Выбор эффективного варианта системы разработки для условий Чадакского месторождения

К числу условий, препятствующих применению этих систем, относятся:

недостаточный угол падения  рудного тела –  меньше 40– 45°  для мощных месторождений и 50– 55° для тонких;

резкие раздувы и  пережимы рудного тела, тектонические  нарушения и неровности боков, которые  затрудняют выпуск руды, ответвления и прожилки от рудного тела, которые вырабатывать почти невозможно;

мощность меньше 0,5 м  затрудняет применение этой системы, так  как в этих случаях отбойка  ведется с подрывной боков  и сопровождается сильным разубоживанием руды;

недостаточная устойчивость руды при большой мощности рудного тела;

при отбойке глубокими  скважинами или минными зарядами отслоение отдельных кусков руды с кровли опасности не представляет, но в общей своей массе руда и в этом случае должна быть устойчивой;

недостаточная устойчивость боков приводит к разубоживания руды, а при небольшой мощности может, кроме того, затруднять выпуск;

включения в руде значительного  количества пустой породы и необходимость отсортировки последней в очистном забое;

склонность руд к  слеживанию, окислению и самовозгоранию.

Достоинства системы:

небольшой объем подготовительных работ при системах первой группы;

благоприятные условия  и высокая эффективность буровзрывных работ при потолкоуступной отбойке  и в особенности при отбойке  минными зарядами и глубокими скважинами;

отсутствие работ по креплению очистного пространства, а также по доставке руды. Хорошие условия для (проветривания очистного забоя;

при правильно организованном выпуске руды, своевременном устранении ее зависаний и хорошем надзоре за кровлей работа в достаточной степени безопасна;

исключаются потери рудной мелочи; при благоприятных условиях, особенно в тонких месторождениях, потери руды и разубоживание могут быть весьма незначительными;

ввиду сравнительно небольшого объема подготовительных работ, благоприятных условий отбойки, незначительных расходов по креплению и доставке руды достигается высокая экономичность этих систем;

для тонких и средней мощности месторождений  системы с магазинированием наиболее экономичны из всех известных систем, а для мощных и весьма мощных они уступают только системе этажного обрушения, некоторым системам с открытым очистным пространством и комбинированным;

высокая интенсивность очистной выемки и возможность развить большую добычу;

наличие большого запаса руды в отработанных магазинах позволяет поддерживать постоянную производительность шахты;

простота системы, удобство организации  цикличной работы.

Недостатки:

при недостаточно устойчивой руде и  плохом надзоре возможны несчастные случаи от обваливающихся крупных кусков руды и от попадания рабочих в «воронки», образующиеся в результате внезапного оседания поверхности отбитой руды. Образование скрытых полостей в отбитой руде наблюдается обычно при склонности руды к слеживанию, неправильном расположении рудоспусков, неправильной организации выпуска;

строгий контроль за выпуском, тщательное наблюдение за состоянием поверхности  отбитой руды после выпуска излишков и перед входом аз камеру рабочих являются обязательными условиями для предупреждения несчастных случаев;

при не вполне подходящих условиях, например неровных контактах и минной отбойке  или при Наличии ответвлений  руды в боках (при любом способе отбойки), возможны большие потери руды;

при недостаточно устойчивых боках  и включении в рудном теле пустых пород возможно значительное разубоживание, так как невозможно отбирать и оставлять в забое или выдавать отдельно пустую породу;

окисление отбитой руды в результате долгого ее нахождения в магазине;

невозможность выдачи руды по сортам;

образование заторов руды при выпуске в очистном пространстве, над люками и в самих люках при склонности ее к слеживанию и при недостаточном дроблении после отбойки.

Но, несмотря на ряд достоинств, рассматриваемая  система характеризуется низким уровнем механизации работ, обусловливающим высокую трудоемкость очистной выемки. При этой системе, как известно, наблюдаются высокое (до 60-80%) разубоживание руды, вследствие чего стоимость выдаваемых концентратов возрастает в 1,5-2 раза и более, а также высокие потери руды. Их величина даже по официальным источникам часто превышает 10-15% от общего количества руды в блоке.

