Системы подземной разработки на талых россыпях

16.06.2018
Системы разработки с длинными заходками. Шахтное поле, нижнее крыло которого изображено на рис. 223, путем проведения продольных и поперечных выработок — штреков нарезают на столбы с длинной стороной 20—60 м и короткой 12—20 м. Отработку столбов производят отдельными заходками (лентами) с шириной заходки (длиной забоя) 3—4,5 м. При такой небольшой длине забоя вследствие малого обнажения кровли можно отрабатывать россыпи, сложенные обычными талыми песчано-глинистыми речниками, которые по общей классификации относятся к неустойчивым породам. Однако эту систему не применяют, если породы относятся к весьма или совершенно неустойчивым.

Длинную сторону столба преимущественно располагают по простиранию, а заходки направляют по короткой стороне столба, поэтому забой заходки перемещается по падению на нижнем крыле и по восстанию на верхнем крыле поля. Такой порядок облегчает отработку заходок и создает более безопасные условия труда. Ширину столба, определяющую длину заходки, выбирают в зависимости от устойчивости кровли, чтобы можно было успеть отработать всю заходку и зачистить до разрушения основной крепи. При большей длине заходок (ширине столба) увеличиваются затраты на доставку песков и крепи в забой, но сокращается объем нарезных работ. Размер столба по длинной стороне зависит от ширины россыпи, но не превышает 60 м. Объем нарезных работ сокращается при большей длине столба, однако проветривание забоев ухудшается. В зависимости от размера столбов из подготовительных и нарезных работ добывают 15—20% общего запаса песков.

Длинную сторону столба располагают реже по падению, когда, плотик имеет глубокие продольные западения, по которым и проводят дополнительные продольные, или при крепком плотике со слоистостью по простиранию. Заходки в этих случаях перемещаются по простиранию от откаточной продольной к границе поля. На плохо осушенных россыпях в нижнем крыле заходки отрабатывают по восстанию во избежание скопления в забое воды. Заходка в этом случае примыкает к поперечной выработке, с противоположной стороны которой находится выработанное пространство. Для поддержания выхода в безопасном состоянии необходимо, чтобы в задней части работающего забоя отработанные заходки еще не были обрушены. На валунистых россыпях откаточные и вспомогательные продольные крепят каменной кладкой, а при отсутствии камня закрепляют усиленной крепью с подхватами.

К очистной выемке приступают после окончания нарезных работ в верхнем и нижнем крыльях. Засечку первых заходок начинают с наиболее удаленных от подъемного ствола столбов. Сначала заходку засекают в крайнем столбе, а в смежном столбе работы производят с отставанием на одну заходку (рис. 223). В каждом столбе очистную выемку производят только в одной заходке 4. В заходке 3 зачищают плотик, а заходку 2 подготавливают к обрушению или закладывают камнем. При таком порядке ведения работ очистные забои размещаются по наклонной линии Х—Х. Угол наклона этой линии а зависит от длины заходок, т. е. от размера столбов по падению. С увеличением ширины столба угол а уменьшается и увеличивается время на развитие добычи. Число отрабатываемых заходок в верхнем и нижнем крыльях шахтного поля зависит от ширины россыпи.

При описанном порядке ведения очистных работ выемка производится в рассредоточенных забоях с ограниченной длиной и малой производительностью каждого. Наиболее распространены заходки шириной поверху 3,25 м. На Ленских россыпях такая ширина заходок общепринята. Это объясняется тем, что движения рабочих в забое во время выемки песков не стеснены, а трудоемкость и затраты на крепление наименьшие, поскольку возведение крепи в больших заходках более трудоемко. Кроме того, сокращается расход леса, так как его доставляют бревнами длиной 6,5 м.

Наименьшую выемочную мощность заходки принимают 1,6—1,8 м, а наибольшую 3 м.

На россыпях с кровлей, сложенной более устойчивыми талыми речниками и при разрушенном плотике, для подработки которого не требуются буровзрывные работы, ширину столбов увеличивают до 20—35 м. Каждую заходку в этом случае отрабатывают двумя встречными забоями с доставкой песков в разные просечки. Расстояние доставки сокращается вдвое, но обрушение кровли осложняется. Эту разновидность системы целесообразно применять на валунистых россыпях с закладкой выработанного пространства намнем.

Для упрощения организации каждой заходке присваивают условное обозначение. Наиболее удобно обозначать заходки в виде двойной дроби, например третья заходка в столбе «11/7 Н» обозначается «11/7 Н/3».

