- Страница 34

Системы разработки этого класса широко применяются как самостоятельные при выемке отдельных рудных тел и в комбинированных системах для отработки целиков и потолочин.
Необходимыми условиями для применения этих систем являются наличие неустойчивых легкообрушающихся вмещающих пород, возможность обрушения поверхности и высокая ценность разрабатываемых руд.
Благоприятными условиями для разработки системами с обрушением являются крутые рудные тела мощностью от 3 - 4 м до весьма мощных правильной формы с рудами слабой и средней крепости.
Рассмотрим систему слоевого обрушения с аккумулирующим штреком. Система разработки применяется при мощности залежи более 5 м с неустойчивой рудой и вмещающими породами. При меньшей мощности затрудняется самообрушение вмещающих пород. Систему целесообразно применять при разработке ценных руд, так как она обеспечивает высокое извлечение и небольшое разубоживание руды.
Подготовительные работы сводятся к проведению откаточного штрека, восстающих, аккумулирующего штрека, выпускных выработок и слоевого штрека.
Выемку блока ведут слоями в направлении сверху вниз. Руду в слое вынимают с помощью заходок, которые располагают перпендикулярно к слоевому штреку. Отбойка руды производится с помощью шпуров, а ее доставка осуществляется скреперами до выпускной выработки, верхняя часть которой оформляется в виде воронки. Из выпускной выработки руда поступает на аккумулирующий штрек, по которому скрепером доставляется к рудоспуску.
По мере выемки руды в заходках устанавливается крепь, а после полной отработки на ее почве сооружается специальный настил, предназначенный для разделения руды нижележащего слоя и обрушаемых в очистное пространство вмещающих пород. Известны различные конструкции настила: из бревен, металлических перекрытий из полосовой стали и металлических сеток, железобетонных пластин и др. Во всех случаях особое внимание уделяют качеству настила, так как от него зависят показатели извлечения.
Системы разработки с креплением и закладкой очистного пространства хотя и имеют много общего с рассмотренными системами с закладкой и системами с креплением, все же отличаются от них тем, что в процессе разработки поддержание руды и вмещающих пород производится сначала крепью, а затем - с помощью закладки.
Если в системах с закладкой крепь применяется лишь для временного поддержания призабойного пространства, то в системах с креплением и закладкой крепь возводится регулярно и она навсегда остается в очистном пространстве.
Системы разработки с креплением и закладкой применяются в месторождениях любой мощности с различными углами падения там, где требуется сохранить поверхность от обрушения.
Несмотря на высокую себестоимость добычи, эти системы характеризуются незначительными потерями и разубоживанием руды и позволяют производить сортировку руды непосредственно в забое, что очень важно при разработке ценных руд.
Так как в последние годы системы этого класса применяются сравнительно редко, ограничимся рассмотрением только системы разработки горизонтальными слоями со станковой крепью и закладкой.
При этих системах разработки очистное пространство систематически поддерживается с крепью. Очень часто работа в очистных забоях производится с крепи, которая устанавливается по мере выемки полезного ископаемого. Системы с креплениями по этой причине отличаются относительной трудоемкостью и большой стоимостью добычи.
Как правило, системы с креплением применяются для разработки жильных месторождений мощностью до 3 - 4 м с неустойчивой рудой и слабыми вмещающими породами, т. е. в самых неблагоприятных горнотехнических условиях. Однако наиболее благоприятными условиями для применения систем с креплением являются жильные месторождения мощностью до 4 м. При большей мощности поддержание выработанного пространства только одной крепью становится весьма сложным.
Наиболее распространенным вариантом рассматриваемого класса систем является вариант с усиленной распорной крепью.
Подготовительные работы заключаются в проходке по рудному телу откаточного штрека, двух восстающих на флангах и одного в центре блока.
Очистную выемку производят в обе стороны от восстающего. Отбойку руды осуществляют с помощью шпуров. Шпуры бурят с настила, укладываемого на крепь. Отбитая руда падает на специальный наклонный настил, а затем скатывается в рудоспуски. Боковые стенки, а иногда и кровлю забоя поддерживают с помощью усиленной распорной крепи.
Особенность этой группы систем разработки заключается в том, что по мере выполнения очистных работ выработанное (очистное) пространство заполняется специальным закладочным материалом, служащим для поддержания боковых пород от обрушения и площадкой для рабочих очистного забоя. В качестве закладочного материала используют песок, дробленые горные породы, хвосты обогатительных фабрик и т. п. В последние годы широкое применение находят твердеющие закладочныесмеси (твердеющая закладка), которые после размещения их в очистном пространстве схватываются, превращаясь в монолитный массив. Приготовление такой закладки осуществляется на специальных закладочных комплексах.
