Класс 4. Системы с закладкой очистного пространства

Закладка - как технологический процесс осуществляется для создания искусственного массива, обладающего определенными свойствами, используемыми для поддержания очистного пространства. Группировка систем с закладкой внутри класса представлена в табл. 4.

Таблица 4.

Группировка систем разработки с закладкой очистного пространства
1. С закладкой очистного пространства в едином цикле с отбойкой и доставкой руды и с созданием рабочего очистного пространства						2. С последующей закладкой и без создания рабочего очистного пространства
А. Без разделения рудного тела на слои и со слоевым типом рабочего очистного пространства			Б. С разделением рудного тела на слои, камерным типом рабочего очистного пространства или в виде прирезок на основе искусственного массива, обладающего устойчивостью			А. С использованием дискретного закладочного материала, работающим лишь при объемном сжатии		Б. С использованием твердеющего закладочного материала, обладающего устойчивостью
а) со сплошной или б) блоковой /столбовой /панельной подготовкой выемочного участка, с очистной выемкой в восходящем, нисходящем порядке или по простиранию						а) с подэтажной или б) этажной масштабностью отработки блока. С камерным типом очистного пространства.
* 2А – используются в комбинированных системах в качестве первых структурных элементов; ** 1Б и 2Б – являются структурной основой одностадийных и многостадийных систем с твердеющей закладкой.
Угол залегания рудных тел		Крутопадающие		1А	1Б		1Б; 2А; 2Б		1Б; 2А; 2Б
		Наклонные		1А	1Б		1Б; 2А; 2Б		1Б; 2А; 2Б
		Пологие		1А	1Б		1Б; 2А; 2Б		1Б; 2А; 2Б
	Благоприятные условия применения			Тонкие и малой мощности (<3 м)			Средней мощности (3…20 м)		Мощные (>20 м)
	Не благоприятные условия применения			Нормальная мощность рудных тел

Рис. Система разработки 1Аб

Рис. . Система разработки с закладкой очистного пространства в едином цикле с отбойкой и доставкой. Подготовка блоковая. Откаточная выработка - рудный штрек. Отбойка шпуровая, доставка скреперная по рабочему очистному пространству в виде слоя. Выемка восходящими горизонтальными слоями. Закладка дискретная, сухая, сыпучая. В качестве закладочного материала может быть порода от проходки выработок или из специально приготовленного материала. Для исключения потерь в закладке используют настилы из различного материала. Достоинство – низкие потери руды и металла. Недостаток – высокая трудоемкость процессов очистной выемки. Область применения крутопадающие маломощные и средней мощности рудные тела. Руды и породы средней устойчивости. При этом руда ценная и более устойчивая. Направления совершенствования на базе внедрения более производительного оборудования и применения дешевой закладки.

Рис.. Система разработки 1Аб

Рис. . Данный вариант демонстрирует сильное инженерное решение, позволяющее отрабатывать маломощные рудные тела с высоким содержанием металла. Ширина рабочего очистного пространства принимается требуемых размеров и расчетом определяется величина присечки вмещающих пород. В случае целесообразности закладку добавляют из пород от проведения горных выработок. В виду малой мощности рудных тел, очистную выемку ведут без междублоковых целиков. Есть определенная проблема со слоевыми настилами – процесс укладки трудоемкий, большой расход материалов и дорогой материал.

Рис. . Система разработки 1Аб

Рис. . Вариант системы с закладкой наклонными слоями. Рабочее очистное пространство наклонено для снижения затрат на доставке руды и транспорте закладочного материала. При отсутствии надлежащих средств доставки проблему решают за счет «горна» и гравитации. Закладка – сухая, дискретная, работающая лишь в объемном состоянии и не допускает вертикальных обнажений. Доставка по очистному пространству самотечная, используют восстающие выработки. Погрузка люковая.

Рудное тело отрабатывается на полную мощность, без разделения по мощности на слои. Область применения – жильные месторождения при низкой устойчивости породного массива. Ценность руды высокая, способная окупить затраты на необходимую закладку.

