» » Столбовая система разработки с обрушением

Столбовая система разработки с обрушением

08.08.2016

Столбовой системой разработки с обрушением называют применяемую в маломощных пологих и наклонных залежах систему разработки с искусственным поддержанием очистного пространства, при которой вынимают руду одним слоем, рабочее пространство у забоя поддерживают крепью, по мере выемки руды крепь передвигают вслед за забоем (или извлекают, а у забоя ставят тогда новую крепь), вызывая этим обрушение кровли позади крепи (см. рис. XIV.7).
Налегающие породы должны быть неустойчивыми или средней устойчивости.
Шахтное поле (рис. XIV.8) разделяют штреками на прямоугольные блоки, называемые иногда столбами, откуда b происходит наименование этой системы разработки. (Лишь в отдельных случаях при небольшой площади залежи применяют сплошную выемку, т. е. вынимают запас шахтного поля как бы одним столбом).
Столбовая система разработки с обрушением

Блок отрабатывают обратным ходом по длине. Кровлю у забоя поддерживают гидравлической передвижной крепью щитового типа либо индивидуальной металлической или, реже, деревянной крепm.. По мере выемки механизированную крепь передвигают вслед за забоем, а индивидуальную извлекают. При мощности залежи до 1,5-2 ми средней устойчивости кровли обрушают взрывными скважинами нижний слой кровли толщиной 3-4 м из расчета заполнения обрушенными породами всего образовавшегося пространства.
Столбовая система с обрушением особенно широко применяется на марганцевых и калийных рудниках, встречается на рудниках цветных металлов и при разработке пластовых залежей железных руд во Франции (Лотарингия) и ФРГ. Применение ее на марганцевых и калийных рудниках освещено в отдельных параграфах.
Параметры. Для сокращения подготовительных работ размеры блоков должны быть максимальными. Однако они ограничиваются по условию достаточно интенсивной отработки блока, чтобы не развивалось большое горное давление и обеспечивалась требуемая производительность шахты. Ширина блоков, кроме того, ограничивается с точки зрения производительности доставки руды и составляет от 20-40 до 60-80 м при двусторонней выемке блока и до 100-120 м на калийных шахтах. Длина столба на калийных шахтах 1200-1500 м, на марганцевых 300-750 м и на металлических рудниках 50-100 м.
Подготовка. Шахтное поле в горизонтальных залежах (см. рис. XIV.8) подготавливают основным, панельным и выемочными штреками (панельная подготовка), а при относительно небольшой ширине залежи — основным и выемочным штреками (беспанельная подготовка). Основные и панельные штреки чаще парные (см. рис. XIV.7) или вообще групповые, причем один из группы — вентиляционный — служит для отвода загрязненного воздуха.
Выемочные штреки обычно одинарные.
В пологих (но не горизонтальных) и наклонных месторождениях столбы располагают в основном длиной по падению, поэтому выемочные штреки заменяют наклонными восстающими.
Очистная выемка. Соседние столбы отрабатывают с опережением не менее 10-15 м для снижения горного давления. Вынимают руду забоем — лавой или заходками (см. рис. XIV.7).
При выемке заходками ширина их составляет 2,5-6 м, в зависимости от устойчивости кровли. Мягкие руды отбивают с помощью комбайнов или шпурами с бурением электро- или пневмосверлами, а при более крепкой руде — пневматическими перфораторами. Доставляют руду обычно конвейерами, ленточными или скребковыми, при шпуровой отбойке погружают руду на конвейер погрузочной машиной.
По мере выемки заходку закрепляют металлическими или деревянными рамами с затяжкой кровли, иногда со штанговым креплением кровли (рудники Лотарингии).
В отработанных заходках производят посадку кровли. Для этого извлекают стойки с помощью каната и лебедки или разрушают деревянную крепь взрывом, высверливая в стоиках отверстия и закладывая в них по полпатрона ВВ.
На венгерском бокситовом руднике «Кинчетбанья» применяют оригинальный вариант (по материалам М.Л. Жигалова). Рудное тело имеет мощность от 1,5 до 20-30 м, обычно 7-8 м; угол падения 10-15°. Руды богатые, преимущественно мягкие, но с пропластками крепкого доломита. Кровля — доломиты и известняки. Столбы располагают по восстанию, длина 150-300 м, ширина 80-ь 100 м. Выемка — двусторонняя от наклонного восстающего заходками — штреками сечением 4,2x3,2 м, пройденными у почвы залежи, с оставлением 3-метровых междуштрековых целиков. Выше штреков остается часть рудного тела толщиной обычно 4-5 м. Штреки закрепляют рамами из гидравлических стоек и шарнирно-соединенных перекладов, изготовленных из легких сплавов на алюминиевой основе. Руду в кровле и боках штрека разбуривают веерами шпуров и обрушают обратным ходом, извлекая предварительно крепь. Кровля обрушается с отставанием на 5—8 м, и, таким образом, отбитая руда размещается под необрушенной частью кровли. Убирают эту руду погрузочно-доставочными машинами с дистанционным управлением, которое осуществляют из закрепленной части выработки. Используют пневматические машины бункерные типа «Каво-310» и мощные дизель-электрические ковшовые. Отвозят руду в наклонный восстающий, по которому скреперной установкой мощностью 100 кВт доставляют до этажного штрека, оборудованного ленточным конвейером. Производительность труда забойного рабочего 25 т/смену и более. Участки залежи с увеличенной мощностью отрабатывают слоями высотой 6-8 м, начиная с верхнего слоя. Каждый слой вынимают так, как сказано выше. После выемки столба приостанавливают работы на участке на 0,5 года, за это время породы обрушенной кровли уплотняются до состояния массива.
Выемка лавами производительнее, но требует более устойчивой кровли. На границе столба проходят разрезной штрек, из которого открывают лаву. Методы отбойки и доставки руды в лавах примерно такие же, как и при выемке заходками.
При взрывной отбойке в лавах у забоя оставляют как бы «буфер» из взорванной массы во избежание разлета кусков, что затруднило бы доставку руды, повысило ее потери и вызвало бы повреждение крепи. Для создания этого «буфера» применяют переносные щиты из металлических стержней или барьеры из деревянных брусьев, либо доставляют руду с противоположной стороны от навала.
При скреперной доставке используют многосекционные скреперы.
Крепь металлическая. При механической отбойке используют механизированные щитовые комплексы (с гидрофицированной крепью при необходимости в плавной посадке кровли).
При взрывной отбойке также внедряют комплексы; в комплекс входят бурильная машина, погрузочные средства, конвейер, крепь, щит для предохранения крепи от ударов взорванной рудой. Такой комплекс создай, в частности, на золотых рудниках ЮАР. Бурильную машину монтируют на конвейере, руду подвижным лемехом погружают на цепной конвейер длиной 40 м, состоящий из 1,5-метровых секций — рештаков. Приводы лемеха и конвейера — гидравлические для уменьшения габаритов приводных головок в связи с малым свободным местом на концах забоя, Масло в эти приводы подает насос с электродвигателем мощностью 30 кВт. Конвейер и податливую крепь с секционным щитом передвигают гидродомкратами.
При выдержанной мощности и длине лавы порядка 30 м иногда применяют отбойку скважинам», выбуриваемыми параллельно забою лавы (трест «Чиатурмарганец»—в порядке эксперимента; рудники «Конрад», ПНР, «Уайт—Пайн», США).
Проветривание при наличии парных штреков осуществляется сквозной струей (см. рис. XIV.7), а при одинарных штреках воздух подают в забой вентиляторами по трубам.
Охрана труда. He допускается отставание крепи от забоя больше определенной величины, зависящей от устойчивости кровли (при слабой кровле — 1,3 м). При извлечении крепи могут находиться в заходке только рабочие-посадчики. В случае задержки обрушения кровли нельзя работать в смежном забое до проведения обрушения.
Технико-экономическая характеристика и сравнительная оценка. При мягких рудах и механической отбойке обеспечивается высокий уровень механизации работ, производительность столба достигает 25 тыс, т/мес, производительность труда забойного рабочего — 75-85 т/смену. При крепкой руде и буровзрывной отбойке производительность столба 6-10 тыс. т/мес, производительность труда забойного рабочего 12-25 т/смену. Потери руды 7-20%, разубоживание от 2-5 до 20%,
По сравнению со сплошной и камерно-столбовой системами снижаются потери руды, но возникают дополнительные затраты на крепь. Против однослойной выемки с закладкой затраты меньше, но обрушаются налегающие породы.