Выемку песков производят с подработкой плотика на глубину его металлоносности. В трещиноватом плотике его подрабатывают на 1 м, а иногда до 2 м. На ряде шахт объем металлоносного плотика достигает 50% выдаваемых песков. В таких условиях отбойку песков производят буровзрывными способами. Примерное расположение шпуров показано на рис. 224. Глубина шпуров в зависимости от подработки плотика и возможной величины уходки забоя изменяется от 0,6 до 1,3 м. Взрывание шпуров огневое, причем заряды взрывают поочередно в последовательности, указанной на рис. 224. Обуривание плотика и больших валунов и взрывные работы производят в третью дополнительную смену. При весьма неустойчивой кровле заряды взрывают в два-три приема во время добычной смены. В первую очередь взрывают заряды в углах заходки, затем устанавливают крепь и только после этого подрывают и убирают пески из средней части заходки.

Подвигание забоя за добычную смену составляет 0,5—0,7 м.

Если подрабатывать плотик не нужно, взрывные работы применяют только для отбойки песков повышенной крепости и разделки валунов. Для обрушения песков средней крепости используют отбойные молотки. Из забоя необходимо убрать 3—5 м3 песков за смену. Доставку песков на просечку или продольную механизировать сложно из-за малых объемов и неровности плотика. Наиболее подходящими для этого могут быть небольшие самоходные погрузчики и легкие переносные конвейеры.

Выработанное пространство поддерживается деревянной крепью с частичной закладкой или деревянной крепью с последующим обрушением кровли. Одновременно с отбойкой и уборкой песков очистные заходки крепят сплошными неполными рамами. С отставанием на 5—8 м в заходке устанавливают подхватную крепь. Верхняк (огниво) неполной рамы может быть установлен путем укладки со стороны отработанной заходки на особо устанавливаемый короткий подхват (рис. 225, а) или на верхняк предыдущей заходки (рис. 225, б). При первом способе на кривом (фальшивочном) ломе (см. рис. 224) обычно подвешивают два-три верхняка, которые дополнительно подкрепляют временной стойкой (см. рис. 211, а). Затем по мере выемки песков в забое подвешивают еще два верхняка также на ломе. После этого под все верхняки устанавливают короткий подхват, состоящий из подушки длиной 0,9 м и двух стоек (см. рис. 225, а). Установка верхняков на коротких подхватах упрощает работы по обрушению и извлечению леса. Второй способ установки верхняков (с огнива на огниво), когда верхняк разрабатываемой заходки укладывают на верхняк рамы предыдущей заходки (рис. 225, б) применяют при более устойчивой кровле. При креплении очистных заходок этими способами сокращается расход леса.

Для стоек используют лес диаметром 18—20 см, на верхняки 20—22 см, подхваты 22—30 см, подхватные столбы 20—25 см, распорки 12—16 см.

На валунистых россыпях при выемке и уборке песков в забое остается большое количество валунов, которые обычно убирают в ближайшую заходку на зачищенный плотик и используют в качестве закладочного материала. На валунистых россыпях камнем забутовывают до 60% объема выработанного пространства. При недостатке камня выкладывают только удлиненные столбы, которые и поддерживают кровлю. Работы по закладке весьма трудоемки, а извлечение леса затруднено, что ведет к увеличению расхода леса на 1 м3 песков. Однако при таком способе поддержания выработанного пространства можно отрабатывать отдельные раздувы пласта мощностью более 3 м и весьма мощные пласты. В таком случае сначала отрабатывают нижний 3-метровый слой с закладкой, а затем верхний слой песков.

На маловалунистых россыпях камень используют для возведения лицевых укладок по продольным выработкам. Когда камень имеется в избытке, вспомогательные продольные могут быть заложены полностью, но при этом крепежный лес не извлекают.

При поддержании выработанного пространства креплением с обрушением кровли к частичному извлечению леса и обрушению кровли приступают после выемки песков по всей заходке и зачистке плотика. Обрушение кровли уменьшает горное давление в смежных рабочих заходках. Бригада рабочих по извлечению крепи обслуживает ряд забоев. В зависимости от условий извлекают до 60—78% леса, из которого половина пригодна для повторного использования. Поврежденный лес используют при возведении каменных укладок.

При поддержании выработанного пространства деревянной крепью с обрушением кровли расход крепежного леса меньше на 10—15%, чем при предыдущем способе, и число рабочих, занятых на добыче песков, сокращается примерно на 10%. Потери песков в раздувах пласта при этой системе увеличиваются, поверхность оседает больше, поэтому затраты на осушение россыпи возрастают.

