Система подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды.



 

Сущность данного варианта системы разработки подэтажного обрушения заключается в том, что эта система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, при которой выемку руды ведут сразу на всю мощность рудного тела по вертикали или подэтажами в нисходящем порядке [20,21,22]. Выемка руды производится заходками со скважинной отбойкой руды в зажиме на всю мощность рудного тела в одну стадию.

Отбойку руды производят вертикальными или круто наклонными слоями из буро-доставочной выработки, пройденной по почве заходки.

Выпуск руды производится под обрушенными породами через торец заходки на почву буро-доставочной выработки, откуда она отгружается погрузочно-доставочной техникой.

Заходки в рудном теле могут располагаться как вкрест простирания рудного тела, так и по простиранию. Порядок отработки заходок может быть сплошным, каждую последующую (смежную) заходку можно начинать лишь после посадки кровли над предыдущей заходкой. При разработке заходками с целиками последние погашать обратным ходом.

Параметры заходок:

- высота – до 20 м.;

- ширина – 6÷10 м.;

- длина – до 50÷60 м.

Подготовительные работы при данной системе разработки заключаются в проведении основной выработки, ориентированной по простиранию или вкрест простирания рудного тела, которая (в блоке, участке) служит в качестве транспортной выработки, для вентиляции и передвижения людей. Из основной транспортной выработки (на участке, в блоке) по центру каждой заходки проходится буро-доставочная выработка, из которой в торце заходки проходится на ширину заходки отрезная сбойка и поднимается отрезной восстающий.

Порядок отработки заходки – одностадийный.

Очистная выемка в заходке начинается с образования отрезной щели путем отбойки руды на отрезной восстающий.

Скважины вееров, прилегающих к отрезной щели, перебуриваются за контур рудного тела на 1,5÷2,0 м. (если в кровле залегают пустые породы).

После выпуска руды производится контроль за обрушением кровли рудного тела. Если обрушения не произошло, то в следующих веерах перебуривают скважины на 2,5÷3,5 м. за контур рудного тела.

При необходимости производят принудительную посадку кровли взрыванием наклонных скважин, пробуренных из соседней буро-доставочной выработки.

Отбойка руды производится веерами вертикальных скважин. Обрушают руду последовательно по длине заходки. Выпуск руды осуществляется на почву буро-доставочной выработки через ее торец под обрушенными породами. За обрушением пород в процессе отработки заходки должен производиться постоянный контроль, т.е. необходимо управлять обрушением пород кровли (при системах с обрушением руды и вмещающих пород обрушение пород висячего бока отстает от выемки руды тем больше, чем устойчивее породы и меньше пролет обнажения по ширине заходки) [18,19].

Кроме того, задержка обрушения пород кровли создает опорное давление, как вкрест так и по простиранию рудного тела. Ускорить обрушение кровли можно за счет увеличения площади обрушения или за счет принудительного обрушения пород кровли (принудительное обрушение пород кровли необходимо производить обязательно при отставании обрушения пород висячего бока от выемки руды). Опасность при внезапных массовых обрушениях кровли исключается при условии постоянного наличия в блоке достаточно мощного слоя обрушенной горной массы, т.е. в блоке над выпускными выработками необходимо создавать породную подушку [18,19] (расчет минимально необходимой толщины породной подушки дан ниже).

После создания необходимого подбучивания руды обрушенными породами производится дальнейшая отбойка руды в заходке. Очередные скважины взрывают после выпуска руды от предыдущей отбойки.

Расстояние между веерами скважин составляет 1,8÷2,0 м., расстояние между концами скважин в каждом веере 1,8÷2,0 м.

Количество одновременно взрываемых вееров скважин в заходке не должно превышать двух (определяется опытными работами).

Отгрузка руды из заходки производится по буро-доставочной выработке на транспортную выработку до перегрузочного пункта (рудоспуска).

Необходимость крепления буро-доставочной выработки в ослабленных зонах определяется «Проектом …..».

Проветривание заходок производится вентиляторами местного проветривания.

Бурение скважин в заходках производится буровыми машинами типа «СОЛО» или им подобными.

Отгрузка руды из заходок производится ПДМ типа «ТОРО».

Рассмотренная технология отработки запасов руды системой подэтажного обрушения с торцовым выпуском с выемкой руды заходками в настоящее время освоена на руднике.

