» » Общая характеристика систем поэтажного обрушения

Общая характеристика систем поэтажного обрушения

08.08.2016

Блок делят на подэтажи (рис. XIII.25), каждый из которых имеет свой горизонт выпуска руды. Это — главная особенность. Подэтажи могут (но не обязательно) быть разделены в плане параллельными вертикальными плоскостями на панели, а панели по длине — на секции. Отрабатывают подэтажи в нисходящем порядке. В каждом подэтаже (или панели, секции) отбивают руду скважинами и выпускают под обрушенными породами.
Условия применения подэтажного обрушения. Устойчивость и крепость руды и вмещающих пород могут быть любыми, так же как и угол падения залежи. Мощность залежи в случае крутого падения должна быть не менее 3-5 м во избежание чрезмерного разубоживания руды слабыми боковыми породами и не менее 10-20 м при пологом падении, так как иначе незачем делить блок на подэтажи. Ценность руды должна быть умеренной. Обрушение земной поверхности должно допускаться. Руда не должна возгораться.
Общая характеристика систем поэтажного обрушения

В виде исключения допустима слабая возгораемость при обязательном профилактическом заиливании обрушенного пространства. Таким образом, технически подходит широкий диапазон условий. Ho применяют подэтажное обрушение преимущественно тогда, когда нецелесообразно вести этажное обрушение. В связи с этим добавляется одно из следующих условий:
1) неустойчивые руды и большое горное давление, так как при подэтажном обрушении сокращается срок поддержания выработок для выпуска и доставки руды;
2) слеживающаяся руда;
3) чередование крепких руд с легкообрушающимися и т. п.;
4) крупные включения пустых пород или некондиционных руд, которые при подэтажном обрушении могут быть ограничены подэтажом, панелью или секцией и оставлены в недрах;
5) наличие в блоке двух (или нескольких) сортов руды, которые при подэтажном обрушении могут быть выданы раздельно;
6) мощность рудного тела не выше средней при недостаточном угле падения;
7) неправильные контакты залежи при ограниченной мощности, так как подэтажное обрушение позволяет более точно совмещать выемочные контуры с рудными.
Удельное значение подэтажного обрушения на подземных рудниках России составляет 18%. Наиболее широко применяют его в Кривбассе (удельное значение около 80%) при разработке мощных и средней крепости руд. За рубежом подэтажное обрушение особенно распространено в Канаде, США, странах Скандинавии.
История развития. Первоначально применяли высоту подэтажа около 5 м, шпуровую отбойку, принудительную доставку руды в очистном пространстве. На почве подэтажа укладывали деревянный настил, под защитой которого вынимали следующий подэтаж. Однако настил мог внезапно обрушиться при доставке руды. Поэтому на смену пришли варианты с самотечной доставкой руды в очистном пространстве, при которых все работы выполняются из подготовительно-нарезных выработок.
Подэтажное обрушение с донным выпуском появилось в сороковых годах в Кривбассе на базе внедрения скважинной отбойки. Высоту подэтажа увеличили до 10-15 м (а затем и более), при этом деревянный настил не мог сохранить сплошность. Продолжаются попытки внедрить гибкое металлическое перекрытие (сетка с ячейками размером порядка 20x20 мм из проволоки диаметром 2 мм или полосового железа 40x4 мм), однако имеющиеся конструкции сохраняют сплошность лишь при высоте подэтажа до 7-10 м. Поэтому никаких настилов и перекрытий в подавляющем большинстве случаев не применяют.
Параллельно возникло подэтажное обрушение с торцевым выпуском руды. Высота подэтажа первоначально при шпуровой отбойке составляла около 5 м, в последующем ее увеличили до 8-10 м, что также заставило отказаться от настила, а в шестидесятых годах нa базе скважинной отбойки в зажиме на ряде рудников увеличили подэтаж до 20-40 м. Торцевой выпуск при подэтажном обрушении начинает вытеснять донный.
Каждый из современных вариантов подэтажного обрушения воспроизводит какую-либо разновидность этажного обрушения, но с той разницей, что комплекс нарезных и очистных работ завершается отработкой подэтажа или части подэтажа.
Определение оптимальных параметров подэтажного обрушения. Если в проектируемом этаже доминирует подэтажное обрушение, причем в каком-либо одном варианте, то сначала находят оптимальное значение высоты подэтажа Нпод, а затем выбирают высоту этажа Hэ из величин, кратных Нпод. Если же задана (в связи с осуществленным вскрытием этажа или как наиболее выгодная при другой системе разработки, применяемой в существенном объеме), то выбирают Hпод из возможных значений, на которые Hэ делится без остатка.
Оптимизацию высоты этажа производят по условию у = Eнk+c→min, при этом учитывают, с одной стороны, затраты на проходку этажных выработок (в k и с), а с другой — затраты на поддержание утих выработок и восстающих.
Высоту подэтажа оптимизируют по условию y = c+yпр→min вводя в расчет: затраты на проходку подэтажных и выпускных выработок; затраты на поддержание этих выработок; затраты на отбойку (если они зависят от глубины скважин); ущерб от потерь и разубоживания руды за счет неточной отбойки по контактам залежи; ущерб от потерь и разубоживания руды при выпуске.
Технико-экономическая характеристика и сравнительная оценка. По сравнению с этажным подэтажное обрушение может быть применено в более сложных горнотехнических условиях. Ho производительность блока и производительность труда могут быть несколько (на 10-30%) ниже в связи с увеличенным объемом подготовительно-нарезных работ. В части потерь и разубоживания руды при относительно благоприятных условиях лучшие показатели дает этажное обрушение, а в других случаях — подэтажное.
Экономическое сравнение подэтажного обрушения с системами других классов производится по величине дохода из условия (XI.3), а с системами этажного обрушения — по доходу или по минимальным затратам (XI.4).