» » Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

08.08.2016

Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой или, в полном наименовании, система разработки этажным принудительным обрушением со сплошной выемкой — это применяемая в мощных залежах система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, при которой отбивают руду с помощью взрывных скважин вертикальными или крутонаклонными слоями на полную высоту блока (панели) подряд по его длине, выпускают руду под действием собственной массы, по мере отбойки производят частичный выпуск, а с отставанием от отбойки — общий выпуск руды под налегающими обрушенными породами.
Основные варианты системы разработки:
1) с отбойкой в зажиме и донным выпуском руды;
2) с отбойкой на подконсольное пространство (при котором выпуск возможен только донный);
3) с торцевым выпуском руды (при котором отбойка возможна только в зажиме).
В сороковых—пятидесятых годах руду отбивали на подконсольное пространство. Ho при появлении отбойки в зажиме последняя стала основным методом работ. Выпуск руды преимущественно донный.
Подготовка аналогична применяемой при камерной системе: на подэтажах проходят выработки для бурения скважин, а в основании блока — для выпуска и доставки руды.
Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

Очистная выемка при отбойке в зажиме и донном выпуске руды. Взрывают руду вертикальными или крутонаклонными слоями на обрушенную горную массу (рис. ХIII.18). Особые требования к технологии буровзрывных работ и частичного (15-20%) выпуска руды при отбойке в зажиме освещены выше. Общий выпуск ведут с поддержанием горизонтальной или, реже, наклонной поверхности отбитой руды.
При устойчивой кровле обрушают принудительно нижний слой пород кровли для образования предохранительной подушки. Обрушение ведут вместе с отбойкой слоев или с отставанием и крупными участками. В первом случае часть восходящих скважин, предназначенных для отбойки руды, пробуривают глубже с тем, чтобы обрушить ими и слой кровли.
На выпуске и доставке руды применяют питатели, самоходные машины или скреперы.
Вариант с отбойкой в зажиме и донным выпуском руды применяют, например, на рудниках комбинатов Зыряновского, Тырныаузского и «Каратау» и ПО «Сибруда» в мощных крутых залежах крепких руд и ПО «Апатит» в сверхмощных наклонных залежах руд средней крепости (рис/ XIII.19).
В ПО «Апатит» применяют подсечку высотой около 3 м, чтобы защитить основание блока от сейсмического действия взрыва, или высотой 6-8 м, чтобы уменьшить уплотнение руды при отбойке в зажиме.
Подсечка делается не сплошной во избежание самообрушения блоков.
Скважины для образования подсечки бурят из пройденных на нижнем ее уровне штреков и взрывают по методу недозаряда с тем, чтобы остались ленточные целики между подсечными пространствами.
Разбуривают блок из подэтажных выработок, высота подэтажа обычно 24 м, диаметр скважин 100 мм, глубина до 35 м.
Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

При выпуске примерно 2/3 отбитой руды негабаритов выходит сравнительно мало, скреперная установка мощностью 100 кВт обеспечивает производительность до 900 т/смену при безлюковой погрузке и скреперовании от ближних отверстий. Выпуск последней трети отбитой руды связан с частыми заторами — через каждые 20-30 т, а производительность скреперования в среднем за весь период выпуска составляет 350 т/смену.
Есть промежуточная модификация между сплошной выемкой с отбойкой в зажиме и этажным принудительным обрушением с компенсационными камерами. Применяют ее, в частности, в ПО «Сибруда».
В блоке часть его шириной 12-18 м отделяют от массива щелью шириной 6-10 м, имеющей потолочину. Затем обрушают на щель за один прием отрезанную от массива часть блока и примерно такую же по размеру часть с другой стороны. Вертикальные комплекты скважин взрывают с замедлением, начиная от щели, при этом второй и последующие комплекты работают в зажиме. Эта модификация позволяет взрывать более широкие слои. Важно это там, где в связи с наличием глинообразных включений или другими специфическими условиями отбойка в зажиме в чистом ее виде возможна лишь небольшими слоями.
При отбойке на подконсольное пространство (рис. ХIII.20) панель или блок делят на вертикальные секции. Секцию полностью подсекают, в основании ее образуют траншеи или воронки и затем обрушают — постепенно, горизонтальными слоями (начиная с нижнего слоя), с помощью горизонтальных и наклонных скважин, пробуренных из соседней, еще не отрабатываемой секции. После каждого взрывания выпускают излишек (20-25 %) руды, чтобы создать свободное пространство для очередного обрушения. К общему выпуску руды приступают не ранее окончания отбойки в следующей секции. Нарушенная предшествующими взрывами рудная консоль частично самообрушается, что увеличивает выход негабарита и отрицательно сказывается на производительности работ и показателях извлечения, В связи с этим отбойку на подконсольное пространство применять перестали.
Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой

Вариант этажного обрушения с торцевым выпуском руды (предложен автором в 1959 г. и впервые осуществлен на Зыряновском комбинате). Этому варианту (см. рис. XIII.18) свойственны связанные с торцевым выпуском особенности в конструкции основания блока (панели) и технологии очистных работ.
Добычной горизонт в блоке подготовляют только ортами или штреками. Взрывные скважины бурят в виде вееров из добычных и буровых ортов. Руду отбивают скважинами в зажиме, обрушают блок (панель) в отступающем порядке вертикальными и крутонаклонными слоями по всей высоте от уровня добычного горизонта.
По мере выпуска освобождающееся пространство заполняют обрушенные породы. После отбойки каждого слоя выпускают всю руду.
На выпуске и доставке руды используют самоходное оборудование или передвижные вибропитатели в комплексе с секционными виброконвейерами. Выпуск осуществляют либо через торец доставочной выработки, либо через окна во временной потолочине над ней, погашаемой вслед за продвижением забоя.
Угол наклона слоев и их толщину выбирают по условиям максимального извлечения (количественного и качественного) руды при выпуске и достаточной устойчивости массива.
Наклон забоя в сторону взорванной части блока под углом около 70-75° возможен лишь при устойчивой руде. Он улучшает извлечение руды, если обрушенные породы мельче, так как при данном положении слоя они не просочатся в руду. Вертикальное положение слоев приемлемо в большинстве случаев. Если же руда значительно мельче обрушенных пород, то во избежание ее просачивания в них возможен обратный наклон забоя в сторону массива под углом 80-70°. Тогда при выпуске из каждого слоя оставляют в контакте с массивом часть взорванной руды и извлекают ее после — вместе с очередным слоем. Переходящий объем отбитой руды принимает форму, близкую к фигуре истечения, что позволяет иметь приемлемые потери и раэубоживание руды.
Толщина отбиваемого слоя составляет от 8 до 12 м и находится в прямой зависимости от высоты блока. Снизу, на высоту 8-12 м толщина слоя должна быть уменьшена до 3-6 м за счет оставления временного выступа для более полного выпуска из вышележащей части слоя. Этот выступ или разбуривают обособленно, или образуют за счет того, что участки скважин в прокатных его границах временно оставляют незаряженными.
Отсасывать загрязненный воздух из добычной выработки можно местным вентилятором по трубе. Применялся вариант со спаренными добычной и вентиляционной выработками.
Этажное принудительное обрушение с торцевым выпуском руды обладает общими преимуществами торцевого выпуска.
Недостатки: толщину взрываемых слоев приходится уменьшать, в каждом слое руда контактирует с обрушением.
Применение целесообразно при ограниченной высоте этажа и отсутствии условий, способствующих просачиванию обрушенных пород в отбитую руду.
Правила безопасности при этажном принудительном обрушении связаны с обслуживанием машин и механизмов, проведением массовых взрывов, выпуском руды.
Технико-экономическая характеристика. При крепкой руде производительность труда забойного рабочего составляет 50-110 т/смену. Производительность блока 50-200 тыс. т/мес. Потери руды 10-20 %, примерно такое же разубоживание, суммарные потери и разубоживание — 20-30 % (не считая конструктивного разубоживания). Расход подготовительно-нарезных выработок 1,5-3 м/1000 т.
Сравнительная оценка. Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой имеет перед системой с компенсационными камерами следующие преимущества: устраняется необходимость выемки камер, приводящей к нарушениям остального» массива и вообще неприемлемой при большом горном давлении; снижается на 20-30 % объем подготовительно-нарезных выработок, так как исчезает необходимость в обособленных подходах к камерам и целикам; работы по подготовке, разбуриванию, обрушению и выпуску руды производятся в каждом блоке (панели) подряд, без перерывов; в связи с тремя вышеуказанными преимуществами повышается концентрация горных работ; работы более однотипны в связи с отсутствием стадии камерной выемки; стабильное качество рудной массы; используются преимущества отбойки в зажиме.
С другой стороны, извлечение чистой руды гарантируется лишь в объеме частичного выпуска (20-25 %), что меньше объема компенсационных камер (30-35%); пункты добычи руды в данную смену строго заданы порядком сплошной выемки, что может мешать усреднению качества рудной массы в масштабе рудника. Обязательна отбойка в зажиме, тогда как не для всех условий она освоена в достаточной мере.
Этажное принудительное обрушение со сплошной выемкой обычно заслуживает предпочтения перед системой с компенсационными камерами, за исключением условий, в которых его указанные недостатки особенно существенны.