» » Слоевое обрушение

Слоевое обрушение

08.08.2016

Слоевое обрушение или, в полном наименовании, система разработки слоевым обрушением это — система с искусственным поддержанием очистного пространства, при которой блок отрабатывают горизонтальными слоями в нисходящем порядке, а каждый слой вынимают под защитой искусственного перекрытия, возведенного при погашении вышележащего слоя и по мере выемки руды опускающегося под давлением обращающихся пород (рис. XIV. 12).
В системе слоевого обрушения можно выделить две разновидности: с креплением рамами или стойками; с гибким перекрытием.
Слоевое обрушение

Первая разновидность появилась давно, приемлема в широком диапазоне горно-геологических условий, но перестала отвечать современным требованиям технического прогресса. Другая разновидность — с гибким перекрытием — уже почти полвека находится в стадии опытнопромышленных испытаний. В принципе онa допускает высокий уровень механизации работ, но известные ее варианты приемлемы только в жестко ограниченных горнотехнических условиях, в том числе при отвесных стенках блока. В этих условиях она может быть противопоставлена нисходящей слоевой выемке с твердеющей закладкой, если не требуется сохранять земную поверхность. Гибкое перекрытие обойдется дешевле твердеющей закладки.
Варианты слоевого обрушения с креплением рамами или стойками. Блок разделяют по высоте на слои, что дает возможность отрабатывать месторождения с любым углом падения и любой большой мощностью.
Этажи погашают последовательно в нисходящем порядке. Этаж разделяют на блоки. Блок вынимают горизонтальными слоями, начиная с верхнего слоя (см. рис. XIV.12). Слои отрабатывают узкими полосами-заходками с креплением (крепь поддерживает настил, уложенный в заходках вышележащего слоя). В отработанных заходках укладывают на почве настил. Затем крепь обрушают или извлекают (если она металлическая). В результате над рудой образуется так называемый мат, т. е. толща из обрушенной крепи и настилов, накопившаяся при выемке вышележащих слоев руды. Процесс разрушения или извлечения крепи, сопровождающийся опусканием мата, называется посадкой мата. Налегающие породы опускаются и заполняют выработанное пространство над матом. Выемку второго и последующих слоев производят мод защитой мата.
От состояния мата зависят безопасность работ, потери и разубоживание руды. При деревянной крепи мат достаточной толщины (около 3 м) накапливается после погашения трех слоев.
Во избежание больших обнажений и разрыва мата руду отбивают шпурами глубиной 1-1,5 м. Доставляют руду преимущественно скреперными установками небольшой мощности.
Слабые вмещающие и покрывающие породы обрушаются сами. В слепых залежах с устойчивой кровлей часть пород обрушают принудительно, взрывая заряды в шпурах и скважинах после выемки верхнего слоя по всей площади намечаемого обрушения пород кровли.
Обычно слоевым обрушением отрабатывают неустойчивые руды. Устойчивость вмещающих пород малая или средняя. Угол падения залежи может быть любой. Мощность не менее 2-1,5 м при крутом падении во избежании заклинивания мата в выемочном пространстве и не менее 5-4 м при пологом падении по условию деления на слои. Должно допускаться обрушение земной поверхности. Благоприятствуют слоевому обрушению малая крепость руды, легкообрушающиеся породы висячего бока, крутое падение залежи. Слоевое обрушение применяют при добыче ценных руд цветных и редких металлов.
Высота этажа 50-60 м. Слон — горизонтальные (с целью применения самотечной доставки руды были попытки наклонного расположения слоев, но при этом ухудшалось качество настилов, не удавалось сохранять сплошность мата, затруднялись крепежные работы, крепь хуже противостояла горному давлению). Высота слоя составляет от 2,3 до 3,5 м, часто 3-3,2 м. В каждом слое проходят штрек (орт), из которого открывают заходки шириной 2,5-3,5 м.
Длина блока 30-50 м, ширина 12-30 м.
Очистная выемка включает отбойку (шпурами) и доставку руды, крепление заходок, укладку настила, посадку мата.
Забои проветриваются нагнетанием в забой свежего воздуха вентилятором по трубам.
При возгораемости руд обязательно применяют профилактическое заиливание обрушенных пород.
Охрана труда. Во время посадки мата разрушением крепи людям запрещается находиться в блоке. Если посадку производят извлечением (вытягиванием лебедкой за канат) крепи, то нельзя находиться в обрушаемой заходке и в соседней с ней.
В случае задержки обрушения налегающих пород запрещается работать в смежных заходках и в нижнем слое под пустотой до проведения обрушения.
Подрыв кровли разрешается производить только с электрическим способом инициирования зарядов или с применением детонирующего шнура.
Между работающей заходкой и обрушенным пространством должно находиться не менее одной и не более трех заходок, которые должны быть закреплены.
При выемке первого слоя должна быть создана над настилом породная подушка толщиной не менее 6 м, при необходимости ее образовывают взрыванием скважинных зарядов в кровле.
Варианты слоевого обрушения с гибким перекрытием.
В верхней части блока отрабатывают с креплением монтажный слой и на почве его сооружают перекрытие для нижележащих слоев (рис. XIV. 13).
Перекрытием может служить, например, крупная сетка из полосового железа (что требует ручного труда по монтажу), на нее из рулонов укладывают проволочную сетку.
На руднике «Принц Леопольд» (Конго) под стальные полосы подкладывают еще шарнирно соединенные в полосы металлические верхняки перпендикулярно забою лавы. Это повышает прочность гибкого перекрытия и позволяет отрабатывать под ним до пяти слоев без его замены.
Слоевое обрушение

Выемка руды наиболее эффективна траншеями под защитой гибкого перекрытия без крепления траншей (так называемая щитовая система разработки). Гибкое перекрытие оборудуют из нескольких слоев бревен с канатной обвязкой. Междутраншейные целики (выступы) взрывают шпурами из траншей. Затем под траншеями образовывают траншеи в очередном слое и в них выпускают руду из взорванных целиков вышележащего слоя. Потом разбуривают и взрывают целики данного слоя и т. д.
Варианты с гибким перекрытием приемлемы лишь для отработки блоков с вертикальными стенками.
Технико-экономическая характеристика и оценка. Слоевое обрушение применимо в сложных горнотехнических условиях, включая мощные залежи неустойчивых руд. Вместе с тем, несмотря на длительное применение и настойчивые попытки усовершенствования оно и сейчас, за редким исключением применяется примерно в том же виде, что и в тридцатых годах,— с переносным оборудованием, деревянной крепью, деревянным настилом, преимущественно с ручным трудом по креплению и устройству настилов. В этом виде в наиболее благоприятных для него условиях мощных залежей руд средней крепости оно дает производительность блока 1500-3000 т/мес, производительность труда забойного рабочего 8-15 т/смену, расход крепежного леса 0,03-0,05 м3/т, потери руды 24-5%, разубоживание 14-3%. Расход подготовительно-нарезных выработок в маломощных залежах 5-9 м/1000 т, в мощных — 2-4 м/1000 т. Слоевому обрушению свойственны невысокая производительность труда, большой объем ручного труда. Затруднено проветривание забоя.
Слоевое обрушение ранее было распространено, но с шестидесятых годов его применяют все реже; при неустойчивой руде заменяют его в основном нисходящей слоевой выемкой с твердеющей закладкой.