Сущность и условия применения системы слоевого обрушения

Системой разработки слоевым обрушением называется система отработкой блоков слоями сверху вниз с последующим обрушением вмещающих пород для заполнения ими выработанного пространства. Выемка слоев в блоках ведется заходками или лавами с применением буро-взрывных работ или, более редко, отбойных молотков и ручной отбойки.

Нарезные и очистные выработки в слоях вслед за выемкой руды закрепляют крепежными рамами. По мере отработки каждого слоя на его подошве укладывают деревянный пастил, после чего обрушается установленная в нем крепь. В результате на настил опускаются крепь и настилы, накопившиеся от выемки вышележащих слоев и обрушенные породы. Таким образом, выемка каждого слоя ведется под защитой настила, уложенного на подошве вышележащего слоя и накопившегося выше него лесного материала, представляющих мат, предохраняющий от проникновения обрушенных пород в отрабатываемые слои.

Руда из очистных забоев доставляется до восстающих, выходящих в этажные откаточные штреки (орты), или до аккумулирующих выработок. Аккумулированием руды, применяемым в сочетании со скреперной доставкой, называют создание запаса ее в специальных выработках с целью обеспечить непрерывность ведения очистных работ независимо от работы рудничного транспорта. Аккумулирование способствует значительному повышению производительности труда рабочих, интенсивности разработки и дает возможность значительно сократить число восстающих. Из аккумулирующих выработок руда доставляется скреперами или под действием силы собственной тяжести (этажные траншеи) для погрузки в откаточные сосуды.

Система слоевого обрушения применяется при слабых покрывающих породах; при углах падения и мощности рудного тела, допускающих перемещение мата по мере понижения работ; при мягкой руде или руде средней крепости, при разработке цепных руд, для которых полнота извлечения и незначительное разубоживание имеют первостепенное значение. Система может применяться и для разработки крепких руд, но при выполнении следующих мероприятий: увеличение размеров очистных забоев для снижения стоимости добычи, отбойка руды с применением врубовых шпуров и предохранение крепи от нарушения при взрывных работах.

В отдельных случаях слоевое обрушение применяется при устойчивых породах висячего бока с искусственным их обрушением, однако это снижает безопасность работ, уменьшает интенсивность разработки и повышает стоимость добычи. Применение слоевого обрушения при устойчивых боковых породах допускается лишь в условиях крутого падения при наличии буфера из обрушенных пород пли закладки достаточной высоты для предохранения работ от динамических ударов во время периодического обрушения боковых пород и пологого падения при систематической искусственной посадке покрывающих пород.

При применении слоевого обрушения в выработанном пространстве накапливается большое количество леса и развиваются окислительные процессы, сопровождающиеся выделением углекислоты. При разработке месторождений колчеданных руд, способных самовозгораться, возможно возникновение эндогенных пожаров в результате интенсивного развития окислительных процессов при перемешивании в выработанном пространстве древесного материала с потерянной рудой, находящейся в сильно измельченном и пылеобразном состоянии. Во избежание возникновения подземных пожаров при разработке колчеданных месторождений необходимо проведение профилактических мероприятий, а именно:

1) интенсивная разработка месторождений для обеспечения добычи руды в год с 1 м2 площади не менее 50—60 т.

2) создание изолирующих участков (блоков) из закладки на всю высоту разработки в качестве противопожарных зон;

3) применение электрического взрывания шпуров, взрывобезопасного оборудования и усиленный контроль за состоянием электросети;

4) орошение забоя и крепи в сухих участках перед взрыванием для предотвращения взрывов колчеданной пыли;

5) интенсивное искусственное проветривание очистных работ;

6) систематическое наблюдение за температурным режимом шахты;

7) систематическое профилактическое заклинивание выработанных участков.

Наряду с указанными на всех рудниках, особенно сухих, выполняются общие противопожарные мероприятия.

Система слоевого обрушения наиболее часто применяется для разработки месторождений ценных руд, а также при отсутствии, обогащения добытых руд перед металлургической переработкой их, когда необходимо небольшое разубоживание руды при добыче. В отечественной практике эта система применяется главным образом на медных, полиметаллических, золотых и бокситовых рудниках. На железных рудниках бассейна оз. Верхнего (США) заменили эту систему, успешно применявшуюся до глубины 400—500 м, системой подэтажного обрушения в связи с повышением горного давления и ухудшением условий проветривания очистных забоев.