Основные варианты сплошной системы разработки месторождений

25.09.2020

Месторождения с углом падения до 10° разрабатываются сплошной системой без разделения на этажи (безэтажная выемка), а при большем угле с разделением на этажи. По этому признаку данная система разделяется на два варианта: с безэтажной выемкой и с этажной выемкой.

Вариант с безэтажной выемкой. Oсoбенности и параметры. В данном варианте после проходки соединительной выработки между основным и вспомогательным стволами рудное тело вырабатывается одним или несколькими сплошными забоями с оставлением в очистном пространстве поддерживающих целиков (рис. 124). Высота забоя зависит от мощности рудного тела, а размеры выемочного участка в горизонтальном направлении — от устойчивости пород висячего бока и руды. Откаточные и панельные штреки при сравнительно ровной подошве залежи проходят по руде, а при неровной подошве (с глубокими впадинами и выступами) — в подстилающих породах.
Основные варианты сплошной системы разработки месторождений

Для производства очистной выемки и вентиляции забоев необходимо над полевыми выработками проходить по руде такую же сеть выработок, соединяющихся с полевыми при помощи рудоспусков (рис. 125). Длина рудоспусков определяется характером гипсометрии подошвы залежи с учетом создания в них достаточной емкости для обеспечения нормальной работы подземного транспорта.

Проходка полевых выработок удорожает подготовку но она имеет и ряд преимуществ: во-первых, создаются более безопасные и надежные условия для выемки целиков; во-вторых, обеспечивается более полное извлечение руды из впадин в лежачем боку; в третьих, наличие прямолинейных полевых выработок создает благоприятные условия для подземной откатки.

В обширных месторождениях проходят несколько откаточных штреков. Следует проходить еще и рудные штреки по границам залежи, так как они соединяют на контакте с пустыми породами панельные штреки (см. рис. 125), что обеспечивает нормальное проветривание очистных забоев в любых участках месторождения и облегчает сообщение с забоями.

Для поддержания откаточных выработок оставляют иногда изолированные (рис. 126) или сплошные ленточные целики (см. рис. 124).


Очистные работы. Выемка руды в шахтном поле может производиться от границ шахтного поля к стволу и в обратном направлении. Предпочтительно первое направление, при котором ведение работ более безопасно, так как рабочим в этом случае не приходится проходить через выработанное пространство. Практика показала, что при работе от границ поля полезное ископаемое выбирается с меньшими потерями, в основном за счет меньшего количества и мощности поддерживающих рудных целиков. В месторождениях небольших размеров очистная выемка ведется обычно от штрека на всю ширину залежи (см. рис.124). Разработка производится без предварительного проведения каких-либо подготовительных и нарезных выработок, что нередко связано с организационными трудностями в процессе очистных работ из-за отсутствия резерва подготовленной руды.

В шахтных полях больших размеров очистная выемка начинется в направлении от оконтуривающих штреков к основным. В выработанном пространстве для поддержания кровли оставляют целики. В процессе оконтуривания целиков для предотвращения их нарушения шпуры бурят небольшой глубины и заряжают малым количеством ВВ.

В процессе выемки руда может отбиваться сплошным, почвоуступным или потолкоуступным забоем.

Залежи высотой до 3—3,5 м отрабатываются на всю высоту забоя без разделения его на уступы (рис. 127). Шпуры глубиной от 2 до 3 м бурят обычно колонковыми перфораторами. При использовании буровых кареток высота сплошного забоя увеличивается до 5—5,5 м, а при каретках башенного типа — до 10 м.

В залежах мощностью 4,5—5,5 м руда может отбиваться почвоуступным забоем (рис. 128). У кровли забоя проходится передовая выработка высотой 2—2,5 м с опережением нижележащего уступа на 4—5 м. Ширина выработки равна расстоянию между опорными целиками. Шпуры глубиной до 2,5 м бурят ручными или колонковыми перфораторами. Руда нижнего уступа отбивается зарядами вертикальных шпуров, а при очень крепкой руде задают еще и почвенные шпуры для выравнивания подошвы забоя. Недостаток почвоуступной выемки заключается в необходимости частичного перелопачивания руды вручную из передового забоя. Поэтому его длину ограничивают расстоянием, необходимым для установки перфоратора и удобства работы бурильщика.

В залежах мощностью 7—8 м при мелкошпуровом бурении руда в забое иногда отбивается несколькими уступами с почвоуступным их расположением (рис. 129).

При. этом способе также приходится частично перелопачивать руду, остающуюся на уступах после производства взрывных работ, я к бурению шпуров нельзя приступать до уборки руды с уступов. Преимущество отбойки уступами заключается в удобстве бурения нисходящих шпуров с использованием ручных перфораторов.

