Система этажного принудительного обрушения

25.09.2020

Принудительное обрушение блоков осуществляется глубокими скважинами или минными зарядами. Последний способ требует проведения значительного числа выработок внутри блока. По равномерности дробления руды и силикозоопасности он значительно уступает обрушению руды глубокими скважинами, а при производительном бурении их уступает также по трудоемкости, интенсивности и экономичности.

Блок обрушается принудительно сразу на всю его высоту при обрушении глубокими скважинами или в несколько приемов (одним или несколькими минными подэтажами) при обрушении минными зарядами. В первом случае необходима подсечка с большим объемом подсеченного пространства для размещения в нем приращения объема одновременно обрушаемой руды при работе с компенсационным пространством. Обрушение в «зажиме» (на ранее обрушенную руду или породы) не требует специального образования компенсационного пространства. Исследованиями и практикой установлено, что взрывание скважин в зажатой среде эффективно в соответствующих условиях (удлиненные заряды расположены вдоль системы трещин, перпендикулярных плоскости обнажения, или пересекают плоскости трещин и др.), когда оно может быть средством управления кусковатостью при массовом обрушении (отбойке) руды.

Принудительное обрушение исключает необходимость проведения специальных выработок для боковой отсечки блока, что необходимо при системе этажного самообрушения.

При применении глубоких скважин обрушение руды в блоке ограничивается оконтуривающими глубокими скважинами. Обрушение ведется горизонтальными или вертикальными и крутонаклонными скважинами. Для бурения горизонтальных глубоких скважин необходимы буровые камеры, которые проводят из специальных выработок — восстающих или восстающих в сочетании со штреками (ортами). Эти выработки располагают по границам блока. Бурение комплектов вертикальных и крутонаклонных глубоких скважин производят из горизонтальных буровых выработок.

При обрушении руды минными зарядами проводится на минных горизонтах сеть выработок для размещения в них зарядов BB аналогично системам подэтажных штреков (ортов) и магазинной с минной отбойкой.

По способу принудительного обрушения рудного массива система разделяется на основные варианты: с принудительным обрушением глубокими скважинами и с принудительным обрушением минными зарядами.

Вариант системы с принудительным обрушением глубокими скважинами. Этажное принудительное обрушение руды глубокими скважинами впервые в мировой практике было применено на рудниках Криворожского железорудного бассейна. Типичные варианты системы этажного принудительного обрушения руды глубокими горизонтальными скважинами показан на рис. 224 и вертикальными — на рис. 225.


Горизонтальные размеры блоков принимаются в зависимости от условий бурения глубоких горизонтальных скважин, определяющих целесообразную длину их, и от расположения в блоке восстающих с учетом (при всех схемах расположения скважин) влияния размеров блока на величину давления обрушенных пород па днище блока. Высота этажа такая же, как и при этажном самообрушении, площадь блока значительно меньше, а высота подсечки намного больше — до 1/3 высоты одновременно обрушаемого рудного массива при обрушении иа компенсационное пространство.

Очистные работы. Очистные работы при этажном принудительном обрушении руды глубокими скважинами заключаются в подсечке блока, бурении глубоких скважин, взрывании зарядов в них и в выпуске руды.

При обрушении горизонтальными глубокими скважинами площадь подсечки достигает больших размеров, и подсечка производится на большую высоту. В подсечном пространстве оставляют при необходимости временные целики, которые разделяют его на камеры (обычно на две, см. рис. 224). Эти целики разрушают одновременно с обрушением массива руды, используя для этой цели штанговые шпуры (скважины) или глубокие скважины. Однако в связи с достигнутыми успехами при освоении системы этажного самообрушения принудительное обрушение глубокими скважинами целесообразно только в рудах достаточно устойчивых, когда исключается необходимость в оставлении на горизонте подсечки временных целиков.

