» » Выемка целиком с обрушением руды и вмещающих пород

Выемка целиком с обрушением руды и вмещающих пород

10.08.2016

С обрушением руды и вмещающих пород вынимают целики при открытых, замагазинированных и обрушенных камерах.
Эти методы по условиям применения имеют те же ограничения, что и системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород: допустимость обрушения земной поверхности, пожаробезопасность, неслеживаемость и умеренная ценность руд.
Выемка целиков при открытых камерах это — выемка целиков с обрушением руды и вмещающих пород, которая осуществляется после камерной системы разработки и заключается в том, что в открытые камеры обрушают одним взрывом, обычно с помощью скважин, один или несколько соседних междукамерных целиков вместе с поддерживаемым или междуэтажным целиками (либо только междукамерные целики, если нет междуэтажного, или только междуэтажный целик, если нет междукамерного), после чего выпускают руду под налегающими обрушенными породами.
Этот метод также называют обрушением целиков при открытых камерах.
Целики вынимают этажным обрушением с отбойкой скважинами (рис. XV.1). Система разработки блока в целом приближается к этажному принудительному обрушению с вертикальными компенсационными камерами. Разница лишь в том, что подчиняют конструкцию очистного блока преимущественно задаче отработки камер, поэтому принимают максимальные размеры камер и минимальные размеры целиков по условию устойчивости. (Тогда как при этажном принудительном обрушении вынимают камерами минимально необходимой компенсационный объем и строят конструкцию очистного блока таким образом, чтобы наиболее эффективной была стадия массового обрушения).
Скважинную отбойку в целиках применяют как этажную, так и подэтажную. При этажной отбойке скважины имеют увеличенный диаметр, основные ее достоинства в данном случае: не требуется проходить в целиках подэтажные орты, что позволяет уменьшить ширину целиков; повышает их устойчивость, улучшается дробление руды взрывом; уменьшается число скважин, что повышает надежность взрыва.
Основание вышележащего блока обычно разбуривают скважинами уменьшенного диаметра из бывших добычных выработок.
Выемка целиком с обрушением руды и вмещающих пород

