Основные варианты потолкоуступной системы разработки с распорной крепью

25.09.2020

Из основных вариантов системы можно указать на следующие: вариант с короткими настилами-полками и доставкой отбитой руды на откаточный горизонт под действием силы собственной тяжести и вариант с длинными пастилами и частичным магазинированием отбитой руды и доставкой ее на откаточный горизонт под действием силы собственной тяжести.

Вариант с короткими настилами и доставкой руды силой собственного веса. Применяется в месторождениях с углом падения свыше 50°. Высота этажа принимается в пределах 40—60 м, редко больше. Этаж разбивается восстающими на блоки длиной 40—60 м. Высота этажа и длина блоков зависит от разведанности рудного тела, выдержанности элементов его залегания и степени устойчивости вмещающих пород. Высота уступов принимается 1,8—2,5 л, длина — от 4 до 15 м. .

Подготовительные работы. Подготовка блоков сводится к проходке откаточного штрека и восстающих из. него до вентиляционного горизонта (рис. 142). В залежах мощностью 2—3 м штреки проходят на всю ширину рудного тела, при меньшей мощности штреки проводят с частичной подрывкой боковых пород.

В зависимости от мощности рудного тела н ценности руды над откаточными и под вентиляционными штреками оставляются целики высотой от 2 до 4 м.

На способ крепления штреков влияет устойчивость пород и наличие или отсутствие целика над ним. Крепятся они обычно распорками или рамами. В устойчивых породах и при наличии надштрековых целиков штреки не крепят.

В целиках проводят через 4—8 м дучки, оборудуемые выпускными люками. При отсутствии целиков над крепью штрека укладывают прочный настил, в котором оставляют окна для установки люков. Восстающие проходят обычно без крепления. В них пробивают через 3—5 м распорки для установки лестничных полков и образования в них двух отделений.

В залежах очень малой мощности восстающие проходятся с подрывкой пород лежачего или висячего бока. Для увеличения расстояния между выпускными люками устанавливают «крыльчатые скаты», которые облегчают поступление руды в люки и создают в них некоторый запас. Их устройство возможно только в крепких породах. Надштрековым целикам также придают форму крыльчатых скатов, подрезая их концы.
Основные варианты потолкоуступной системы разработки с распорной крепью

Очистные работы. Выемка руды в блоках может быть односторонняя или двухсторонняя. В первом случае восстающие проходят на границе блока, и отработка ведется от восстающего к противоположной стороне блока (рис. 143). Во втором случае восстающие проходят посередине блока, и очистная выемка производится от восстающего в обе стороны (см. рис. 142). Односторонняя выемка применяется в недостаточно устойчивых породах, в этом случае принимается меньшая длина блока и высота этажа. При двухсторонней отбойке параметры блока увеличиваются.

Очистные работы в этаже ведутся в наступающем или отступающем порядке. Если месторождение вводится в эксплуатацию своевременно, то предпочтителен отступающий порядок. Обычно выемка производится в нескольких расположенных рядом блоках в последовательном порядке.

Очистная выемка в блоке при наличии надштрекового целика начинается зарезкой из восстающего передового забоя высотой не свыше 2,5 м на уровне кровли целика. При отсутствии целиков откаточный штрек нередко проходят высотой 4—4,5 м, т. е. вместе с первым слоем. После окончания проходки штрек соответствующей высоты закрепляют, сверху укладывают хороший настил с одновременной установкой погрузочных люков. Над крепью штрека получается свободное, пространство высотой 2—2,5 м. Для развития очистной выемки из восстающего нарезаются в одном или двух направлениях уступы.

Отработка блока закапчивается доведением уступов до вышележащего горизонта.

В залежах с крутым падением высота уступов принимается от 1,8 до 3,5 м, чаще всего 2—2,5 м. При большей высоте сокращается расход крепежного материала за счет меньшего количества устанавливаемых полков.

Длина уступов для безопасности работ и создания более благоприятных условий отработки принимается больше их высоты и изменяется от 4 до 15 м. На размеры уступов влияют крепость боковых пород, характер контактов, углы падения и способы отбойки.

Руда в уступах отбивается горизонтальными или восстающими шпурами. При последнем способе отбойки с использованием телескопных перфораторов повышается производительность труда бурильщика. Применение восстающих шпуров возможно только в плотных и устойчивых рудах. В трещиноватых рудах взрывные работы с восстающими шпурами приведут к нарушению кровли и боковых пород, что повлечет за собой снижение безопасности работ и повышение разубоживания руды. В подобных условиях следует применять горизонтальные шпуры.