Разборку крепи для засечки заходки производят осторожно во избежание обрушения кровли и образования купола. Для этого вначале в месте разборки усиливают крепь подхватами (рис. 225, г). Когда все стойки будут вынуты, подвешивают подлапник 1, который устанавливают на прочные стойки 2. В дальнейшем подрабатывают породы под первый переклад, который подвешивают на ломе. Последующие работы по проходке и креплению ведут обычным способом. Когда расстояние между забоем заходки и просечкой сократится до 2—3 м, дальнейшую «доборку» производят при тщательном наблюдении за кровлей и проверяют состояние крепи в просечке.

В месте выхода заходки просечку следует закрепить подхватами. При неустойчивой кровле удается подойти забоем к встречной выработке, подвешивая огнива и устанавливая сплошные неполные рамы. При весьма неустойчивой кровле, не доходя 0,6—0,8 м до выработки, прекращают навеску, вырабатывают оставшуюся стенку целика в одном из верхних углов до выработки и укладывают на огнива затяжки (рис. 225, д). Если неустойчивы и боковые породы, стенки выработки закрепляют также боковыми затяжками. При совершенно неустойчивой кровле доработку забоя производят с забивной крепью с короткими палями (рис. 225, е).

В очистной заходке работы проводят в следующем порядке: в первую смену работает звено из трех рабочих на выемке и доставке песков на продольную, одновременно с выемкой подвешивают верхняки и устанавливают стойки, во вторую — убирают валуны, доставляют лес и устанавливают подхваты, а в третью — производят бурение и взрывные работы. Лучшей организации труда можно достигнуть тогда, когда за бригадой в составе 25—32 рабочих закрепляют 20—25 забоев. Добыча песков на шахте производится в течение двух смен.

Потери песков в очистных работах составляют 1,5—2%, из них: в закладке вследствие отброса песков взрывными работами 0,5—0,6%, между стойками 0,3% в трещинах плотика 0,1—0,3%, в незачищенных выработках 0,4—0,7% и в западениях плотика и в кровле 0,2%.

Система разработки заходками является наиболее распространенной на талых россыпях при неустойчивой кровле и неровном плотике. Малая производительность забоев и рассредоточение их затрудняет механизацию доставки песков от забоев, поэтому показатели в очистных работах ненамного выше, чем в нарезных. Длина заходок значительна, вследствие чего несколько сокращается объем нарезных работ. Производительность труда при этой системе небольшая, а стоимость добычи высокая. При данной системе происходит замедленное развитие фронта очистных работ. С начала выдачи песков из очистных забоев до достижения полной производительности проходит не менее 4—6 месяцев. Период наибольшей добычи из очистных работ короче, чем при других системах. Система применима на россыпях шириной более 40 м, а также на больших шахтных полях с большим сроком существования и при неустойчивой кровле. На россыпях с плывунами или сыпучими породами и с весьма неустойчивой кровлей применение этой системы нецелесообразно.

Основные показатели по системе разработки с длинными заходками при частичной закладке приведены в табл. 46.

Распределение затрат но отдельным статьям цеховой себестоимости очистной добычи талых песков следующее: заработная плата 54—47%; материалы 16%, в том числе крепежный лес 8,5%, BB 1,5%; электроэнергия 3,5%; сжатый воздух 3,5%; горно-подготовительные работы 10%; ремонт 2%; амортизация 2,6%; прочие расходы 1%; цеховые расходы 17%.

Система разработки короткими заходками. Шахтное поле нарезают продольными и поперечными выработками на столбы размерами по простиранию 8,5 м, а по падению 8,5—9,75 м (рис. 226). Вследствие этого из подготовительных и нарезных работ получают до 35—50% общего запаса песков шахтного поля. Столбы отрабатывают заходками по падению или восстанию. Ширина заходки (длина очистного забоя) от 2 до 3,25 м. Отработку заходок и столбов начинают от крайних углов поля к подъемному стволу.

Откаточные продольные крепят лицевой каменной кладкой, а иногда еще и подхватной крепью. Вспомогательные продольные закладывают камнем. При отсутствии камня откаточную продольную и нарезные выработки закрепляют усиленной подхватной крепью.