Системы разработки с закладкой применяются при разработке, как правило, крутых месторождений практически любой мощности, хотя предпочтение отдается месторождениям небольшой мощности (до 4 - 5 м), для которых требуется небольшое количество закладочного материала, в качестве которого можно использовать породы, полученные при проходке горно-капитальных выработок, а также отсортированные в забое из отбитой руды. Эффективность систем разработки с закладкой значительно вырастает, если разрабатываются богатые устойчивые руды, допускающие подработку кровли в блоке. Вмещающие породы должны иметь склонность к обрушению при обнажении на значительных площадях.
Следует отметить, что удельный вес систем разработки с закладкой в общем объеме применяемых систем с каждым годом растет. Вызвано это стремлением снизить потери при разработке богатых руд, а также предохранить поверхность от обрушения. Высокое горное давление, характерное для глубоких горизонтов, также способствует применению систем разработки с закладкой.
Доставку закладочного материала в шахту осуществляют в вагонетках, через закладочные шурфы, а также по трубам.
Системы разработки с магазинированием получили широкое применение при разработке жильных месторождений редких металлов и золота. Следует отметить, что в последние годы область распространения этих систем значятелъно расширилась а счет создания новых видов крепления.
Отличительней особенностью систем разработки с магазинированием руды является заполнение выработанного пространства отбитой рудой, которая служит для поддержания вмещающих пород или используется в качестве своеобразной платформы для рабочих. Во всех случаях после окончания выемки блока отбитую руду полностью выпускают. При использовании этих систем следует иметь в виду, что отбитая руда занимает больший объем, чем в массиве. Это следует учитывать при определении необходимого объема компенсационного пространства.
Разработка месторождений системами с магазинированием также предусматривает разделение этажей на блоки, которые, в свою очередь, разделяются на камеры и целики. Размеры блоков определяются прежде всего устойчивостью руды и вмещающих пород, а также мощностью залежи.
Вариант системы разработки с магазинированием и шпуровой отбойкой руды. Такой вариант применяется при разработке залежей мощностью от 0,8 до 5 м.
Подготовительные работы заключаются в проходке откаточного штрека, из которого через 40 - 60 м проходят восстающие до вентиляционного горизонта. Из откаточного штрека через 3 - 5 м проходят рудоспуски, верхнюю часть которых оформляют в виде приемных воронок, служащих для выпуска руды.
Очистные работы начинают у отрезного восстающего в нижней части блока. Выемку руды производят слоями в направлении снизу вверх. Высота слоя 1,5 - 2,5 м. В наклонном забое либо создают уступы, либо производят бурение вдоль всей его наклонной поверхности. Бурение шпуров осуществляют бурильщики, находящиеся на отбитой и замагазинированной руде.
Системы разработки с открытым очистным-пространством являются наиболее распространенными, так как могут применяться в разнообразных условиях залегания-месторождений с любым углом падения и при любой мощности. Ценность руд и характер распределения в ней полезных компонентов также могут быть различными. Однако непременным-условием успешного применения этих систем является наличие-устойчивых руд и вмещающих пород.
Рассмотрим некоторые системы разработки этого класса.
Система со сплошной выемкой по простиранию применяется при разработке пологих и наклонных рудных залежей мощностью 1 - 3 м и углом падения 20 - 25° с устойчивыми рудами и вмещающими породами.
Подготовительные работы начинают с проведения откаточного штрека и отрезного восстающего.
Очистные работы начинают с проходки от отрезного восстающего передовой выработки, которая сбивается (соединяется) с откаточным штреком рудоспусками. Вдоль наклонного отрезного восстающего бурят горизонтальные шпуры, после взрыва которых восстающий расширяется и создается сплошной забой; отбойку руды ведут взрыванием зарядов в шпурах. Доставку руды до рудоспусков производят с помощью скреперов с лебедками, установленными в специальных камерах, образованных из откаточного штрека.
Поддержание выработанного пространства осуществляют нерегулярным оставлением опорных целиков, а также по мере надобности дополнительно с помощью стоек и костров.
При рассмотрении стадий разработки месторождений полезных ископаемых было отмечено, что система разработки определяет порядок подготовки и очистной выемки, принятый для разработки всего месторождения или его части.
К настоящему времени насчитываются сотни различных вариантов систем разработки только применительно к рудным месторождениям. Отсюда и значительные сложности в создании классификации систем разработки как основы для их изучения, сравнительной оценки и дальнейшего совершенствования. Акад. М. И. Агошков отмечает, что из большого числа известных в литературе классификаций систем разработки одни посвящены только пластовым месторождениям, другие - только рудным. Создать единую классификацию систем разработки для всех месторождений пока не удается. Поэтому существует так называемое отраслевое построение классификаций систем разработки.
Применительно к рудным месторождениям в разное время предлагалось немало различных классификаций систем разработки, однако подавляющее их большинство не получило признания и применения. И только классификацией систем разработки, предложенной акад. М. И. Агошковым, пользуются не только в нашей стране, но и за рубежом. В основу этой классификации положен единый отчетливо выраженный признак - состояние очистного (выработанного) пространства в период разработки месторождения.