Способы подсечки:

1) подсечные камеры отрабатывают системой подэтажиого обрушения (обычно вариантом «закрытые камеры»), производя отбойку руды скважинами (штанговыми шпурами) (рис. 226);

2) подсечку производят из рудоспусков мелкими шпурами па высоту около 2 м или штанговыми шпурами на высоту до 7 м, для последующего увеличения высоты подсечки производят дополнительную отбойку руды горизонтально расположенными глубокими скважинами (рис. 227);

3) подсечку производят штанговыми шпурами, выбуриваемыми из рудоспусков, как и при этажном самообрушении (см. рис. 219), по с учетом большей крепости руды и необходимой высоты подсечки в условиях принудительного обрушения;

4) в относительно устойчивых рудах подсечку производят траншейным способом (см. рис. 215).


Одновременно с подготовкой и подсечкой блока о рудном массиве бурят послойно через интервалы по вертикали в 3,5-4,5 м горизонтальные глубокие скважины для принудительного обрушения руды. Скважины располагают параллельно или веерообразно. При веерном расположении скважин буровые камеры располагают на уровне каждого слоя непосредственно у восстающих, и в этом случае объем работ по проходке выработок для бурения скважин небольшой. При параллельном расположений скважин в пределах слоя буровые камеры располагают у ортов или штреков, пройденных из восстающих на уровне каждого слоя, и объем работ при проходке выработок более значителен, чем при веерном расположении скважин.

Параллельное расположение скважин дает более равномерное дробление руды. При веерном расположении весь комплект скважин в слое выбуривается с одной установки бурового станка, чем экономится время на его перестановку. Однако при этом получается большая длина скважии в слое (примерно на 15—20%) и неравномерно распределяется взрывчатое вещество в рудном массиве. В связи с указанными преимуществами и меньшим объемом подготовительных работ наибольшее распространение для принудительного обрушения получило веерное расположение глубоких скважин.

После выпуска обрушенной руды от подсечки блока, производится принудительное обрушение подсеченного блока руды. Вслед за обрушением блока происходит обрушение покрывающих пород. Скважины во всех слоях взрывают одновременно или с замедлением.

Выпуск руды производят через такую же сеть выработок, как и при системе с самообрушением руды, но он ведется в более благоприятных условиях ввиду возможности регулировать при обрушении крупность кусков, применяя соответствующие параметры буро-взрывных, работ. Выработки горизонта вторичного дробления как показала практика, испытывают меньшее горное давление, поэтому поддержание их не вызывает больших трудностей.

Обрушение вертикальными глубокими скважинами производится на вертикальные компенсационные траншеи или в «зажиме». Оно не требует производства сплошной горизонтальной подсечки, достигающей больших площадей при обрушении горизонтальными скважинами, поэтому поддержание выработок горизонта вторичного дробления представляет меньшие трудности.

При обрушении рудного массива на компенсационное пространство (см. рис. 225) с помощью вертикальных комплектов глубоких скважин образуют вертикальные траншеи шириной от 3—4 до 8—12 м, расположенные вкрест простирания, па которые обрушают глубокими скважинами рудный массив, находящийся между траншеями (шириной 15—20 м и более), и потолочины. Расстояние между комплектами скважин, обычно веерными, 3—4 м и концами скважин — 4 м. Подсечка под компенсационными траншеями и участками между ними производится па высоту 2 м или короткие рудоспуски (дучки) расширяются в воронки непосредственно под разбуриваемый глубокими скважинами рудный массив. Обрушенную руду выпускают на скреперные выработки.

Буровой горизонт располагается па уровне вышележащего откаточного горизонта или на 10—12 м ниже его.

При пологом залегании буровые горизонтальные выработки проводятся под налегающими породами, а выработки горизонта выпуска в рудной залежи и подстилающих породах или буровые горизонты совмещаются с горизонтами выпуска, и рудный массив обуривается из скреперных выработок комплектами глубоких восстающих скважин.

