» » Этажное самообрушение

Этажное самообрушение

08.08.2016

Этажное самообрушение или, в полном наименовании, система разработки этажным самообрушением — это применяемая в мощных залежах система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, при которой массив руды подсекают, т. е. вынимают нижний слой руды, затем подсеченный массив постепенно обрушается под действием силы тяжести и горного давления, в процессе обрушения производят частичный выпуск руды, а после обрушения массива на полную высоту — общий выпуск под налегающими обрушенными породами (рис. XIII. 22).
Этажное самообрушение осуществимо только в мощных залежах и только при рудах, которые при подсечке на значительной площади начинают не позднее чем через 1-3 мес. обрушаться сами и дробиться при этом на сравнительно небольшие куски.
В основании панели или блока по всей площади проходят выработки для донного выпуска руды.
Этажное самообрушение

Связь с окружающим массивом ослабляют отсечными (отрезными) выработками. Они способствуют разрушению замков сводов естественного равновесия, образующихся при само-обрушении руды (рис, ХIII.23), тем самым ускоряют обрушение и ограничивают его проектными контурами. Для этой же цели используют пучки взрывных скважин.
В процессе обрушения выпускают излишек — около 1/3 руды, чтобы обрушение продолжалось.
После полного обрушения рудного массива приступают к общему выпуску руды, по мере которого обрушаются налетающие породы к заполняют выработанное пространство; в процессе выпуска руда, перетираясь под большим давлением, дополнительно измельчается.
Выемку осуществляют с разделением этажа (панели) на блоки и всплошную.
Этажное самообрушение применяют при мощности залежи не менее 20-30 м.
Руда должна быть слабой или иметь густую сеть трещин и слабых прослойков.
Руда не должна слеживаться, так как обрушенной рудой заполняется весь блок, и не должна возгораться, так как в выработанном пространстве остается много обрушенной руды.
Остальные условия применения те же, что и вообще для систем с обрушением руды и вмещающих пород.
Этажное самообрушение

Высота этажа 70-100 м, при очень крутом падении залежи — до 150 м. Основной ограничивающий фактор — это срок службы выпускных выработок, которые изнашиваются в связи с пониженной прочностью руды и взрывной ликвидацией заторов.
Расстояние по вертикали между отсечными выработками 8-10 м в нижней части этажа, а выше увеличивают его до 12-5 м, так как массив здесь успевает нарушаться, а крупные куски отсюда измельчаются при опускании в процессе выпуска.
Вариант этажного самообрушения со сплошной выемкой (см. рис. XIII.22). Этаж разделяют на панели, длина которых в несколько раз превышает обычный поперечный размер блока.
Панель разрезают поперек щелью и затем постепенно подсекают по длине, вызывая этим самообрушение массива с отставанием на 20-60 м от подсечки. Отсечные выработки или заменяющие их пучки взрывных скважин располагают по боковым границам панели. Этот вариант эффективен при более или менее выдержанных элементах залегания или весьма большой мощности и сравнительно постоянном качестве руд.
Выработки для доставки руды обычно закрепляют бетоном, реже — штангами. Подсечка траншейная.
Очистные работы заключаются в выпуске и доставке руды, включая вторичное дробление. Иногда ускоряют обрушение руды взрыванием зарядов (сосредоточенных или скважинных) на подэтажах.
Частичный выпуск, особенно в начальной его стадии, надо вести так, чтобы высота свободного пространства под обрушаемым массивом не превышала приблизительно 5 м во избежание крупных вывалов и воздушных ударов. В первые 1-2 мес. после подсечки выпуск должен быть малоинтенсивным, так как подсеченный массив деформируется, расчленяется микротрещинами, «созревает». С опережением выпускают руду со стороны лежачего бока во избежание преждевременной посадки висячего бока. Доставка руды скреперная или самоходным оборудованием.
Вариант этажного самообрушения со сплошной выемкой ка руднике «Клаймакс» (США) (см. рис. XIII.22). Рудник производительностью около 15 млн. т/год, молибденовый, расположен на высоте 3300 м над уровнем моря. Залежь куполообразная, диаметр купола около 1 км, посередине — столб из некондиционной руды. Отрабатывают перефирейную часть шириной 100-400 м, в среднем 250 м. Глубина разработки около 200 м. Коэффициент крепости руды преимущественно 10-12.
В зависимости от трещиноватости, определяющей скорость обрушения и кусковатость, руды подразделяют на: легкообрушаемые — с расстоянием между трещинами менее 0,3 м; нормально обрушаемые — с расстоянием между трещинами от 0,3 до 0,9 м; труднообрушаемые — с расстоянием между трещинами более 0,9 м.
Этажное самообрушение

