» » Общая характеристика систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород

Общая характеристика систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород

08.08.2016

Системами разработки с обрушением руды и вмещающих пород называются системы, при которых при отработке всего блока или основной его части выпускают руду самотеком под налегающими на нее обрушенными вмещающими породами.
Одна из этих систем — система этажного принудительного обрушения со сплошной выемкой рассмотрена в общих чертах выше.
Эти системы (сокращенно — системы с массовым обрушением) очень распространены. На подземных рудниках России их удельное значение составляет около 1/3, основными они являются при добыче железных и фосфатных руд, например в Кривбассе, Горной Шории, рудниках Нижне-Тагильского комбината; применяются на ряде крупных предприятий цветной металлургии (комбинаты Тырныаузский, Зыряновский, Лениногорский), и это положение в основном сохранится на долгое время, во всяком случае к 1990 г, ожидается лишь незначительное снижение удельного значения.
Системы с массовым обрушением применяют в залежах мощных и средней мощности. Очистное пространство не поддерживается (за исключением стадии образования камер или щелей для обрушения остальной части блока в некоторых системах). Отбойка преимущественно скважинная, иногда само-обрушением.
Выпускают руду в нижней части блока или подэтажа. По мере общего выпуска обрушаются на отбитую руду вмещающие породы и заполняют выработанное пространство. В результате значительную часть руды (2/3 или больше) выпускают под налегающими обрушенными породами, в чем и состоит основная особенность этих систем.
Этажи в крутых залежах, а также подэтажи при выемке блока подэтажами, отрабатывают последовательно в нисходящем порядке, в связи с обрушением пород.
Классификация систем с обрушением руды и вмещающих пород:
Группа А. Системы этажного обрушения (блок обрушают на полную высоту):
1. Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой (панель или блок обрушают скважинами подряд по длине, без деления на камеры и целики. Возможность разрыхления отбиваемой руды обеспечивается частичным выпуском руды, взорванной ранее).
2. Этажное принудительное обрушение с компенсационными камерами. (В блоке в первую очередь вынимают камеры в минимально необходимом объеме, чтобы создать свободное пространство для обрушения сразу всей остальной части блока).
3. Этажное самообрушение. (Блок подсекают и руда постепенно обрушается под действием силы тяжести и горного давления. Возможность разрыхления обеспечивается частичным выпуском).
Группа Б. Системы подэтажного обрушения. (Блок делят на подэтажи, каждый подэтаж отрабатывают по таким же примерно схемам, что и блок при этажном обрушении).
4. Подэтажное обрушение с торцевым выпуском руды.
5. Подэтажное обрушение с донным выпуском руды.
Условия применения. Эти системы применяют в мощных и средней мощности залежах при условии, что не требуется поддерживать земную поверхность. Ценность руды ограниченная в связи с повышенными се потерями.
Запрещается применять эти системы при наличии в налегающих породах плывунов, неосушенных песков и суглинков, а также карстов, заполненных водой или газом.
Ограничивает применение и большая (700-1200 м и более) глубина разработки, при которой обрушение висячего бока намного отстает от выемки, что угрожает горными ударами, особенно при пологом или наклонном падении залежи.
При устойчивых породах висячего бока необходимо систематически наблюдать за состоянием и деформациями пород и оседанием земной поверхности с тем, чтобы заблаговременно вывести людей и убрать оборудование из опасных мост. Зона возможного обрушения пород на поверхности должна быть ограждена.
Возможность применения перекрытий. Для снижения потерь руды были предложения и попытки оградить отбитую руду от обрушенных пород каким-то искусственным перекрытием, которым служили бы: породный блок, отрезанный по границам от массива; толстая железобетонная плита; гибкие покрытия из металлической сетки; слой переизмельченной руды.
В качестве защитного перекрытия между отбитой рудой и обрушенными породами испытывали на рудниках Казахстана с участием ВНИИЦветмета и в ПО «Сибруда» с участием ВостНИГРИ так называемый блок-щит. Это — отрезанный взрыванием скважин от массива блок, площадь которого принимается максимальной по условию вертикального опускания, а высота, по условию прочности, — 30—40 м. Возможность применения ограничивается в связи со строго вертикальным опусканием блок-щита и разрушением его: в эксперименте ПО «Сибруда» блок-щит, опустившись на 43 м, разрушился.
Один из наиболее удачных примеров последних лет из отечественной практики следующий: сооружают из тросов защитную сетку по контакту висячего бока. Для этого проходят здесь подэтажные штреки, и вдоль контакта пробуривают перпендикулярно штрекам скважины через каждый метр. По скважинам пропускают тросы диаметром 18 мм и соединяют их тросами в выработках. В результате получается сетка, которая прогибается по мере выпуска руды и почти устраняет засорение руды породами висячего бока. В целом же можно сказать, что обнадеживающих результатов в применении защитных перекрытий для достаточно широкого диапазона условий получено не было.
Ниже выпуск руды под обрушенными породами рассматривается применительно к отсутствию защитных перекрытий.
Технико-экономическая характеристика. Системы с массовым обрушением (как и системы с естественным поддержанием очистного пространства в мощных залежах) отличаются хорошими показателями по затратам на добычу руды, производительности труда и интенсивности разработки месторождения. Объясняется это отсутствием процессов закладки и крепления очистного пространства. Потери и разубоживание руды — повышенные в связи с выпуском под обрушенными породами.
Экономическое сравнение с системами предшествующего класса производится по условию максимизации дохода.