Обрушение вертикальными или наклонными глубокими скважина в «зажиме» производится вкрест простирания или по простиранию (рис. 228). Веерные комплекты глубоких скважин проводят из буровых ортов и штреков. Блок подсекают и создают выпускные воронки над горизонтом скреперования постепенно — перед обрушением очередного вертикального слоя руды в пределах его горизонтальной площади. При устойчивой руде подсекают на несколько слоев.

В блоке на всю высоту обрушают одновременно вертикальные слон толщиной 3—4 м или в целом панели на ранее обрушенную руду или выработанную и заполненную породой часть блока. Руда выпускается на скреперные выработки и по ним доставляется скреперами до рудоспусков, выходящих па откаточный горизонт. Бурение глубоких скважин может осуществляться с помощью самоходных буровых кареток, погрузка и доставка руды — с использованием самоходного оборудования, а также вибропитателей и конвейеров (при торцовом выпуске па откаточный горизонт).

Вариант системы с принудительным обрушением минными зарядами. Этажно-принудительное обрушение руды минными зарядами применяется в мировой практике на ряде рудников, в Советском Союзе — при разработке апатитового месторождения, представляющего пластообразную залежь с углом падения 26—32° и горизонтальной мощностью более 150—200 м. Руда в основном устойчивая с f = 5—8. Вмещающие породы устойчивые (в особенности висячего бока) с f = 10—12.

Месторождение разбивают на блоки, отрабатываемые панелями (рис. 229). Длина блоков (по простиранию) 64 м, ширина вкрест простирания соответствует горизонтальной мощности месторождения (150—200 м и более). Высота этажа изменяется от 25 до 60 м в зависимости от вертикальной мощности месторождения.

Расстояние по вертикали между подэтажными минными выработками составляет 7—8 м с тенденцией к дальнейшему повышению для уменьшения удельного объема нарезных работ. Ширина панелей принята 36 м (на три минных штрека через 12 м).

Подготовительные работы. На основном горизонте проводят орты и откаточные штреки. На 11,5 м выше основного горизонта устраивают горизонт вторичного дробления со штреками, проведенными через 12 м, и камерами грохочения, соединенными с откаточными штреками рудоспусками с углом наклона у штреков 46° и выше — 60°. Каждая камера грохочения соединена с горизонтом подсечки короткими рудоспусками.

Для подготовки минных подэтажей проводят через 64 м блоковые восстающие, из которых на каждом подэтаже проходят орты и из них через 12 м минные штреки. Из минных штреков через 6 м перпендикулярно нм проводят короткие орты (карманы) длиной 2,75 м сечением 1,0х1,5 м, в тупиках которых укладываются минные заряды.

Очистные работы. На горизонте подсечки, расположенном на 7 м выше горизонта вторичного дробления, проходят через 11,3 м штреки, которые в два приема расширяют до 6,3 м. Для этого стенки подсечных штреков разбуривают шпурами. Между расширенными подсечными штреками оставляют целики руды) шириной 5 м. В подошве расширенных подсечных штреков верхние части коротких рудоспусков разделывают в воронки диаметром до 5 м. В этих целиках через 5 м проходят рассечки, нарезающие целики размером 5x5 м. Эти целики разбуривают и взрывают одновременно с нижним минным подэтажом.

Обрушение руды в блоках ведут панелями шириной 36 м на всю длину блока при отставании одной панели от другой (в плане) на 30—40 м. Каждая панель обрушается по простиранию секциями шириной 12 м одновременно на всю высоту этажа;

Обрушение выемочного блока минными зарядами производится на всю высоту этажа непосредственно под налегающие породы.

В целях меньшего разубоживания руды налегающими породами обрушение каждой секции в панели ведется при боковом контакте с обрушенной рудой в предыдущих одной-двух секциях. Обрушение секций производится при незначительном компенсационном пространстве или в «зажиме».

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