Сущность и условия применения системы подэтажного обрушения

Системой разработки подэтажным обрушением называется система с отработкой блоков сверху вниз подэтажами с отбойкой руды в них буровзрывными работами или с ее самообрушением и с заполнением выработанного пространства обрушенного породами.

Система подэтажного обрушения образовалась в результате дальнейшего развития системы слоевого обрушения с целью повышения экономичности очистной выемки.

Схемы подготовки и порядок отработки этажей и блоков, а также условия применения, этих двух систем имеют много общего.

Выемка руды в отличие от системы слоевого обрушения производится не слоями небольшой высоты, а подэтажами высотой от 4—7 до 20 м, а иногда и больше. Отработка подэтажей ведется в две стадии:

1) проходка нарезных выработок с оставлением руды в потолочине и боках;

2) обрушение подсеченных участков руды с применением буро-взрывных работ и с использованием веса руды и давления налегающих пород или путем самообрушения всего подэтажа.

При обрушении руды с применением буро-взрывных работ каждый подэтаж отрабатывают одним из двух следующих способов:

а) разделяют его на панели и секции и последовательно обрушают руду секциями (рис. 208, а);

б) руду в пределах панели или всей площади блока обрушают подэтажами одновременно (рис. 208, б). При первом способе высота подэтажа и ширина панели бывают меньшими, чем при втором способе.

При отработке подэтажей выемку ведут по простиранию пли вкрест простирания рудного тела. Руду в подэтажах обрушают при скреперной доставке на подошву, имеющую наклон в 40—45° к подэтажной выработке, пли на воронки с выпуском руды на подэтажную выработку через дучки (варианты рудников Кривого Рога); при уборке руды погрузочными машинами — на горизонтальную подошву.

При выемке руды панелями с последовательным обрушением секциями очистные работы могут вестись па одном или нескольких подэтажах. В последнем случае подэтажи отрабатывают с опережением (по горизонтали) вышележащего по отношению к нижележащему не менее 8—10 м (в каждом отдельном случае величина опережения устанавливается в зависимости от варианта системы). Между смежными панелями в подэтаже опережение должно быть не менее 10 м.

Система применяется с древесным матом или без него, что наиболее характерно для современной практики.

Температура и состав воздуха в очистных забоях при системе подэтажного обрушения более благоприятны, чем при слоевом обрушении, из-за меньшего скопления леса в выработанном пространстве и более интенсивной выемки блоков. Условия вентиляции очистных работ значительно улучшаются при наличии полевых подготовительных выработок, так как при отработке блоков подэтажами легко осуществима сбойка их с полевыми восстающими. Глухие удаленные очистные забои могут проветриваться переносными вентиляторами частичного проветривания.

Наиболее благоприятны для применения системы подэтажного обрушения следующие условия:

1. Для вариантов системы с матом больше всего подходят руды средней крепости, особенно кливажные, тонкослоистые и трещиноватые, легко обрушающиеся при взрывных работах и под давлением вышележащих пород. Варианты без мата применяют при рудах различной крепости.

2. Покрывающие породы, а при наклонном и пологом падении и породы висячего бока должны быть легко обрушающимися. Обрушение крепких пород висячего бока требует применения буро-взрывных работ, что затруднительно и неэкономично, а ведение работ под необрушенным висячим боком опасно вследствие образования под ним пустот и возможности при большой площади обнажения внезапных массовых обрушений. Наиболее благоприятны породы, дробящиеся при обрушении на куски значительных размеров. Сыпучие породы вызывают повышенное разубоживание.

3. Наилучшие результаты система дает при крутом падении месторождения, а наихудшие — при пологом и наклонном залегании как в отношении полноты извлечения руды, так и безопасности работ.

4. Руды должны быть такими, чтобы не требовалось разделение их на сорта (в пределах небольших слоев) и выборки в забоях включений пустых пород.

5. Ввиду значительных потерь руды систему не следует применять при добыче ценных руд.

6. В рудах самовозгорающихся необходимы профилактическое заиливание отработанных участков, независимое проветривание блока и возможность быстрой изоляции его от смежных участков.

7. Допустимость обрушения поверхности.

8. Более благоприятна мощность рудных тел выше 5 м и месторождения с вмещающими породами, содержащими полезный компонент, когда в меньшей мере снижается качество добытой руды при се разубоживании.

Система подэтажного обрушения широко применяется на железных рудниках, включая и рудники с большой глубиной разработки (более 1000—1200 м — США).