Отработка запасов в борту карьера, после отработки прибортовых запасов, производится заходками, располагаемыми по простиранию рудной залежи.

При отработке запасов в борту карьера количество одновременно отрабатываемых заходок на участке изменяется от 1 до 3÷5 и определяется горно-геологическими условиями залегания рудного тела в борту карьера.

Отработка запасов производится от борта карьера на массив. При этом для предотвращения разброса отбитой рудной массы по выработанному пространству карьера необходимо сформировать навал горной массы по борту карьера.

Параметры «навала» горной массы определены следующими расчетами.

При отбойке руды в «зажатой» среде глубина действия скважинных зарядов в направлении отбойки определяется, разрыхленностью «зажимающей» среды перед взрывом и удельным расходом ВВ на отбойку [45]:

                                                         (5.1)

где Кро – коэффициент разрыхления «зажимающей» среды перед взрывом, принимаемый равным 1,4 ÷ 1,5; В – ширина отбиваемого слоя, м; е – коэффициент относительной работоспособности ВВ; qзм=qКзм – удельный расход ВВ при отбойке «в зажиме», кг/м3; q=1,7 – удельный расход ВВ при отбойке на свободное пространство, кг/м3; Кзм – коэффициент зажима, принимаемый в зависимости от смещения «зажимающей» среды Δ′:

смещение Δ′, м                            1                       2                      3

коэффициент зажима                 1                       1,6                   2

Величина смещения (подвижки) Δ′ зажимающей среды определяется по формуле:

                                                                                                            (5.2)

где Т – толщина отбиваемого слоя руды, м.

При толщине отбиваемого слоя руды равной 2,5 м смещение (подвижка) «зажимающей» среды составит:

Δ′ = 2,5 ∙ (1,4÷1,5 – 1) = 1÷1,2 м

При величине смещения Δ′ равном 1 м коэффициент зажима составит порядка 1÷1,1 и, соответственно удельный расход ВВ на отбойку в зажатой среде веерами скважин диаметром 89 мм:

qзм = 1,7 ∙ (1÷1,1) ≈ 1,7÷1,9 кг/м3

Следовательно, при ширине отбиваемого слоя руды равной 8÷10 м глубина действия скважинных зарядов в направлении отбойки составит:

Технология отработки запасов в борту карьера и конструктивное оформление системы разработки представлены на рисунке 6.5.

Для повышения интенсивности отработки запасов Ново-Сибайской залежи вариантом системы разработки подэтажным обрушением с торцовым выпуском рекомендуется отработку запасов в подэтаже производить секциями, состоящими из трех заходок (вариант подэтажного обрушения линейно-торцовым выпуском). Выемочная единица – секция. В конструктивном оформлении рекомендуемый вариант системы разработки в зависимости от горно-геологических условий залегания рудного тела на конкретном участке может изменяться, но суть данного варианта системы разработки и технологии отработки остается неизменной.

Сущность рекомендуемого варианта системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском (при рудной подготовке) состоит в следующем.

Рудное тело вкрест простирания делится на блоки.

Параметры блока (на подэтаже):

- длина – вкрест простирания – до 150 м;

- ширина – по простиранию 40÷60 м;

- высота – 20 м.

Блок по простиранию рудного тела делится на заходки.

Параметры заходки:

- длина – в среднем 50 м;

- ширина – 8÷10 м;

- высота – до 20 м.

Блок по простиранию делится на секции (секция состоит из трех заходок)

Параметры секции:

- длина – в среднем 50 м;

- ширина – 24÷30 м;

- высота – 20 м.

Количество секций в блоке на подэтаже зависит от мощности рудного тела вкрест простирания и максимально доходит до 5.

Подготовительно-нарезные работы (при рудной подготовке) в секции заключается в проведении следующих выработок.

По границе блока на подэтаже со стороны рудного массива по руде проходится подэтажный доставочный орт, который на флангах сбивается с рудным подэтажными штреками. Из подэтажного блокового орта начинается развитие работ в блоке. Развитие работ в блоке производится от центра к флангам. Из подэтажного блокового орта по простиранию рудного тела проходятся в секции три буро-доставочных штрека, которые на границе блока сбиваются между собой отрезной сбойкой на ширину секции.

