3.4. Камерные системы разработки.
Сущность систем разработки. Отработка запасов блока производится высокими камерами (более 10м) с отбойкой руды в них скважинами. Скважины бурятся из специально пройденных в камере буровых выработок. Отбойка руды скважинами может производиться из выработок одного бурового горизонта, либо нескольких буровых горизонтов. В зависимости от числа буровых горизонтов различают:
Подэтажные системы разработки (рис 11);
Этажно-камерные системы разработки (рис 10).
Условия применения. Мощность залежи - 10-20м при углах падения - 50 град. и более, более 20м при любых углах падения, руда должна быть ценной или средней ценности, руда и вмещающие породы должны быть устойчивыми.
Системы применяются при отработке месторождений цветных металлов, например на рудниках комбинатов: Тырныаузском, Иртышском, Лениногорском, Зыряновском, а также на железных рудниках Кривого Рога и КМА.
Рис. 10. Схема, иллюстрирующая сущность системы с подэтажной отбойкой.
Рис.11. Схема, иллюстрирующая сущность этажно-камерных систем разработки.
3.4.1. Системы разработки с подэтажной отбойкой руды.
Сущность систем разработки. Отработка ведется высокими камерами с отбойкой руды скважинами из нескольких буровых подэтажей. В результате отработки запасов камер между камерами оставляются междукамерные целики.
Междукамерные целики могут:
Не отрабатываться, т.е. списываться в потери (рис. 12);
Отрабатываться массовым обрушением при открытых, или заполненных обрушенной породой, камерах (рис 13);
Извлекаться при заложенных камерах системами с закладкой (рис. 14).
Рис.12. Схема отработки с оставлением целиков.
Рис. 13. Схема отработки массовым обрушением при заполненных обрушенной породой, камерах
Рис. 14. Схема отработки при заложенных камерах.
Системы разработки с подэтажной отбойкой по ориентации камер относительно элементов залегания рудного тела делятся на:
Системы разработки с отбойкой руды из подэтажных штреков (рис. 15);
Рис. 15.Схема системы разработки с отбойкой руды из подэтажных штреков
Системы разработки с отбойкой из подэтажных ортов (рис. 16).
Рис. 16. Схема системы разработки с отбойкой из подэтажных ортов
3.4.2. Система разработки с отбойкой из подэтажных штреков с последующим обрушением целиков.
Условия применения. При мощности залежи:
- 10-20м - углы падения - 50 град. и более;
более 20м - любые углы падения.
Руда должна быть средней ценности, руда и вмещающие породы должны быть устойчивыми.
Подготовительные работы заключаются в проведении полевого доставочного штрека (1), заезда (2) на границе блока, блокового восстающего (3), соединяющего доставочный штрек (1) с вентиляционным штреком (4) (рис. 17). Кроме того, в состав подготовки включают проходку автосъездов (18), которые соединяют доставочные горизонты. Автосъезд обслуживает, как правило, несколько блоков, или участок залежи длиной 250 – 300м.
К подготовительным работам также относят проведение через каждые 150-200м участковых рудоспусков (10) – (1 рудоспуск на 2-3 блока). На каждом доставочном горизонте в районе рудоспусков проходятся разгрузочные камеры (11) и рудоскаты (12). Участковый рудоспуск выходит на нижерасположенный откаточный горизонт, на котором может быть организована электровозная откатка или транспорт с помощью автосамосвалов.
Нарезные работы. Заключаются в проведении на каждом буровом подэтаже полевых штреков (5). Эти выработки проходятся из автосъездов (18). В висячем боку рудного тела проходятся буровые рудные штреки (6), соединяемые с полевыми штреками заездами (7). На доставочном горизонте проходится траншейный штрек (8), который соединяется с доставочным штреком через каждые 15-20м погрузочными заездами (9).
К нарезным работам также относят проведение на границе камеры отрезного восстающего (13).
Очистная выемка. Все запасы блока отрабатываются в 2 стадии. В первой стадии отрабатываются запасы камеры, а затем, во второй стадии, одним взрывом отбиваются остальные запасы блока (междукамерные целики и потолочина).