С внедрением глубокого бурения отбойка производится одним уступом с предварительной проходкой у кровли забоя передовой выработки высотой 2—2,5 м на ширину, равную расстоянию между опорными целиками. Уступ затем обуривается серией скважин, сетка которых принимается в зависимости от физической характеристики руды и применяемого погрузочного оборудования (рис. 130). Для уборки руды из передового забоя можно использовать небольшие бульдозеры. Такой способ отбойки весьма производителен. Его недостаток заключается в возможности нарушения пород кровли и целиков, из-за сейсмического действия при одновременном взрывании скважин большого диаметра с увеличенными зарядами ВВ. Применение короткозамедленного взрывания позволит уменьшить вредные последствия сейсмического эффекта.

Руда может отбиваться также и при потолкоуступном расположении забоя (рис. 131). Придание соответствующего уклона уступам, а следовательно, и откосу отбитой руды позволяет использовать для бурения шпуров небольшие самоходные буровые каретки на гусеничном ходу, которые перемещаются от уступа к уступу по отбитой руде. Дорога для них и место установки подготавливаются бульдозерами. Отрицательная сторона подобного способа отбойки заключается в отслаивании от кровли забоя в трещиноватых рудах крупных кусков, что затрудняет погрузку и приводит к увеличенному объему вторичного дробления.

В зависимости от угла падения залежей применяются следующие способы доставки отбитой руды из очистных забоев:

1) при угле падения до 2°30'. руда из забоя до ствола шахты может доставляться рельсовым или самоходным транспортом;

2) в месторождениях с углами падения от 2°30' до 10° используется безрельсовый транспорт (самоходный);

3) в месторождениях с углами падения от 10 до 18° руда из очистного забоя до рудоспусков доставляется скреперами, редко конвейерами, при углах падения свыше 18° обычно применяется скреперная доставка руды до рудоспуска.

В маломощных залежах с малым углом падения и благоприятной гипсометрией почвы рудного тела применяется рудная подготовка. В этом случае от основной выработки к забоям прокладываются рельсовые пути и отбитая руда грузится в вагонетки скреперами через наклонные платформы или погрузочными машинами с емкостью ковша 0,12—0,15 м3. На их производительность влияет кусковатость отбитой руды, что регулируется буро-взрывными работами. Скреперные лебедки монтируются вместе с погрузочным полком на пневматическом или гусеничном ходу.

При неровной почве рудного тела применяется полевая подготовка и руда доставляется к рудоперепускным восстающим самоходными вагонетками или двух- и трехбарабанными скреперными лебедками. В зависимости от производительности забоя, расстояния доставки и кусковатости отбитой руды емкость скрепера изменяется от 0,2 до 1,5 м3 (в зарубежной практике до 2 м3) с мощностью мотора скреперной лебедки до 75 квт и более, а ее сменная производительность колеблется в пределах 200—400 т. Скреперная доставка к рудоспускам несколько затрудняется при наличии в выработанном пространстве нерегулярно оставленных целиков.

Самоходные скреперные погрузчики по сравнению с погрузочными машинами менее совершенны и дают меньшую производительность, но их использование целесообразно в месторождениях мощностью 1,8—2,5 м. В последнее время в горнорудной практике внедрен самоходный комбинированный погрузочно-доставочный агрегат на гусеничном или пневматическом ходу типа Джисмо, производительность которого выше производительности скреперных лебедок.

Для погрузки отбитой руды в залежах мощностью 2,5—3 м могут применяться машины ПМЛ-5 и ПМЛ-6 с пневматическим приводом или более производительные и экономичные одноковшовые грузчики с электрическим приводом и ковшом емкостью 0.15— 0,25 Л13. Все большее распространение находят погрузочные машины непрерывного действия с загребающими лапами и электрические экскаваторы с прямой лопатой и ковшом емкостью 0,4—1 м3, а иногда и больше, со стрелой длиной 4,5—6 м. Они могут быть использованы в выработках шириной 8 м, высотой 4,5 м и более.

При сплошной системе используются бульдозеры на гусеничном ходу с дизельным или электрическим двигателем для подгреб-ки руды к погрузочным машинам и расчистки пути для самоходных вагонеток, автосамосвалов, буровых кареток. Широко внедряется безрельсовый транспорт, особенно самоходные вагонетки, чаще всего на колесном ходу с пневматическими или резиновыми литыми шинами. Такие вагонетки с кузовом емкостью от 2,5 до 10 м3 используются для транспортирования руды из очистного пространства до рудоспуска или до ствола шахты. Подобное сочетание погрузки и доставки создает большую гибкость в работе в очистной выемке, упрощает транспорт, повышает производительность забоя и труда забойных рабочих и снижает себестоимость добычи 1 м руды.

Для доставки руды в подземных условиях применяются также автосамосвалы грузоподъемностью 6—8 м3 с дизельным или электрическим двигателем. Руда грузится в кузов самосвала экскаватором или из рудоспусков.

Из вышеизложенного видно, что при сплошной системе представляется возможность полностью механизировать все процессы в очистной выемке и увеличить производительность системы и труда забойных рабочих.