Очистная выемка в секции начинается с образованием отрезной щели путем отбойки руды на отрезной восстающий. Отрезная щель в секции может оформляться без проведения отрезного восстающего по технологии отработанной и освоенной на руднике. Разбуривание рудного массива в секции производится из буро-погрузочных штреков (заездов). Отбойка руды в секции производится из буро-доставочных штреков веером вертикальных скважин. Одновременно взрывается не более 2-х вееров скважин в каждой заходке.              

Обрушают руду в секции в линию, последовательно по длине секции в сторону доставочного орта. Очередные скважины взрывают после выпуска руды от предыдущей отбойки. Отгрузка руды из заходок секции производится по буро-доставочным штрекам на подэтажный блоковый орт и далее по рудному штреку до перегрузочного пункта или рудоспуска. Проветривание заходок в секции производится вентиляторами местного проветривания. Бурение скважин в заходках секции рекомендуется производить высокопроизводительными буровыми машинами типа СОЛО, которые зарекомендовали себя на руднике с положительной стороны.

Отгрузка руды из заходок секции в блоке производится ПДМ типа «ТОРО». Плечо откатки не должно превышать 250-300 м. Конструктивное оформление данного варианта системы разработки подэтажного обрушения с торцевым выпуском и технология очистной выемки представлены на рисунке 5.2.

Примечание: 

Схема раскройки, подготовки и расположения заходок в блоке (по простиранию рудной залежи) дана для рудной подготовки запасов подэтажа. Не исключается расположение заходок в блоке вкрест простирания рудной залежи, но это приводит к увеличению объема подготовки по блоку.

Технология очистной выемки данным вариантом системы разработки подразумевает, что отработка запасов производится в неустойчивых и средней устойчивости вмещающих породах, легко обрушающихся вслед за выемкой руды. На участках, где вмещающие породы устойчивы и склоны к зависанию, необходимо производить принудительное обрушение пород кровли, т.е. в блоке (секции) над выпускными выработками необходимо создавать породную подушку (достаточно мощного слоя обрушенной горной массы, которая образуется за счет принудительного обрушения кровли). Обрушение пород необходимо производить вместе с обрушением руды или иным способом из подводящих выработок.

Установлено, что минимально необходимую толщину породной подушки можно определить из следующего выражения [18,19]:

                       hп.п · Нбл ,                                                 (5.1)

где hп.п - толщина породной подушки, м;

К - коэффициент пропорциональности;

                                     К = К1 ·К2 ·К3 ·Крез,                                      (5.2)
      где К1- коэффициент, учитывающий аэродинамическое сопротивление предохранительной подушки

                                   К1 =3 ,                                                   (5.3)

 где f– крепость пород по Протодьяконову (f=8-12);

dср - диаметр среднего куска (при скважинной отбойке dср =0,15-0,25)

                        К1 = 3 = 0,6;

К2 - коэффициент, учитывающий аэродинамическое сопротивление обрушающихся пород (при частичном обрушении К2=0,36);

К3 - аэродинамическое сопротивление выпускных выработок:

                        К3 = 0,01 ( )a +1,                                                      (5.4)

где S-площадь секции (блока) - 1200м2;

 n- число выпускных отверстий - 3;

S1- площадь выпускного отверстия - 8м2;

а - коэффициент, учитывающий характер обрушения пород (при частичном обрушении а=1)

                        К3=0,01( )1+1=1,5

 

Крез - коэффициент резерва, учитывающий неравномерность толщины подушки и кусковатость слагающих её пород. (Крез ≈ I,3 при условии, что толщина подушки и диаметр среднего куска изменяется не более чем на 20 %).
                            
К=0,б·0,З6·I,5·1,3.=0,421
Кр - коэффициент разрыхления породы, слагающей подушку - 1,3;

Н - высота секции (блока), (высота очистного пространства от основания
блока до его кровли) – 20м.

                         hп.п ·20≈7,8.
Толщина слоя пород, подлежащего обрушению для образования подушки:
                                   hотр = 6,0м.

Минимальная толщина слоя пород, подлежащего обрушению для образования подушки при отработке рудной залежи, составляет 6,0м.

 

Основные показатели по системе подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды:

Объем подготовительно-нарезных работ на 1000 т, м3                              29,0

Потери, %                                                                                                   17,5

Разубоживание, %                                                                                         14,9

Ширина заходок, м                                                                                     8-10

Высота, м                                                                                                 15- 20

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1026;