Минная отбойка в целиках как основной способ встречается редко. При минной отбойке заряды размещают в карманах с последующей забутовкой. Применять минную отбойку без карманов и забутовки нецелесообразно, так как, если ограничиться на подэтаже одним минным ортом, заряды могут сработать лишь в какую-либо одну сторону, а при двух минных ортах потребовалось бы значительно увеличить ширину целика.
Образование выпускных выработок под целиками осуществляют таким же образом, как и под обрушаемой частью блока при системе этажного принудительного обрушения с компенсационными камерами. Скважины или шпуры для образования выпускных воронок взрывают мгновенно, а скважины в целиках — с коротким замедлением по комплектам.
Все работы в подлежащих обрушению целиках — подготовительно-нарезные и бурение скважин из расположенных в целиках выработок, — должны быть произведены до окончания выемки камеры (ЕПБ), после окончания выемки камер можно производить только бурение скважин из выработок, расположенных вне целика, и заряжание скважин.
Обрушенная из целиков руда заполняет лишь часть блока по высоте, и навал руды может иметь различную толщину над различными выпускными отверстиями. В крутых залежах обрушенные породы, заполняющие вышележащий этаж, в момент посадки междуэтажного целика падают вместе с рудой, частично перемешиваясь с ней, и глубоко проникают в блок у висячего бока.
Расположение обрушенной из целиков руды исследовалось (в МГИ под руководством автора) моделированием действия взрыва в эквивалентных материалах. Установлено, что при недостаточно крутом падении значительная часть (40-50 %) руды задерживается на лежачем боку на высоте приблизительно 2/3 высоты блока. В связи с тем, что руда при падении засоряется налегающими породами и неравномерно распределяется по простиранию залежи, возникают дополнительные потери и разубоживание руды, суммарно равные 10-15% запаса целика. К этому следует добавить около 10 % за счет того, что в обрушаемом междуэтажном целике имеются выпускные выработки, которые уже заполнены пустой породой при отработке вышележащего этажа. В итоге потери и разубоживание обрушенной из целиков руды при угле падения залежи 60-70° составляет в средних условиях суммарно 504-70 % (или 30-40 % по отношению к запасу блока).
Остановимся на порядке обрушения целиков. В первую очередь взрывают заряды в целиках, расположенных между открытыми камерами.
В отношении оставшихся целиков — междуэтажного и крайнего (контактирующего с обрушением) междукамерного — следует исходить из того, что руда расположится лучше, если сначала обрушить междукамерный целик. Междуэтажный целик взрывают в первую очередь тогда, когда запас его намного больше.
При выпуске руды обрушенные пустые породы могут проникнуть в блок со стороны соседнего отработанного блока. Одной из защитных мер является отставание в выпуске через крайние отверстия для создания защитного барьера из отбитой руды. Ho если обрушенные породы более текучи, чем отбитая руда, то они проникают через нее. В таких случаях защитный барьер можно создавать из массива руды за счет неполного обрушения по высоте крайнего вертикального целика. Оставшуюся нижнюю часть целика взрывают по окончании выпуска основной массы руды.
При недостаточно крутом падении залежи необходимо устраивать промежуточные горизонты выпуска или подрабатывать треугольник пород лежачего бока.
Имеет значение число обрушаемых за один прием соседних целиков. При увеличении его уменьшается число боковых контактов руды с обрушенными породами; но удлиняется срок стояния целиков, они растрескиваются и в результате увеличивается выход крупных кусков; возрастают «омертвленные» временно средства, затраченные на подготовку целиков; увеличивается сейсмическое действие взрыва.
С учетом сказанного обрушать за один прием до четырех-пяти целиков имеет смысл при следующих условиях: большая текучесть обрушенных пород, что усиливает влияние бокового контакта с ними; высокая прочность руды при длительном стоянии; отсутствие жестких ограничений величины взрыва по условиям сейсмики.
При менее устойчивой руде и уплотняющихся обрушенных породах лучше обрушать за один прием один-два целика.
Условия применения обрушения целиков при открытых камерах примерно те же, что и для систем этажного принудительного обрушения. Что касается разграничения областей применения камерной системы с этажным обрушением целиков, с одной стороны, и системы этажного принудительного обрушения с компенсационными камерами — с другой, то выбор между ними сводится, по существу, к выбору относительного объема камер, точнее, к выбору между максимально возможной и минимально необходимой его величинами. Поскольку методы отбойки и доставки руды в камерах и целиках в основном одинаковы, то относительный объем камер в технически возможных пределах следует выбирать с точки зрения потерь и разубоживания руды, которые происходят главным образом при выпуске из целиков. Камерами обеспечивается надежная выемка руды с минимальными потерями и разубоживанием руды, что имеет решающее значение при неблагоприятных условиях для выпуска руды под обрушенными породами. В то же время при больших камерах обрушенная из целиков руда уже в момент обрушения засоряется налегающими породами и неравномерно распределяется и по площади блока, что снижает извлечение ее при выпуске. С этих позиций и следует подходить к сравнительной оценке рассматриваемых систем в различных условиях.
В очень мощных залежах камерный запас не превышает 30-40 % объема блока, поэтому различие между камерной системой с этажным обрушением целиков и системой этажного принудительного обрушения становится незначительным. При средней мощности залежей и устойчивых породах камерный запас может быть увеличен до 70-80 % и более в обособленных залежах. Эту возможность следует реализовать, т. е. извлечь камерной системой основную часть блока с минимальными потерями и разубоживанием. В остальных случаях в пользу увеличения камер говорит наличие неблагоприятных условий для выпуска руды под налегающими обрушенными породами — таких, как слеживаемость руд, текучие налегающие породы, недостаточно крутое падение залежи и т, п.
Выемка целиков при замагазинированных камерах это — выемка целиков с обрушением руды и вмещающих пород, которая осуществляется при камерной системе разработки после заполнения камер отбитой рудой и отличается тем, что руду, замагазинированную в камерах и обрушенную из целиков, выпускают одновременно под обрушенными налегающими породами.
Этот метод выемки целиков называют также обрушением целиков при замагазинированных камерах. Применяется он редко, в основном при неустойчивых боковых породах, что не позволяет оставлять камеры открытыми во избежание обрушения боков.
Выемка целиком с обрушением руды и вмещающих пород

Выемка целиков при обрушенных камерах. Так называется выемка целиков с обрушением руды и вмещающих пород, которая осуществляется после камерной системы разработки и заключается в том, что сперва в открытые камеры обрушают взрывом руду из потолочин, затем по мере выпуска этой руды происходит заполнение камер обрушенными вмещающими породами, а после этого вынимают междукамерные целики подэтажным обрушением или реже этажным обрушением, т, е, взрывают их на полную высоту скважинами в зажиме и выпускают руду под налегающими обрушенными породами (рис. XV.2).
Потолочину обрушают скважинами или сосредоточенными зарядами, обычно вместе с основанием вышележащего блока. Для верхнего комплекта скважин уменьшают л.н.с. приблизительно в 1,5 раза, так как на междуэтажный целик налегают обрушенные породы, в которые переходит (и бесполезно теряется) часть энергии взрывной волны.
Взорванную руду выпускают под обрушенными породами через выработки камер. Более половины этой руды теряется, так как при обрушении она частично смешивается с падающей вместе с ней породой, а при выпуске задерживается на лежачем боку месторождения.
По окончании выпуска погашают междукамерные целики подэтажным или этажным обрушением, В целиках обычной ширины (приблизительно до 15 м) руду отбивают штанговыми скважинами (см. рис. XV.2), при большей ширине бурят скважины погружными пневмоударниками. Потери руды составляют 30-40 %, целики погашают в 2 раза медленнее, чем камеры, что снижает интенсивность отработки месторождения и деконцентрирует горные работы.
Выемка целиков при обрушенных камерах широко применена в Кривбассе в мощных залежах руд средней крепости, в частности, на шахте им. Ленина при глубине разработки около 900 м в залежах мощностью 15-30 м с углом падения 50-70° и рудами с коэффициентом крепости 7. В междукамерном целике образовывают вертикальную щель, после чего взрывают его вертикальными веерами скважин. Потери руды из целиков около 35% (по блоку 18,5%), засорение руды 8-15%.
Подэтажное обрушение целиков следует применять при слеживаемости руд, а также при следующих условиях:
1) недостаточно крутое падение залежи под углом 45-70°. При более крутом падении дополнительные полевые воронки не были бы нужны и в случае этажного обрушения целиков. При наклонном же падении для заполнения камеры породами потребовалось бы принудительное обрушение висячего бока, что далеко не всегда возможно при наличии междукамерных целиков; 2) мощность залежи приблизительно не менее 20 м, так как при меньшей мощности можно обойтись без дополнительных воронок и при этажном обрушении целиков.
Производительность труда забойных рабочих и интенсивность отработки междукамерных целиков подэтажным обрушением приблизительно в 1,5 раза ниже, чем при аналогичном варианте подэтажного обрушения блоков. Потери руды из потолочин составляют 50-70%, из междукамерных целиков — около 30%. Экономическое сравнение с обрушением целиков при открытых камерах можно производить по величине дохода из условия (XI.3).
Технико-экономическая характеристика и сравнительная оценка выемки целиков с обрушением руды и вмещающих пород. Показатели производительности труда и производительности блока при обрушении целиков в большинстве случаев приблизительно такие же, как при соответствующих системах разработки блока: камерной, этажного принудительного обрушения или подэтажиого обрушения. Ухудшаются эти показатели при обрушении целиков крупными кусками, а также при высоких потерях руды, снижающих выход рудной массы. Потери и разубоживание руды из целиков составляют в сумме 50-90 %, а по отношению к запасу блока — 30-50 %.