Поиски путей устранение недостатков  системы с магазинированием руды привели к разработке новых для этих условий систем и технологии с отработкой балансовых запасов жил сплошным забоем по простиранию рудного тела. Изменения общего направления подвигания очистного забоя имеет принципиальное значение, так как открывает широкие возможности для повышения общей эффективности разработки жил за счет применения высокопроизводительной техники, исключения из очистного цикла трудоемких и непроизводительных процессов и коренного изменения характера труда горнорабочих. Восходящий порядок отбойки руды позволяет в полной мере использовать основное преимущество восходящей выемки – самотечную доставку руды к выпускным отверстиям.

 

Рис. 4. Система разработки с отбойкой из магазина

 

Эту систему применяют  в крутых залежах малой и средней  мощности с устойчивой рудой. При средней мощности залежи и иногда при малой мощности разделяют запас этажа на камеры и временные целики.

Система с отбойкой из магазинов имеет значительное распространение в Узбекистане при разработке маломощных жильных месторождений золота, где удельный вес ее составляет около 50%, а также на жильных месторождениях России, США, Канады, Болгарии, Германии, Китая и других стран.

Камеру вынимают снизу вверх (рис. 4), выработанное пространство заполняется отбитой рудой, над отбитой рудой (магазином) оставляют свободное пространство высотой около 2 м. Отбивают руду с поверхности магазина, чем исключается необходимость в буровых выработках (в чем и заключается отличие этой системы от двух предыдущих).

 

 

Рис. 5. Система разработки с отбойкой из магазина. Вариант без оставления целиков:

1-штрек; 2-люки; 3-восстающий  для проветривания и сообщения; 4-блоковые восстающие

 

Выпускают руду под действием  силы тяжести через выработки  в основании блока. Взорванная руда увеличивается в объеме, поэтому после каждой отбойки часть руды (25-35% от взорванного количества) выпускают сразу (частичный выпуск), чтобы снова образовалось свободное пространство для работы бурильщиков. По окончании отбойки в камере (блоке) производят общий выпуск руды.

Затем в случае оставления целиков приступают к извлечению их теми же методами, что и после  системы с подэтажной отбойкой. При малоустойчивых боковых породах обрушают целики по мере общего выпуска руды.

 

 

 

 

В маломощных залежах  ценных руд иногда отбивают из магазина весь запас блока, не оставляя целиков (рис. 5), а штреки и восстающие закрепляют распорной крепью (восстающие иногда крепят срубовой крепью).

Условия применения. По условиям применения, система с отбойкой из магазинов близка к системе с подэтажной отбойкой. Руда должна быть устойчивой, так как под обнаженной кровлей работают люди. Пониженная устойчивость руды допустима только при малой мощности залежи и, следовательно, при небольшом пролете обнажения рудной кровли.

Мощность залежи в  принципе возможна любая, однако в мощных залежах отдают предпочтение системам этажно-камерной или с подэтажной отбойкой. Поэтому применение отбойки из магазинов ограничивается, как правило, залежами малой и средней мощности, и только эти условия рассматриваются дальше. Выемочная мощность даже в тонких жилах должна быть не менее 1-1,3 м, чтобы куски отбитой руды не заклинивались в узком пространстве. Угол падения залежи должен быть не менее 55-60°.

Неправильный контакт  по лежачему боку, особенно при небольшой мощности рудного тела, может сделать невыгодным магазинирование, так как отбитая руда остается в неровностях лежачего бока.

Параметры. Высота этажа  составляет обычно 50-60 м. Увеличение ее ограничивается в связи с тем, что при высоте магазина более 40-50 м не удается управлять поверхностью отбитой руды: при выпуске даже из одного отверстия эта поверхность опускается сразу на большой площади. Длина блока составляет от 40-50 до 80-100 м при устойчивых боковых породах и правильных контурах рудного тела.

Ширина междукамерных  целиков изменяется от 6 до 10 м и  принимается тем большей, чем больше мощность залежи и менее устойчива руда.

Толщина днища составляет от 4 до 15 м в зависимости от отсутствия или наличия горизонта вторичного дробления. Толщина потолочины обычно 0,4-0,6 ширины камеры и изменяется от 2 м в маломощных залежах с крепкой и устойчивой рудой до 5-10 м при средней мощности залежи и устойчивой руде. Расстояние между выпускными отверстиями не должно превышать 7 м при средней мощности залежи и 3-4 м при малой мощности, чтобы можно было управлять поверхностью руды при частичном выпуске, и чтобы в магазине не образовывались пустоты.

 

.

Рис. 6. Система разработки с отбойкой из магазинов. Вариант со сплошным выпуском руды через металлические руды.