В устойчивой руде и крепких боковых породах целесообразно принимать уступы длиной 10—15 м с обуриванием их восстающими шпурами. Здесь можно организовать многоперфораторное бурение. Глубина восстающих шпуров, а следовательно, и высота уступа принимаются в пределах 1,8—2,2 м. Более глубокие шпуры с тяжелыми зарядами приведут к нарушению кровли и обычно не применяются. Глубина горизонтальных шпуров изменяется от 2 до 2,5 м и снижается с уменьшением мощности залежи, чтобы не нарушить боковых пород при взрывных работах.

Иногда в трещиноватых рудах или при наличии горизонтальной слоистости руда отбивается нисходящими наклонными шпурами, с диагональной формой уступов (рис. 144). Для работы бурильщиков здесь создаются менее удобные условия, но опыты показали, что подобный вид отбойки с мокрым бурением в значительной мере снижает пылеобразование в процессе бурения. Поэтому в крепких кварцевых породах с большим выделением пыли указанный способ отбойки должен найти более широкое применение.

Поддержание очистного пространства. Способ поддержания очистного пространства зависит от крепости руды и вмещающих пород, мощности и угла падения залежи. Частично боковые породы поддерживаются распорной крепью. Распорки принимаются диаметром от 15 до 25 см, длина их равна мощности рудного тела. В ослабленных участках устанавливают промежуточные распорки или даже кусты распорок.

В процессе очистной выемки в этаже или даже в нескольких этажах образуются большие площади выработанного пространства. Неожиданные обрушения пород кровли могут причинить большие бедствия, поэтому требуется постоянное наблюдение за состоянием вмещающих пород, главным образом пород висячего бока, в целях предупреждения неожиданной массовой осадки. В рудных телах с включением участков пустых пород, забалансовых руд или пережимов такие участки не разрабатываются, а оставляются в качестве целиков для поддержания боков. Иногда приходится оставлять целики даже из руды, а если руда цепная, то прибегают к частичной закладке отдельных участков выработанного пространства.

Практика работ на больших глубинах (золотые рудники Южной Африки, рудник Коллар в Индии и др.) показала, что оставление поддерживающих целиков не только не выполняет своего назначения, но даже связано с опасностью для работающих. На больших глубинах целики испытывают очень сильное давление со стороны вышележащих пород. При предельном напряжении целики из крепких пород разрушаются с явлением горного удара, что неоднократно было причиной несчастных случаев. Поэтому в подобных условиях боковые породы следует искусственно обрушать или закладывать выработанное пространство.

Выемку в этаже лучше вести от границ шахтного поля с постепенным обрушением пород висячего бока по мере ухода очистных работ. Отработку нижележащего этажа следует начинать после окончания работ в соответствующем участке верхнего этажа.

Для выполнения буро-взрывных работ на распорках против каждого уступа устраивают полки (настил из накатника толщиной до 150 мм или толстых горбылей). Если руда требует сортировки, то настил под взрываемым уступом не удаляется, и на нем производится отбор кусков пустой породы с размещением ее в выработанном пространстве в качестве закладки. Если же сортировка руды не требуется, то перед взрыванием шпуров в уступе настил разбирается. Когда очистная выемка в блоке дойдет до вышележащего вентиляционного штрека, дальнейшее поддержание которого не требуется, то приступают к погашению надштрековых и подштрековых целиков. Доставка руды. В крутопадающих месторождениях, с углом падения не меньше 50°, руда поступает из очистного пространства к откаточному горизонту самотеком. Однако при движении вниз руда может выбить стоики, а на восстановление выбитой крепи придется затрачивать много времени и труда, вызывая одновременно остановку работ в забое. Поэтому движению отбитой руды к откаточному горизонту следует придавать определенное направление.

Если руда не требует сортировки, то ее лучше направлять по рештакам (рис. 145) из толстых досок, хотя это и связано с затратой труда на их перенос вслед за продвиганием линии очистного забоя. Чтобы снизить расход рабочей силы на переноску рештаков, устанавливают иногда короткие отбойные полки с таким расчетом, чтобы куски руды падали на них с высоты не больше 10—12 м. Их переноска (рис. 146) менее затруднительна.

