» » Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой

Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой

08.08.2016

Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой или, в полном наименовании, система разработки нисходящей слоевой выемкой с твердеющей закладкой это — система разработки с искусственным поддержанием очистного пространства, при которой блок отрабатывают горизонтальными (слабонаклонными) слоями, начиная с верхнего; каждый слой вынимают под искусственной кровлей из затвердевшего закладочного массива и заполняют твердеющей по мере отработки (рис. XIV.6).
Эта система разработки предназначена для выемки неустойчивых ценных руд, особенно при высокой возгораемости руд или при необходимости поддержания земной поверхности. Крутые залежи могут быть любой мощности, пологие должны иметь мощность не ниже средней (для деления на слои по вертикали). Вмещающие породы могут быть любой устойчивости.
Отрабатывают слой обычно заходками, которые проходят из ортов (штреков), нарезанных по границам блока.
Высота первого слоя 3-8,5 м, следующих слоев от 3-3,5 до 7-8 м. При высоте более 3 м должны применяться кровле-оборочные машины.
Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой

Ширина заходок от 3,5-4 до 8-10 м, в зависимости от устойчивости закладочного массива. Для эффективной отбойки и использования самоходного оборудования желательно так подбирать состав закладочной смеси, чтобы можно было иметь ширину заходок 6-8 м. Наклон заходок — 3-10° — должен превышать угол растекания закладочной смеси. Заходки в смежных слоях смещают по отношению друг к другу, чтобы затвердевший материал не обрушался при его подработке.
Длина заходок — до 50-70 м при доставке руды пневматическими ПДМ и до 90 м при дизельных ПДМ.
Высота этажа 50-60 м, а в маломощных залежах — 35-40 м.
Заходки проводят с подъемом, а закладывают с противоположной стороны, т. е. под уклон, что обеспечивает заполнение их смесью под кровлю.
Отбивают руду шпурами. На бурении и доставке руды ис-пользуют преимущественно самоходное оборудование.
Закладочную смесь обычно подают по скважинам, пробуренным с вентиляционно-закладочного горизонта через закладочный массив. Закладывать заходку, особенно нижнюю ее часть высотой 1,5-2 м, следует по возможности без перерывов для получения монолитного закладочного массива. При очень ценных рудах перед закладкой целесообразно укладывать на почву пленку из синтетических материалов, чтобы исключить попадание рудной мелочи в закладку. Рядом с заложенной заходкой обычно можно начать работы через 5-7 сут, а снизу — не раньше чем через две недели.
На рудниках ГДР нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой применена как в обособленных пологих и наклонных залежах (заменив слоевое обрушение), так и в крутых тонких жилах.
В первом случае глубина разработки 300-400 м. Сечение заходок 4х4 м, их закрепляют деревом, неполными дверными окладами вразбежку. При выемке заходок применяют самоходные бурильные установки и погрузочно-доставочпьте машины — ковшовые дизельные с ковшом 1,5 M3 и пневматические типа «Каво-300». Закладка набирает прочность 3 МПа через 12 педель, разрешается работать рядом с закладкой при прочности не менее 1,5 МПа. Арматуру не применяют. Предполагают перейти не менее прочную закладку верхней части слоя высотой около 2 м.
В жилах работают на глубине около 1700 м, ширина заходок около 2 м. Закладочный материал тот же, что и на меньших глубинах.
На одном из рудников рассматриваемой системой разрабатывают на глубине около 150 м крутую залежь мощностью от 5 до 40 м, коэффициент крепости руды 10-18, твердеющую закладку применяли без арматуры (т. е, бетонную, а не железобетонную). Состав закладочной смеси: цемента 170 кг, песка 900 кг, воды 450 л в 1 м3 закладки. Прочность закладочного массива на сжатие через 7 дней превышает 1 MПa, через 28 дней — 3-3,5 МПа и достигает 4-5 МПа. Выемку ведут с помощью самоходного оборудования заходками сечением 4х4 м, закрепляют их неполными дверными окладами через 1-1,5 м. Эта крепь почти не имеет несущей способности и может лишь «сигнализировать» об опасности обрушения, Заходки во всех слоях расположены по простиранию залежи, по в каждом слое смещены по мощности по отношению к вышележащему слою. При невыполнении этого условия был случай выпадения бетона вышележащей заходки. Производительность труда на очистных работах около 7 м3/смену.
На глубинах 500-1000 м и более вести выемку без крепления заходок можно, как правило, либо при увеличенной прочности закладочных смесей и при образовании в нижней части слоя как бы железобетонной конструкции за счет укладки в заходке металлических элементов перед заполнением ее закладкой. Эти элементы могут быть подвешены к металлическим лежням вышележащего слоя. На почве (перед закладкой их) целесообразно укладывать металлическую сетку с ячейками 50X50 мм или 100 мм из проволоки толщиной 2-5 мм поверх лежней из рельсов или бревен; лежни прикрепляют к лежням вышележащего слоя тросами, которые могут выдержать тяжесть отслоившейся части закладочного массива толщиной примерно до 0,8 м.
Пока лишь на отдельных рудниках есть варианты с забоем—лавой и передвижной механизированной опалубкой из щитов или воздухонаполненпых оболочек.
При разработке небольших обособленных залежей руд средней крепости, применении легких ПДМ и площади блока 1000-1500 м2 производительность блока 7-10 тыс. т/мес; производительность труда забойного рабочего 30 т/смену; расход подготовительно-нарезных выработок 8-12 м/1000 т; потерн руды 3-5 %; разубоживание 8-10 %.
Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой применяется пока лишь на отдельных рудниках, но имеет большие перспективы в связи с увеличением глубины разработки и, в частности, в связи с предстоящим вовлечением в эксплуатацию богатых железных руд КМА, расположенных на глубине 500 м и более в виде очень мощных (до 400 м и более) залежей малоустойчивых руд иод обводненными породами.
Вариант нисходящей слоевой выемки с применением железобетонных перекрытий. Применен па французском руднике в крутых жилах мощностью 3-10 м; руда богатая, средней устойчивости. Боковые породы у контактов, в зонах шириной примерно по 1 м, слабые, а далее — устойчивые. При выемке жилы засорение руды боковыми породами должно быть сведено к минимуму.
Полная закладка слоев заменена железобетонными потолочинами в каждом слое. При толщине слоя 4,5 м толщина потолочины составляет 1,5 м, Несущая часть потолочины толщиной около 0,5 м представляет собой железобетонное перекрытие, армированное металлической сеткой. Сетка крепится анкерами длиной около 2,5 м к бокам очистного пространства.
Состав твердеющей смеси: песок 1150 кг/м3; щебень крупностью до 20 мм 1150 кг/м3, цемент 150 кг/м3, вода 7% по массе. Смесь полусухая, ее утрамбовывают вибрационным катком. Выше несущей части потолочины смесь не армируют и не утрамбовывают, назначение ее — смягчить удары и сотрясения от возможных падений отслоившихся со стенок кусков породы,
В рассматриваемом варианте состав смеси и параметры могут быть и другими, чем в приведенном примере.
Кровля должна иметь среднюю устойчивость, при которой верхний слой блока можно отработать без крепления. Это необходимо, чтобы уложить на почве слоя сплошную металлическую сетку и возвести сплошные по площади перекрытия. Кровля может быть закреплена штангами.
Вариант позволяет намного (в рассмотренном примере — в 3 раза) сократить объем закладочных работ против полной закладки. Пригоден для выемки крутых залежей малой и средней мощности, в которых бока залежи являются стенками блока.