 

Подготовка. Блоковые восстающие в случае оставления целиков размещают в целиках (см. рис. 4), и из восстающих пробивают ходки в камеру через 4-6 м по вертикали. Ходки располагают горизонтально или с наклоном до 30-40° в сторону камеры, чтобы уменьшить пересыпание их отбитой рудой. Горизонтальные ходки целесообразно проходить заблаговременно по всей высоте восстающего до того как он будет закреплен, чтобы в последующем не нарушать крепь, а наклонные можно проходить из камеры по мере отбойки в ней руды.

Нередко, особенно в длинных  камерах, проходят и дополнительные восстающие от уровня подсечки до вышележащего горизонта; они улучшают условия проветривания (так как сбойки камеры с блоковыми восстающими могут быть пересыпаны отбитой рудой), служат запасным выходом, обеспечивают удобный спуск оборудования и материалов в камеру.

В маломощных залежах  проходят восстающие на флангах или в центре блока. Иногда в отбитой руде выкладывают вслед за подвиганием забоя дополнительные ходки для вентиляции, доставки материалов и сообщения. Если боковые породы склонны к вывалам, блок разделяют такими ходками на короткие (около 15 м) магазины, с тем чтобы отработать каждый из них за кратчайший срок.

Способы механизации  погрузки и доставки руды и связанные  с этим выработки те же, что применяются вообще при самотечной доставке руды по очистному пространству.

При бесцеликовой подготовке днища штрек проходят высотой 3-5 м, а затем на высоте 2 м устанавливают распорки и укладывают на них настил (рис. 6). В нем устраивают сближенные люки на расстоянии между осями 1,5-2,5 м для сплошного выпуска руды по всей длине камеры. Сплошной выпуск резко снижает возможность зависаний отбитой руды, сокращает затраты труда на разравнивание руды в магазине, ускоряет отработку камеры. Переносные металлические люки допускают многократное использование.

Очистная выемка. Применяют  траншейную подсечку скважинами или  в виде горизонтального слоя высотой около 2 м, вынимаемого с помощью горизонтальных шпуров.

Перед бурением бурильщики проводят оборку кровли и планировку поверхности магазина, что занимает до 20-30% их рабочего времени. Для сокращения объема планировки иногда в местах прогиба поверхности магазина выкладывают на отбитой руде клетки из шпал, а в маломощных залежах устраивают рабочие полки на распорках.

 

 

 

 

Отбивают руду шпурами  или скважинами. Шпуровым методом  вынимают руду горизонтальными слоями высотой 1,5-2,5 м. При устойчивой руде бурят вертикальные шпуры (см. рис. 4) телескопными перфораторами. При этом, в отличие от горизонтальных шпуров, обеспечиваются широкий фронт бурения и независимость бурения от взрывания. Если при вертикальных шпурах могут образовываться заколы, то переходят на горизонтальные шпуры, которые бурят перфораторами с пневмоподдерживающих колонок. В залежах средней мощности применяют штанговые скважины - вертикальные глубиной до 6-7 м (этой величине равна и высота уступа) или горизонтальные глубиной до 10-12 м (высота уступа 2-2,5 м).

В зарубежной практике встречается  отбойка из магазинов глубокими горизонтальными скважинами малого диаметра. Буровые станки устанавливают на отбитой руде по краям камеры. Для этого подрабатывают (шпуровым методом) кровлю около целиков, и только в этих местах требуются оборка кровли и планировка поверхности отбитой руды.

Крупные куски руды разбивают  как на поверхности магазина (что  входит в обязанности бурильщика), так и в специальных выработках.

При выемке тонких жил отбойку руды ведут сплошным забоем шпурами уменьшенного диаметра (32-36 мм), выбуриваемыми быстроударными телескопными перфораторами. Это увеличивает производительность труда забойных рабочих.

Технология выемки маломощных жил с применением шпуров уменьшенного диаметра, быстроударных перфораторов и бесцеликовой подготовки днища со сближенными люками (см. рис. 6) создана М. И. Агошковым и А. Ф. Назарчиком и применена на рудниках при разработке крутых жил мощностью 0,1-2 м с крепкой (коэффициент 10) рудой, а также на ряде других рудников. При этой технологии увеличивается производительность труда, уменьшается разубоживание руды благодаря меньшему нарушению пород взрывами, сокращается время отработки блока в 2 раза.