Этажное самообрушение (см. рис. XIII.23) применяют в следующем виде. Высота этажа 100 м. Доставка руды сохраняется скреперная, как хорошо освоенная. Скреперные лебедки мощностью 110 кВт; погрузка вагонов безлюковая. Сетка выпускных отверстий 30,5х10,5 м. Скреперный штрек сечением в свету 3x3 м и наклонные выпускные выработки, расположенные попарно, закреплены бетоном. Бурение в подготовительно-нарезных выработках и в подсечной траншее — самоходными машинами.
Сочетание огромной мощности залежи с небольшой глубиной разработки, редкое для подземного способа, позволяет при умеренном давлении обрушенной массы подсекать массив на большую ширину (100-400 м), достаточную для самообрушения даже сравнительно устойчивых руд.
За ходом самообрушения наблюдают из штреков, расположенных на уровне верха подсечки.
Особенности варианта этажного самообрушения с выемкой блоками (рис. XIII.24), Поперечные размеры блока принимаются от 30-40 м при слабых рудах и высоком горном давлении до 50-60 м при иных условиях.
По углам блока проходят отсечные восстающие (в плане контур обрушения получается кругообразным, поэтому именно по углам особенно важно ослабить связь блока с окружающим массивом), а из них нарезают подэтажные отсечные выработки или бурят пучки взрывных скважин по периметру блока.
На расстоянии 8-12 м от углов блока проходят смотровые восстающие и из них нарезают смотровые ходки для наблюдения за ходом обрушения.
При подсечке блока шпуры или скважины взрывают по участкам блока от лежачего бока к висячему, чтобы не обрушить преждевременно висячий бок, и от центра к краям по простиранию.
Если соседний блок заполнен отбитой рудой, то в направлении по простиранию подсечку ведут в отступающем порядке, с тем, чтобы улучшить дробление руды и не вызвать опережающего обрушения ее и затем прорыва пустых пород вблизи массива. В блоке, граничащем с обрушенными вмещающими породами, подсечку подвигают от массива к обрушению, чтобы в блок не прорвались обрушенные пустые породы.
Технико-экономическая характеристика и сравнительная оценка этажного самообрушения. Производительность блока (панели), средняя за период очистных работ, 10000-40000 т/мес, производительность труда забойного рабочего 50-90 т/смену, потери руды 12-25 %, разубоживание 12-25 %, расход подготовительно-нарезных выработок 7-10 м/1000 г или при оконтуривании обрушения скважинами 1,5-3 м/1000 т.
По сравнению с другими системами этого класса преимущество состоит в самообрушении руды. Значение этого преимущества снижается по мере совершенствования скважинной отбойки. Вместе с тем управление обрушением в части контуров и кусковатости менее надежно, отсюда ниже извлечение руды, больше работ по вторичному дроблению.
Этажное самообрушение в России применяли лишь в пятидесятых-шестидесятых годах в варианте с выемкой блоками. В мировой практике оно применяется на рудниках США, Канады, ФРГ, Чили, ЮАР (основная система разработки кимберлитовых трубок на алмазных рудниках) и других стран, причем последнее время преимущественно в варианте со сплошной выемкой. Во всех исследовательских проработках вопросов подземной добычи руд с использованием ядерных взрывов предусматривается как бы этажное самообрушение (в варианте без отсечных выработок) нарушенного взрывом массива.