Системы подэтажного обрушения

Системы подэтажного обрушения получили значительное развитие в 60-е г.г. в связи с положительными результатами промышленного внедрения принципиально нового метода отбойки руды «в зажиме». В настоящее время подэтажное обрушение имеет широкое распространение в мировой и отечественной горнорудной практике. Подэтажное обрушение принимают в двух основных вариантах: с донным выпуском и торцовым. Последний имеет существенное преимущество: нет надобности в образовании выработок для приема, выпуска и погрузки руды. Все это осуществляют через торец одной выработки, часто называемой буродоставочной (штрек, орт).

Сущность подэтажного обрушения заключается в том, что этаж по высоте разделяют на подэтажи (см. рис. 2.5), которые по ширине делят на панели. Вмещающие породы не поддерживают, они произвольно обрушаются вслед за подвиганием очистного забоя. Выпуск руды производят под налегающими обрушенными породами, с которыми она имеет два-три контакта, что обусловливает основные потери и разубоживание руды. Условия применения включают неустойчивость вмещающих пород, склонность их к обрушению. Руда бедная, средней устойчивости и ниже, земная поверхность должна допускать деформации и обрушения, в противном случае возможны повреждения и разрушения промышленных и гражданских строений.

Рис. 2.5. Схема подэтажного обрушения: 1- панели; 2-подэтажи

Далее в работе приводится вариант подэтажного обрушения с торцовым выпуском.

Подэтажное обрушение с торцовым выпуском руды имеет существенные достоинства. К ним, в частности, относят сплошную выемку руды без оставления целиков, простоту конструкции системы, достаточно высокую производительность труда. Существенные недостатки связаны с обрушением вмещающих пород и выпуском руды в условиях зажатой среды: потери и разубоживание достигают 12…16 %, повышаются материальные и энергетические затраты при погрузке уплотненной рудной массы.

За выпуском руды ведут тщательный контроль и прекращают его, когда в 3-4 контрольных пробах устанавливают предельное разубоживание, при этом часть отбитой руды неизбежно остается в выработанном пространстве, образуя потери.

Выпуск руды через торец буродоставочной выработки протекает относительно нормально, если коэффициент разрыхления руды не менее 1,35…1,40. Для достижения этого существуют различные приемы: очистному забою придают наклон в сторону зажимающего материала, буродоставочную выработку проходят завышенного сечения (15…20 м²), руду отбивают за один прием не более чем в 2…3 слоя.

По шведской горной практике (Кируна) хорошее качество дробления руды обеспечивают ромбовидные панели с параллельно-веерным расположением скважин (рис. 2.6).

Параметры системы следующие. Длина блока определяется рациональной дальностью доставки руды и равна 100…300 м; при выемке вкрест простирания длина блока равна горизонтальной мощности рудного тела. Ширину блока принимают равной 30…60 м. Высота блока составляет 60…80 м; высота подэтажа

обусловливается принятым буровым оборудованием и равна 10…20 м. Ширину панели принимают равной 10…15 м.

Рис. 2.6. Параллельно-веерное расположение скважин в ромбовидной панели

Подготовка блока при выемке по простиранию (рис. 2.7) включает проходку откаточного штрека, орта, пальцевого рудоспуска, блокового восстающего и спирального съезда с заездами на подэтажи. Нарезные работы состоят из проведения подэтажных буродоставочных штреков, вентиляционно-ходовых сбоек, разгрузочных камер. Проходку выработок выполняют комплексом самоходных машин, обеспечивающих высокие темпы и производительность труда. Удельный объем подготовительно-нарезных работ составляет 30…50 м³/1000 т руды.

Очистные работы в панели организованы по циклу. Скважины бурят диаметром 50…80 мм самоходными буровыми установками.

Доставляют руду в пальцевые рудоспуски ПТМ ковшового типа. При недостаточно устойчивой руде кровлю буродоставочного штрека крепят короткой анкерной крепью.

В практике известны примеры (Хрустальненский ГОК) доставки руды виброкомплексами, состоящими из вибропитателя, секционного виброконвейера и тягового устройства для перемещения виброкомплекса по мере подвигания очистного забоя. В этом случае длина блока принимается равной длине виброкомплекса, для бурения скважин в 5…7 м над доставочным горизонтом проходят буровые выработки.

Трудности очистной выемки при рассматриваемом варианте системы на основе применения самоходных машин с дизельным приводом связаны с подачей свежего воздуха в очистные забои. Вентиляцию осуществляют вентиляторами местного проветривания по трубам диаметром 600…800 мм. Свежий воздух поступает на подэтажи из блокового восстающего. С точки зрения улучшения состояния рудничной атмосферы перспективными являются самоходные машины с электрическим приводом.

Подэтажное обрушение имеет множество вариантов, в том числе и с применением переносного оборудования (скреперных лебедок, телескопных перфораторов тяжелого типа, колонковых буровых станков, виброкомплексов) и применяется, кроме разработки рудных залежей, при отработке межкамерных целиков, целиков днищ и т. д.