Развитие очистных работ водоизменяется в зависимости от способа поддержания выработанного пространства. Выработанное пространство на валунистых россыпях поддерживают деревянной крепью с частичной каменной закладкой, а при отсутствии валунов применяют крепление с последующим обрушением кровли. На валунистых россыпях при применении частичной закладки очистные работы начинают с проходки посередине столба заходки 1 (см. рис. 226, слева). Заходки проходят с опережающей крепью с маскировкой забоя и стенок выработки (см. рис. 211, б). Буровзрывные работы применяют для подработки плотика и дробления валунов. Заходку закрепляют сплошными неполными рамами с подхватами. После зачистки плотика и при наличии валунов заходку закладывают камнем с прокладкой хвоей или деревом (см. рис. 225, в), а при отсутствии камня устанавливают второй ряд подхватов. Затем отрабатывают заходку 2 (см. рис. 226, слева), ближайшую к границе россыпи, а затем заходку 3, расположенную в стороне откаточной продольной. Порядок отработки заходок указан на рис. 226 цифрами. По мере отработки столбов продольные также закладывают камнем.

На маловалунистых россыпях при работе с обрушением кровли очистные работы начинают с отработки заходок от крайних столбов в такой же последовательности, как при разработке системы с длинными заходками (см. рис. 226, справа). Размеры столбов принимают 9,75х9,75 м. Организация работ в заходках такая же, как при длинных заходках с обрушением кровли. Перед обрушением частично извлекают крепь из выработанного пространства. По мере отработки заходок вспомогательные продольные частично закладывают камнем. Из-за большой сложности и ответственности за очистные работы обычно каждый забой закрепляют только за одним звеном рабочих. Отдельные звенья, состоящие из опытных рабочих, допускают работать одновременно в двух заходках, что позволяет лучше использовать время и сокращает простои, вызванные взрывными работами. Плотик зачищают и обрушают кровлю в выработанном пространстве особые бригады.

В каждом забое на одну добычную смену приходится две вспомогательные. По шахте добыча производится в две смены.

Система разработки с короткими заходками мало распространена; она применяется только на талых россыпях в наиболее тяжелых условиях при весьма и совершенно неустойчивой кровле и неровном плотике. Основные преимущества системы: лучшие показатели (по сравнению с длинными заходками) при разработке россыпей с наименее устойчивой кровлей и неустойчивыми песками, а также наличие большого числа очистных забоев, что позволяет быстро увеличить добычу и достигнуть нормальной производительности шахты до окончания подготовительных и нарезных работ. Недостатки системы: наибольший объем подготовительных и нарезных работ; сложное поддержание выработок, требующее больших затрат (поэтому систему применяют в основном при небольших шахтных полях с коротким сроком существования); низкая производительность труда рабочих и высокая себестоимость добычи песков. Основные показатели по системе с короткими заходками с частичной закладкой приведены в табл. 46.

Ранее на месторождениях с весьма неустойчивой кровлей применяли систему разработки с короткими столбами, этой системе свойственны повышенные потери песков и низкая производительность труда.

Системы разработки со смежными заходками. Шахтное поле нарезают на столбы шириной 9,75—13 м так, чтобы разместилось четное число заходок, обычно шириной 3,25 м. Длина столба зависит от ширины россыпи и находится в тех же пределах, что и при системе с длинными заходками. Отработку столба начинают с наиболее удаленного угла поля по простиранию и по ширине столба засекают 3—4 заходки (рис. 227, а). Отбойку песков производят так же, как и при системе с длинными заходками, причем очистные забои располагают на одной прямой и они перемещаются по простиранию россыпи.

Пески доставляют на просечку и далее перемещают на продольную скрепером. Крепление возводят сразу по мере обнажения кровли со сплошной затяжной кровли верхняками. Верхняки вначале поддерживают на мальчиках, потом на коротких подхватах 1 (мараказах), а затем устанавливают двойные подхваты 2 (рис. 227, б) так, чтобы концы подушек перекрывали друг друга на 30 см.

В забое работает бригада из 8 человек. Выработанное пространство поддерживают на расстоянии 5—7 м от забоя. Опережение забоев в смежном наружном столбе 3—4 м. Крепление очистного пространства сочетают с обрушением кровли, а на валунистых россыпях с закладкой выработанного пространства камнем. Извлечение леса при обрушении несколько затруднено. Поэтому данную систему выгоднее использовать на валунистых россыпях, когда из камня можно возводить столбы или производить полную закладку. При этой системе облегчается уборка камня в выработанное пространство, облегчается зачистка плотика, несколько сокращается расход крепежного леса, а самое главное — представляется возможным механизировать доставку песков на просечку путем использования скрепера или легкого ленточного передвижного конвейера.