Доставка руды к откаточному горизонту может производиться также по рудоспускам (скатам) с наклонными короткими рештаками к ним от уступов. Рудоспуски образуются в выработанном пространстве обшивкой через 8—10 м двух рядов распорок (рис. 147). Такая схема создает удобства при отработке блока длинными уступами, позволяет сократить количество люков на откаточном горизонте.

Отбираемая пустая порода через окна в полках сбрасывается в выработанное пространство для его закладки, а руда по наклонному настилу, устройство которого исключает необходимость в ее перелопачивании, поступает в рудоспуск.

Доставка руды по рудоспускам имеет следующие преимущества: устраняется возможность поломок и выбивания распорок; снижаются потерн руды, особенно ценной мелочи в неровностях и «карманах» лежачего бока; размещение отсортированной пустой породы между рудоспусками снижает разубоживаиие руды.

Для предотвращения потерь богатой мелочи за счет ее просачивания через щели наклонные настилы от уступов к рудоспускам следует делать очень плотными. Для этой же цели в рудоспусках применяется двойная обшивка стен.

Проветривание очистного пространства в потолкоуступной системе вполне удовлетворительно. Свежий воздух поступает в забои из нижнего откаточного штрека через ходовые устройства, а испорченный, омыв уступы, выходит через восстающий в вентиляционный штрек. Регулирование движения струи воздуха здесь не представляет затруднений, а отработанные участки для предотвращения утечки воздуха через них легко изолировать.

При этой системе создаются относительно безопасные условия работ. Осмотр кровли вполне доступен и имеется возможность с полков подкрепить ненадежные места. Причинами несчастных случаев могут быть падение кусков руды из кровли забоя после взрывания зарядов шпуров в уступе, поэтому после очередного взрывания необходима тщательно обобрать кровлю и бока уступов; падение рабочих в выработанное пространство с полка при некачественном его устройстве (движение людей с откаточного штрека в очистные забои должно производиться по отшитым ходкам, а с уступа на уступ через окна, оставляемые в пастилах, по надежно установленным лестницам); падение кусков руды пли инструмента с вышележащего уступа на нижний. Для предотвращения ранений и ушибов необходимо тщательно очищать пастилы от руды, а нижние уступы должны опережать вышележащие на установленное расстояние.

Потолкоуступная система характеризуется высоким извлечением руды, которое при правильных контактах и внимательном бурении достигает 98%. Руда теряется частично при погашении над-штрековых и подштрековых целиков, а также в неровностях лежачего бока при поступлении ее к откаточному штреку по выработанному пространству. Потери имеют место также за счет просыпания мелочи через щели в рештаках и полках, что предотвращается их хорошим устройством. Разубоживание колеблется в пределах от 3 до 50%, особенно в маломощных жилах с подрывкой боковых пород. При выемке ценных руд предпочитается иметь некоторое повышение разубоживания с целью увеличения извлечения.

Организация работ в очистной выемке. На организацию работ в очистном забое влияют одностороннее или двухстороннее развитие уступов в блоке, мощность рудного тела, размеры уступов и способы отбойки руды в них, необходимость сортировки. Наиболее рациональна двухсторонняя выемка.

В данной системе цикл представляет собой комплекс производственных процессов в очистной выемке, после выполнения которых вся линия забоев в блоке продвигается на принятую высоту уступа. В зависимости от мощности месторождения, применения или отсутствия сортировки и способа крепления цикл очистных работ выполняется в одну или несколько смел. Лучшие результаты будут получены при выполнении работ комплексными бригадами.

Вариант с длинными настилами и частичным магазинированием руды. Основной недостаток разобранного выше варианта потолко-уступной системы заключается в последовательности выполнения операций очистной выемки в блоке, что приводит к снижению его производительности. Этот недостаток исключается при варианте с частичным магазинированием (рис. 148), который применяется в тех же условиях, что и обычная потолкоуступная выемка с распорной крепью. Параметры блока примерно такие же, но длина его при благоприятных условиях залегания рудного тела увеличивается до 100 м и более.

Подготовительные работы. Подготовка блока заключается в проходке на фланге блока этажного штрека и восстающего на два отделения. В залежах мощностью до 2 м не оставляют надштрековых и подштрековых целиков. Откаточный штрек проводят высотой 2—2,5 м, с отставанием от него на 10—15 м нарезают первый слой высотой до 2,5 м, непосредственно над кровлей штрека. По окончании проходки первого слоя в штреке возводится постоянное крепление, а над ним укладывают надежный настил. При отсутствии сортировки о окнах пастила устанавливают через 4—6 м погрузочные люки. При необходимости сортировки расстояния между люками увеличиваются до 9—10 м.

В блоках длиной свыше 100 м посередине проходят дополнительный восстающий для улучшения вентиляции очистных забоев и уменьшения расстояния доставки к ним материалов. Кроме того, при полном развитии работ в блоке в очистном пространстве устраивают ходки на два отделения, из которых одно лестничное, а другое для подъема леса. Ходки образуют отшивкой двух-трех рядов распорок. Этажные штреки и восстающие крепят так же, как и в предыдущем варианте.

Очистные работы. Очистная выемка начинается зарезкой уступов от восстающего и ведется одной пли двумя слоями (см. рис. 148). В зависимости от устойчивости руды и боковых пород в каждом слое очистная выемка производится двумя пли тремя уступами высотой не свыше 2,5 м и длиной от 3 до 5 м. Руда отбивается чаще всего горизонтальными шпурами глубиной до 2,5 м. Шпуры в первом слое при зарезке уступов бурят с временных полков.

По мере продвигания очистных работ в первом слое с отставанием на 30—40 м нарезают второй. В длинных блоках нарезают иногда и третью линию уступов. Таким образом, блок отрабатывается слоями высотой 6—7,5 м, а не 2—2,5 м, как в предыдущем варианте. Отбитая руда магазинируется на горизонтальном настиле, устанавливаемом на распорках.

Для образования свободного пространства у забоев часть отбитой руды (30—35%) выпускают через люки у нижнего уступа. Дальнейшее обуривание ведут с магазинированной руды.

Одновременно с выпуском ведется выборка пустой породы, которая выдается через ближайший передний люк. По мере продвижения забоя выпускают остальную часть отбитой руды (65— 70%) со стороны, противоположной отбиваемым уступам. Пустую породу отбрасывают в выработанное пространство между рудоспусками.

Вся работа по выпуску и сортировке производится одновременно с обуриванием уступов. Временные полки, с которых производится бурение, оставляют для предохранения рабочих, занятых на выпуске от падения кусков породы с боков выработки. Аналогично выполняются работы к в вышележащих слоях.

При отсутствии сортировки выпуск руды упрощается. По мере продвигания очистной выемки вверх полки на нижних слоях разбираются, а руда в отрабатываемом слое выпускается через окна в настиле рабочего слоя.

По мере выпуска руды крепильщики наращивают рудоспуски на высоту следующей серии уступов. Между рудоспусками на распорках укладывают новый помост. Ряды распорок, а следовательно, и помосты устанавливают через 6—7,5 м по вертикали, что соответствует высоте слоя. Расстояние между распорками в ряду изменяется от 0,8 до 1,5 м. Установка их и укладка настила производятся с навала магазинированной руды. При продвижении очистной выемки вверх распорки частично убираются.

Данный вариант применяется обычно в месторождениях мощностью не менее 0,6 м, и разубоживание здесь меньше по сравнению с разубоживанием в предыдущем варианте. Потери и их причины в обоих случаях примерно одинаковы. Условия для проветривания здесь также нормальные. Вопросы управления кровлей решаются так же, как и в вышеприведенном варианте.

Потолкоуступная выемка с частичным магазинированием имеет следующие преимущества по сравнению с обычной потолкоуступной отработкой блоков:

1) возможность совмещения операции по бурению, уборке руды и креплению приводит к увеличению производительности системы и труда забойных рабочих примерно на 30%;

2) большая безопасность работ, так как рабочие находятся на замагазинированной руде;

3) более благоприятные условия для выполнения операций цикла в блоке за счет широкого фронта работ и независимости в выполнении отдельных операций, благодаря чему повышается интенсивность выемки;

4) снижение расхода крепежного материала.

В месторождениях с углами падения 25—45° руда не может доставляться к откаточному горизонту самотеком, и доставка производится скреперами (чаще всего), конвейерами и по бремсбергам. При скреперном и конвейерном способах доставки крепь в очистном пространстве должна устанавливаться таким образом, чтобы она не препятствовала движению механизмов по прямому направлению.

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