1 стадия отработки блока. Очистная выемка камеры начинается с создания траншейной подсечки с помощью взрывания веерных скважин, пробуренных из траншейного штрека. Для создания отрезной щели восстающий(13) расширяется на всю ширину и высоту камеры. Отбойка основных запасов камеры производится на отрезную щель из буровых подэтажей веерами скважин диаметром 85, 102 – 105мм. За один взрыв в подэтаже взрывают 1- 2 веера. Если позволяют условия вентиляции и сейсмоустойчивость выработок, то за один взрыв могут отбиваться вееры скважин во всех подэтажах.
Для обеспечения безопасности забойных рабочих производится опережающая отработка верхних подэтажей по отношению к нижним этажам. Бурение скважин осуществляется самоходными буровыми установками, заряжание – с помощью самоходных зарядчиков.
2 стадия отработки блока. Во вторую стадию отрабатываются запасы междукамерных целиков (15) и потолочины (16). Для этого из существующих в целиках выработок производится обуривание массива скважинами и массовым взрывом погашаются все запасы целиков. Одновременно с производством массового взрыва обрушаются налегающие боковые породы. Выпуск руды производится из всех погрузочных заездов до того момента, пока в одной из доз выпуска разубоживание руды не превысит предельно допустимую величину.
Следует иметь в виду, что при отбойке целиков массовым взрывом качество дробления руды обычно низкое, что ведет к повышению выхода негабарита и необходимости вторичного дробления и в результате - к снижению производительности блока на доставке.
Доставка руды. Отбитая руда под действием силы веса падает в траншею (14). На доставочном горизонте доставка руды производится с помощью погрузочно-доставочных машин. Погрузка руды из траншей производится в заездах (9) и по доставочному штреку (1) она доставляется к разгрузочной камере (11) и через участковый рудоспуск (10) поступает на концентрационный откаточный горизонт.
Управление горным давлением осуществляется с помощью междукамерных целиков (15) и потолочины (16).
Рис. 17. Система разработки с отбойкой из подэтажных штреков с последующим обрушением целиков
1-доставочный штрек; 2-заезд; 3-блоковый восстающий; 4-вентиляционный штрек; 5-полевой штрек; 6-буровой штрек; 7-заезд; 8-траншейный штрек; 9 –погрузочный заезд; 10-рудоспуск; 11-камера разгрузки; 12-рудоскат; 13-отрезной восстающий
Проветривание. При отработке камеры рабочими местами являются: погрузочные заезды, траншейный штрек и буровые штреки. Погрузочные заезды могут проветриваться за счет диффузии свежего воздуха, поскольку максимальное расстояние от водителя до свежей струи не превышает 10м (из условий габаритов погрузочного оборудования и ширины доставочной выработки). Проветривание траншейного штрека осуществляется свежим воздухом, поступающим из доставочного штрека через заезды (2,9). Для проветривания буровых штреков свежий воздух из доставочного штрека (1) через заезды (2) поступает в блоковые восстающие (3) и далее в буровые штреки (6). Отработанный воздух через очистное пространство камеры поступает в вентиляционный восстающий (17).
Технико-экономические показатели различаются на разных стадиях отработки блока:
При отработке камерных запасов производительность забойного рабочего достигает 100 тонн в смену и более. Потери до 5% - в основном в траншее между заездами, разубоживание - тоже до 5 % - из-за неточности отбойки. Качество дробления – хорошее.
При отработке целиков производительность забойного рабочего несколько ниже – до 70 тонн в смену. Потери и разубоживание возрастают из-за выпуска руды под обрушенными породами и их величина достигает 25%.
В целом по блоку показатели зависят от соотношения запасов камер и целиков и составляют в среднем: производительность забойного рабочего достигает 80–90 т в смену. Потери и разубоживание до 15% .
Направления дальнейшего развития системы. Увеличение удельного веса камерных запасов, увеличение высоты этажа, внедрение более производительных средств бурения и доставки.