Рис. Система разработки 1Аб

Рис. Еще один вариант системы разработки с закладкой. Подготовка без разделения выемочного участка на блоки, хотя возможно и с разделением, но это приведет к оставлению целиков и увеличению потерь ценной руды. Ранее он относился к самостоятельному классу – с креплением и закладкой. С осмыслением роли рабочего очистного пространства мы с еще большей уверенностью можем отнести его в класс систем с закладкой очистного пространства и креплением рабочего очистного пространства в виду пониженной устойчивости рудного массива. Область применения системы расширяется при минимальных потерях руды и металла. Однако недостатки остаются. И именно, высокие затраты живого труда, да еще и крепежного леса, закладочного материала.

Направления совершенствования ориентированы на устранение отмеченных недостатков

На последующих примерах можно проследить как решаются проблемы совершенствования процессов очистной выемки, оставаясь в рамках идеи исполнения системы разработки в целом.

Рис. . Система разработки 1Аб

Рис. . Вариант системы тот же самый. Отличие в том, что на процессах отбойки и доставки применяется самоходное оборудование. Увеличение производительности труда при этом должно быть значительно выше, чтобы окупить затраты на приобретение оборудования. Для достижения этого размеры блока увеличены до 120м, выделено два полублока с совмещением работ по отбойке, доставке и укладке сухой дискретной закладки. При увеличении мощности рудного тела возникает необходимость оставления междублоковых целиков и в связи с этим появляется задача их отработки с минимальными потерями. Эта задача и определит направление совершенствование системы.

Рис. . Представленный вариант демонстрирует возможности дальнейшего совершенствования системы данного исполнения на базе самоходного оборудования. С увеличением мощности рудного тела и устойчивости обнажения рудной кровли эффективность реализации идеи – увеличивается. Возможна забойная сортировка, что позволяет отрабатывать рудные тела сложного строения.

Рис. . Система разработки 1Аб Рис. . Система разработки 1Аб

.

При снижении устойчивости руды и пород возможно применение штангового крепления рабочего очистного пространства. Система преобразуется в вариант системы с креплением и закладкой, но на более совершенной основе.

Рис. Система разработки 1Бб

Рис. . Вариант система с твердеющей закладкой слабо наклонными слоями в нисходящем порядке и с рабочим очистным пространством камерного типа. Подготовка - блоковая. Отбойка шпуровая, доставка механизи-рованная – погрузоно – доста-вочными машинами (ПДМ).

Область применения – руды и породы неустойчивые. Однако могут быть и любой устойчивости, но не допускается обрушение окружающего массива и дневной поверхности. Ценность руды высокая и достаточная, чтобы окупить дополнительные затраты на закладку. Достоинство – минимальные потери ценной руды (до1-2 %). Направление совершенствование - снижение затрат на закладку и повышение производительности труда.

Рис. Система разработки 1Бб

Рис. . Вариант системы анало-гичен предыдущему. С той лишь разницей, что очистные камеры в первом случае ориентированы по простиранию, а во втором – вкрест простиранию. Такое инженерное решение можем оказаться очень сильным, поскольку учитывает возможности развития фронта работ и ориентацию трещино-ватости рудного массива.

Приведенные варианты легко модифицируются в варианты с восходящим порядком отработки выемочного участка. Все варианты допускают селективную выемку, забойную сортировку. При восходящем порядке выемки упрощается организация закладочных работ. Можно применить закладку по скважинам. Задачи совершенст-вования – удешевление закладки и закладочных работ, внедрение прогрессивного оборудования и форм организации труда.

Рис. Система разработки 1Бб

Рис. Система разработки с твердеющей закладкой нисхо-дящими слоями в условиях СУБРа при неровном контакте с породами лежачего бока. Вариант позволяет осуществить более полную выемку запасов и отказаться от системы слоевого обрушения.

Рис. Система разработки 2Бб

Рис. Камерная система разработки с твердеющей закладкой в три очереди, без создания рабочего очистного пространства, закладка последующая. Отбойка руды в камерах – скважинная, доставка самоходными ПДМ.Варианнт существенно усиливается при шахматном расположении камер в смежных этажах.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

Провести анализ конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Указать отличительные особенности. Оценить достоинства и недостатки. Определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.

.

ЗАДАНИЕ 1

Рис.

ЗАДАНИЕ 2.

Рис.

ЗАДАНИЕ 3.

Рис.

ЗАДАНИЕ 3. Рис.

ЗАДАНИЕ 4. Рис.

ЗАДАНИЕ 5. Рис.