Сплошная система разработки характеризуется образованием выработанного пространства с большой площадью обнажения кровли, поэтому требуется тщательное наблюдение за ее состоянием. Для предотвращения нарушения кровли необходимо оставление опорных целиков должных размеров и регулярный осмотр и оборка кровли, особенно после взрывания крупных зарядов, с целью предупреждения выпадения из кровли кусков породы и ликвидации образовавшихся заколов. Необходимо приводить в безопасное состояние кровлю передовых выработок перед взрыванием шпуров„ после чего доступ к ней уже будет осложнен.

Для осмотра и оборки кровли в высоких забоях применяются специальные самоходные тележки с телескопической колонкой на которой укреплена платформа для рабочего. Этот же агрегат может быть использован и для установки штанговой крепи в кровле. При отсутствии указанного оборудования осмотр и оборку можно производить с буровой каретки. Осмотр кровли необходимо вести при очень хорошем освещении. Доступ людей в выработанное пространство запрещается.

В месторождениях с богатой рудой рудные целики следует заменять искусственными. В качестве примера можно привести целики, воздвигаемые из железобетонных колец на одном из золотоносных рудников Южной Африки (рис. 132). Диаметр колец 0,75—0,85 м, толщина 0,1 м, вес 110—115 кг. В центре кольца для удобства его доставки имеется отверстие диаметром 0,10 м. Такие столбы возводятся на бетонном основании с расклинкой у кровли.

Проветривание очистного пространства в начале развития работ не представляет затруднений. Положение осложняется с увеличением количества отрабатываемых и отработанных забоев. В залежах с большими горизонтальными размерами требуется проходка дополнительных участковых вентиляционных стволов или пробуривание на соответствующих участках залежи специальных скважин большого диаметра. В обширных месторождениях при полном развитии очистных работ для обеспечения нормального проветривания забоев необходимы мероприятия по искусственному регулированию струн воздуха в требуемом направлении. Они заключаются в установке в соответствующих местах деревянных или брезентовых перемычек, устройстве воздушных завес, проходке специальных рассечек, ходков.

Вариант с этажной выемкой. Очистные работы в данном варианте ведутся с разделением залежи на этажи и доставкой руды па откаточный горизонт скреперами, конвейерами или вагонетками. Чаще всего применяется скреперный способ как наиболее простой и гибкий. Руда отбивается лентами по восстанию или простиранию. Предпочтительно последнее направление, создающее большие удобства для доставки руды от забоев до откаточного штрека (рис. 133).

Параметры. Высота этажей зависит от угла падения и способа доставки отбитой руды. При скреперной доставке наклонная высота этажа колеблется в пределах 50—100 м (применяется и двойное скреперование), а при доставке конвейерами и в вагонетках достигает 200 м с разделением иногда на два подэтажа.

Сплошная система с этажной выемкой применяется в месторождениях мощностью обычно не свыше 4 м.

Подготовительные работы. Подготовка месторождения заключается в проходке этажных штреков и наклонных разрезных восстающих. Последние при доставке руды в вагонетках оборудуются бремсберговыми устройствами.

Этажи наклонной выработки высотой 40—60 м подготавливаются этажными штреками и наклонными разрезными восстающими, проводимыми в выемочных участках. Для поддержания штреков оставляются целики размером 2,5x5 м. в которых проходят сбойки для доставки через них скреперами отбитой руды из забоев на откаточный горизонт. Против сбоек в штреке выбиваются ниши для скреперных лебедок.

В участках залежи мощностью до 1,2-1,5 м надштрековых целиков не оставляют, а штреки крепят усиленно с оставлением окон для доставки руды. Ее погрузка производится по длине штрека скреперной лебедкой, передвигаемой по съемным рельсовым путям с более широкой колеей по сравнению с колеей откаточного пути. Скреперная лебедка снабжена погрузочным лотком, и такая установка не препятствует движению вагонеток по штреку.

Очистные работы. Очистные работы начинаются от разрезного восстающего в одну или в обе стороны от него. Руда отбивается сплошным забоем на всю мощность залежи в направлении по простиранию. Шпуры бурят глубиной от 1,1 до 1,5 м.

Очистное пространство поддерживается распорной крепью с расстоянием между распорками 1,2 м и рядами 1,5 м. В более мощных участках применяется кустовая крепь или костры с заполнением их пустой породой. Оставляются также нерегулярные целики из пустой породы или забалансовой руды.

Что касается вопросов проветривания, поддержания кровли, выработанного пространства и техники безопасности, то в варианте с этажной выемкой следует руководствоваться теми же положениями, что и при безэтажной выемке.

Очистная выемка при сплошной системе с искусственными целиками дает высокое извлечение руды с весьма незначительным ее разубоживанием. Руда теряется здесь в основном за счет неровностей кровли и почвы залежей (в «карманах»).

Разубоживание возможно благодаря неправильному расположению шпуров или их перебуру у кровли и почвы рудного тела и частичного подрыва пустых пород. Руда разубоживается также в участках залежи с включениями пустых пород. В данной системе возможна сортировка, что позволяет снизить разубоживание.

С увеличением мощности залежей и оставлением рудных целиков потерн возрастают. С целью их снижения иногда применяют выемку целиков.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна