- - порода - Страница 6

Сущность систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород заключается в том, что в подготовленных к выемке блоках (панелях, зонах) производят обрушение руды, которую выпускают под налегающими породами, обрушающимися вслед за рудой. Отсюда и условия, в которых эта система может успешно применяться: неустойчивые, легкообрушающиеся (вслед за рудой) вмещающие породы; возможность обрушения поверхности; незначительная ценность руды; отсутствие включений пустых пород и различных сортов руд. Выпуск руды под налегающими породами является чрезвычайно важным технологическим процессом при рассматриваемых системах разработки. От качества выпуска зависят потери и разубоживание руды. Современные способы выпуска руды пока не обеспечивают высоких показателей извлечения. Наблюдаются большие потери руды и высокое ее разубоживание, а поэтому применять системы с обрушением руды и вмещающих пород целесообразно лишь при разработке руд невысокой ценности.
В настоящее время системы с обрушением руды и вмещающих пород нашли широкое применение при разработке рудных месторождений. Они применяются как самостоятельные при выемке отдельных рудных тел или же как вспомогательные при отработке целиков и потолочин в других системах разработки.
Системы разработки этого класса отличаются друг от друга высотой обрушаемого массива. Системы разработки с разделением этажа на подэтажи называются системами подэтажного обрушения, а системы разработки без разделения этажа на подэтажи - системами этажного обрушения.
Наиболее гибкими в применении оказались системы под-этажного обрушения, с помощью которых успешно ведется разработка рудных месторождений в самых разнообразных условиях, в том числе и на больших глубинах с проявлением горного давления.
Следует отметить, что в определенных условиях достаточно лишь произвести подсечку и отрезку подлежащего к обрушению рудного массива, как он начинает постепенно самообрушаться.
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.
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.
В зависимости от условий залегания месторождений и мощности залежей их разработку осуществляют открытым, подземным и комбинированным способами.
При открытом способе разработки полезное ископаемое добывают из недр при использовании открытых горных выработок, которые примыкают непосредственно к земной поверхности и имеют незамкнутый контур поперечного сечения (в отличие от подземных горных выработок). Добывание полезных ископаемых открытым способом осуществляется карьерами, представляющими собой совокупность горных выработок, предназначенных для разработки месторождений. Под термином «карьер» понимают также и горное предприятие, ведущее добычу полезного ископаемого открытым способом.
Горные предприятия, разрабатывающие открытым способом месторождения угля, называют разрезами, а россыпи - приисками.
При подземном способе разработки полезное ископаемое добывают из недр посредством сооружения специальных подземных выработок. Добыча подземным способом осуществляется шахтой - самостоятельной производственной единицей, входящей в состав горного предприятия, например рудник не имеющего единое административно-техническое управление. Под термином «шахта» иногда понимают горную выработку, но тогда правильнее ее называть стволом шахты.
Проходка открытых геологоразведочных выработок осуществляется на всех стадиях разведочных работ. При выполнении предварительной разведки объемы горных работ зависят от мощности наносов и сложности геологического строения района. При геологическом картировании предусматривают проходку канав или траншей из расчета получения одного обнажения ори¬ентировочно на 2,5 - 4 к/метра квадратного заданного масштаба. Для вскрытия, прослеживания и опробования рудных тел в различных условиях обнаженности обычно принимают дополнительно от 1,5 до 5 тыс. м. куб. объема канав на 1 к/метра квадратного площади, в которой размещаются рудные тела. На этой стадии разведки рудные тела, получившие положительную оценку, детально разведуются канавами (через 10 - 20 м) или траншеями (при мощности жил менее 1м). При детальной разведке планируются такие объемы канав и траншей, которые дают надежные исходные данные для проектирования рудника.
Основными факторами можно считать доступность объекта работ для различных видов транспорта и категорию пород, характеризующую трудность их разработки тем или иным способом.
В настоящее время ручная проходка канав применяется лишь на тех геологических объектах, где по тем или иным причинам невозможно использование других, более прогрессивных способов.
Самым распространенным в настоящее время является буровзрывной способ проходки, на долю которого приходится около 60% общего объема работ. Это объясняется тем, что он пригоден практически в любых горно-геологических условиях и не требует больших затрат.
Проведение канав взрывом на выброс иногда оказывается экономически целесообразнее в сравнении с использованием землеройной техники на участках с небольшими годовыми объемами проходки. Однако необходимость ручной доработки канавы после взрыва с целью удаления слоя пород, деформированного взрывом, а также существенные затруднения, связанные с засыпкой выработки и рекультивацией почвенного слоя, делают этот способ в некоторых случаях нецелесообразным.
Тампонирование горных пород применяют для изоляции горных выработок от водопритока, закрепления несвязных водонасыщенных или сухих пород, укрепления нарушенных пород и улучшения условий работы крепи в сложных горно-геологических условиях.
В несвязных породах задачей тампонажа является скрепление зерен, слагающих породу, для создания устойчивого массива и проведения по нему выработок обычным способом. Для тампонажа скальных трещиноватых пород применяют цементные и цементно-глинистые растворы, а для несвязных песчаных - химические растворы на основе карбамидных смол.
Цементные растворы затворяют чистой водой. Для ускорения схватывания применяют хлористый кальций, который добавляют к массе цемента в количестве до 3%. Водоцементное отношение составляет от 0,6 до 1. В раствор также вводят следующие добавки: поверхностно-активные вещества, например сульфитно-спиртовую барду и минеральные стабилизаторы (глину, глинопорошки), которые повышают агрегатную устойчивость цементного раствора.