» » Общая характеристика систем этажного принудительного обрушения

Общая характеристика систем этажного принудительного обрушения

08.08.2016

Применяют эти системы (рис. ХIII.15) в мощных залежах с рудой устойчивой и средней устойчивости.
Руду обрушают скважинами или сосредоточенными зарядами на полную высоту этажа и выпускают через выработки в основании блока. По мере выпуска обрушаются вмещающие породы, которые заполняют освобождающееся пространство.
Основные системы этажного принудительного обрушения: со сплошной выемкой; с компенсационными камерами. В первом случае отрабатывают блок частями подряд по длине, во втором — вынимают около одной трети блока камерами, после чего на открытые камеры взрывают за один прием остальную часть.
Общая характеристика систем этажного принудительного обрушения

Этажное принудительное обрушение, сперва с компенсационными камерами, появилось в России в результате значительного вклада в его создание производственных, научных и проектных коллективов. Позднее появилось этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой, которое после внедрения скважинной отбойки в зажиме (в шестидесятых годах) на большинстве рудников вытеснило систему с компенсационными камерами.
Условия применения. Помимо общих условий применения систем с массовым обрушением для этажного принудительного обрушения имеются следующие ограничения.
Залежь должна быть мощной. При меньшей мощности и пологом падении не окупились бы расходы на проведение полевых выработок для выпуска и доставки руды; в случае же крутого падения при устойчивых боках целесообразнее извлечь возможно большую часть блока камерами, а при неустойчивых боках выгоднее обрушать и выпускать руду подэтажами (подэтажное обрушение), чтобы меньше засорять ее боковыми породами.
Руды — устойчивые и средней устойчивости, не слеживающиеся.
При возгораемости руды эти системы разработки, как правило, не используют.
В России удельное значение этажного принудительного обрушения при подземной добыче руд составляет 12-15 %. Применяют его на ряде рудников цветной металлургии, железных рудниках Горной Шорни и Урала, на фосфатных рудниках.
Общая характеристика систем этажного принудительного обрушения

Параметры системы. Оптимизацию высоты этажа (блока) производят ло условию (XI.4) у = Ен k + с + упр→min, учитывая затраты: на проходку этажных выработок (в величинах k, с) и выработок для выпуска и доставки руды; при недостаточно крутом падении залежи — на подработку пород лежачего бока для придания ему более крутого наклона или на проходку в лежачем боку дополнительных выработок; на поддержание перечисленных выработок (при неустойчивых породах и большом горном давлении); на доставку материалов и оборудования; ущерб от потерь и разубоживания руды при выпуске.
Как видно, оптимальное значение высоты блока Hб зависит от объема выработок для выпуска и доставки руды, который, в свою очередь, зависит от расстояния D между выпускными отверстиями, Поэтому следует предварительно задаться Нб, применительно к ней выбрать D и затем рассчитать оптимальную высоту блока (и если она будет существенно отличаться от принятой предварительно, то внести коррективы в расчет).
Обычная высота этажа 70-80 м, при ограниченной мощности — до 20-30 м, при недостаточно крутом падении я неправильной форме залежей — 45-60 м. В пологих залежах высота блока ограничивается мощностью залежи.
Ширина блока обычно равна мощности залежи, но не более 60-80 м.
При обособленном (или неправильном) залегании рудных тел длину блока часто принимают равной длине обособленного рудного тела (или раздува).
При большом горном давлении и не особенно крепкой руде ширина блока не должна превышать 40-50 м. Связь между шириной блока и горным давлением на его основание можно объяснить образованием свода естественного равновесия в отбитой руде. Другое объяснение (акад. Г.М. Малахова): часть веса опускающейся отбитой руды передается за счет сил трения и зацепления окружающему массиву или уплотнившимся обрушенным породам отработанных соседних блоков. У границ блока создается зона, в которой давление на днище снижается. При средней крепости руд площадь пониженного давления может быть определена условным построением границ защитной зоны от верхних стенок блока под углом к ним около 17° со стороны массива и около 7° со стороны уплотнившихся обрушенных пород (рис. XIII.16). Чтобы все основание блока оказалось в защитной зоне, ширина его должна быть ограниченной:
В < Н (tgα— tgβ),

где И — высота блока, м; α — угол построения защитной зоны со стороны массива; β — то же, со стороны обрушения.
При α = 17° и β = 7° B ≤ 0,5 Н.
Остальные параметры системы связаны с отбойкой и выпуском руды.
Общая характеристика систем этажного принудительного обрушения

Порядок отработки блоков в этаже. Как можно меньше блоков должно граничить с обрушением по обеим сторонам. Для этого этаж должен быть разделен по длине на выемочные поля приблизительно одинакового размера, состоящие каждое из нескольких блоков (рис. XIII.17). Выемочное поле отрабатывают от центра к флангам, что позволяет иметь в нем два действующих блока. Лишь блоки на границах полей будут иметь по два боковых контакта с обрушением. Число выемочных полей должно быть равно половине необходимого (для заданной производительности рудника) числа отрабатываемых одновременно блоков.
Достоинства и недостатки систем этажного принудительного обрушения те же, что и вообще для систем с обрушением руды и вмещающих пород.
Сравнение между собой различных систем этажного принудительного обрушения и их вариантов чаще можно упростить до условия минимальных затрат (XI.4), сравнение с другими системами — по доходу согласно условию (XI.3).