Системы разработки со смежными заходками применяют также при засечке заходок по длинной стороне столба из просечки. Так, очистную выемку (см. рис. 227, в) одновременно производят в трех смежных заходках VIII, опережающих друг друга на 1—2,5 м. В заходке IX зачищают плотик, а заходку X закладывают камнем и готовят к обрушению. В зависимости от устойчивости кровли применяют две или три смежные заходки. В остальном эта система разработки с отступающими смежными заходками тождественна системе с длинными заходками.

На рис. 227, г выемку одновременно производят в трех заходках VIII, забои которых находятся на одной прямой. Забой закрепляют верхняками, которые опираются в каждой заходке на двойные короткие подхваты. В заходке IX зачищают плотик, а в заходке X извлекают крепь и обрушают кровлю. Обрушение производят по отдельным заходкам. Эту систему разработки со смежными продольными заходками применяют на Ленских приисках для отработки отдельных столбов на маловалунистых россыпях.

При системах со смежными заходками столбы отрабатывают быстрее, а очистная добыча производится в сосредоточенных забоях. При неустойчивой кровле эта система распространения не получила и используется обычно в сочетании с длинными заходками для отработки столбов с более устойчивой кровлей и при более ровном плотике. Производительность труда забойных рабочих при четкой организации работ на 15—30% выше, чем при. системах с короткими заходками.

Слоевая система разработки. На глубоких россыпях встречаются мощные пласты с раздувами до 4—6 м, а при плотике, сложенном известняками, в глубоких западениях мощность пласта достигает 10—15 м. В Ленском районе такие раздувы на валунистых россыпях разрабатывают слоями мощностью 3 м снизу вверх.

В слоях применяются системы длинных заходок с закладкой выработанного пространства валунами. К работе в верхнем слое приступают после закладки нижнего слоя, в том числе и ненужных выработок. Продольные штреки верхнего горизонта 1 сдвигают в сторону на одну заходку по отношению к нижним выработкам, а поперечные 2 — на половину ширины столба (рис. 228). В местах их пересечения устраивают пррчный деревянный настил и люки для перепуска песков на нижний горизонт. Развитие работ в верхнем слое зависит от размера отработанной и забученной площади в нижнем слое. Размеры столбов при трех слоях принимают поперек россыпи 22,75 м, по падению 16,25 м; при большем числе слоев размеры столбов увеличивают на две ширины заходки. Число очистных забоев увеличивается в 1,7—2,3 раза, количество песков, получаемых из подготовительных и нарезных выработок, составляет 35—40% запаса; расход леса увеличивается до 200 м3 на 1000 м3 песков, а объем закладочных работ достигает 60% объема вынутых песков. Производительность труда уменьшается. Применяется эта система на каменистых россыпях.

Выбор системы разработки. При выборе системы разработки необходимо в первую очередь учитывать устойчивость кровли и крепость песков. Исходя из этого, выбирают две-три системы, которые в рассматриваемых условиях смогут обеспечить наилучшие показатели и безопасные условия труда. Например, для разработки широкой мерзлой россыпи с устойчивой кровлей и при средней мощности пласта необходимо сопоставить системы с отступающей и веерно-отступающей лавами. Задаваясь определенным способом подготовки, устанавливают вначале объемы подготовительных и нарезных работ и сроки их проведения. Затем системы сравнивают по применяемому оборудованию и производительности труда, расходу леса и себестоимости добычи. При этом необходимо учитывать разубоживание песков и потери в очистных выработках. Так, пески могут быть оставлены в кровле в местах раздува пласта, превышающего наибольшую выемочную мощность в западениях плотика и в отдельных целиках, оставленных в выработанном пространстве. Потери песков в охранных и других целиках, зависящие от способа вскрытия, при сравнении систем не учитывают. Особое внимание при выборе системы разработки необходимо обращать на безопасность условий труда.

Сопоставление систем разработок осложняется, если они резко отличаются по разубоживанию и потерям. В этих случаях приходится учитывать затраты не только на очистные работы и подготовку, но и на доставку песков к промывной установке и их промывку. Кроме того, необходима оценка влияния потерь на сроки существования шахты и себестоимость добычи с учетом извлечения запасов из месторождения. Методика технико-экономического сравнения этих систем такая же, как и при выборе способа разработки.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: