию ме­ сторождения (рудник Гайвата) или вкрест простирания (руд­

ники Шервуд и Бристоль).

Рудником Бристоль разрабатывается крутопадающее место­

рождение мощностью 45—65 м. Руда средней крепости. Добы­ ча руды ведется системой открытых камер. Подготовительные и очистные работы производятся следующим образом (рис. 159).

241

16 С. Г. Борисенко. Ф. А. Копица

в лежачем боку. Орты не доходят до контакта руды породами висячего бока, положение последнего определяют бурением

скважин из забоев ортов. Очистные работы ведутся от вися­

чего бока к лежачему. У висячего бока, чтобы не обнажать горючие сланцы, оставляют слой руды толщиной до 3 м. От­ бойку руды ведут из открытых заходок.

На руднике уделяется большое внимание технике безопас­ ности. Дучки располагают в шахматном порядке на расстоя­ нии 9 м друг от друга. Имеются устройства для перекрытия потока руды. Скреперист огражден проволочной сеткой, кото­

рая предохраняет его в случае обрыва троса. Воронки всегда заполнены рудой. В слабых рудах штреки скреперования це­

ликом крепят бетонной крепью толщиной 30 см.

Медный рудник Нейшенэл Таннел (США)

Рудником разрабатывается ряд низкосортных меднорудных залежей, большей частью неправильной формы. Гранитизированные породы, слагающие массив, отличаются хрупкостью и сравнительно малой устойчивостью. Выработки размером более

2,5 X 2,5 м крепят деревянной крепью.

Основное рудное тело имеет длину 240 м, среднюю мощ­ ность 12 м.

Месторождение вскрыто штольней длиной 7300 м, пройден­ ной на горизонте 800 м.

Вследствие невысокого содержания меди в руде применение систем с закладкой или с креплением нерентабельно, а склон­ ность руды к слеживанию исключает возможность использо­ вания системы с магазинированием. Поэтому на руднике при­

меняют различные варианты камерных систем разработки.

У лежачего бока месторождения проводят откаточный штрек, из него ка расстоянии 60 м друг от друга проходят восстающие (рис. 160). Высота этажа 60 м. Выше откаточного штрека про­ водят штрек скреперования, из которого проходят парные дуч­ ки на расстоянии 3,6 м друг от друга. Верхние части дучек,

расположенных у висячего бока, расширяют в воронки диамет­ ром 3,6 м. Дучки у лежачего бока соединяют между собой под­

сечным штреком. Подсечку блока на высоту 9 м производят взрывом скважин, пробуренных из подсечного штрека. Большая высота подсечки имеет следующие преимущества: 1) обеспечи­ вает большой компенсационный объем для массовых взрывов

* Скреперование, руды в блоках на этом руднике применяется с момента появления скреперов как горного оборудования.

242