Системы подэтажного обрушения

По характеру контакта отбитой руды с обрушенными породами можно выделить две разновидности системы:

1. подэтажное обрушение с разделяющим перекрытием (матом),

2. подэтажное обрушение без перекрытия, когда пустые породы находятся в непосредственном контакте с рудой. В качестве разделяющего перекрытия применяют древесный мат, металлическую сетку.

Первая система по условиям применения и в конструктивном отношении имеет много общего со слоевым обрушением, вторая ближе к этажному обрушению. Поэтому условия применения этих разновидностей неодинаковы.

Варианты подэтажного обрушения отличаются:

по способу отбойки: мелкими шпурами, штанговыми шпурами, скважинами,

по способу выпуска руды: через дучки, на почву подэтажных выработок с торцовым выпуском),

по способу транспортирования: скреперованием, виброустановками, самоходным оборудованием;

Наиболее распространенными в настоящее время являются варианты с отбойкой глубокими скважинами.

Основные условия его применения: мощность залежи 15— 20 м и более, коэффициент крепости руды от 3 до 12, вмещающие породы любой устойчивости. Как и другие варианты, он неприемлем для выемки ценных руд вследствие значительных потерь и разубоживания руды.

Подготовка. Этаж высотой 60—80 м разбивают на два — четыре подэтажа. Максимальную высоту подэтажа 30—40 м принимают в достаточно устойчивых рудах и вмещающих породах, при очень крутом падении залежи. Длина блока 50—60 м.

На рис. 42 показан один из вариантов с отбойкой руды глубокими скважинами на горизонтальные компенсационные камеры.

На основном горизонте располагают полевой штрек 1 и орты 2, из которых через 8—12 м до верхнего подэтажа проходят рудоспуски 3 и вентиляционно-ходовые восстающие 4.

Подэтажные штреки по границам и в центре блока сбивают ортами 5. Центральный орт соединен с полевым блоковым восстающим 6.

Из подэтажных штреков через 5—5,5 м проходят дучки, а по границам блока — буровые восстающие 7. Подэтажные штреки и орты крепят обычно металлической арочной крепью, а сопряжения с дучками — станками из двутавровых балок.

Очистная выемка подэтажа заключается в подсечке, обрушении массива руды взрыванием глубоких скважин и последующем выпуске отбитой руды.

Подсечку осуществляют из дучки мелкими или штанговыми шпурами глубиной 3—8 м. Применяют также траншейную подсечку. В крепких рудах и при значительной высоте подэтаж подсекают последовательным взрыванием веерных комплектов штанговых шпуров из специальных подсечных выработок, расположенных над воронками. Руду из подсечки выпускают до уровня гребней воронок.

Скважины бурят станками вращательного или ударно-вращательного бурения одновременно с производством подсечки. Толщина обрушаемых слоев 3—5 м. При отработке нижнего подэтажа под буровые восстающие оборудуют рудоспуски.

 

Рис 42. Система подэтажного обрушения с отбойкой горизонтальными глубокими скважинами

Скважины взрывают с замедлением в слоях от 0,05 до 2 с. Для уменьшения потерь и разубоживания обрушенную руду выпускают из каждой пары дучек равными порциями. Особенно важно уменьшить число зависаний руды в дучках, что достигается установкой в них вибролент. Вибролента 1 (рис. 43, а) монтируется на срубовом основании 2 и удерживается двумя тросами диаметром 16 — 18 мм, прикрепленными к штанговой крепи 3. Вместо скреперования по подэтажному штреку доставку до рудоспуска можно осуществлять виброкомплексами КВВ-2 и КВВ-3.

При значительной высоте подэтажа для выпуска руды из дучек целесообразно применять вибропитатели 1, установленные в рудоспуске (рис. 43,6).

Рис. 43. Схемы выпуска и доставки руды до рудоспуска

Применение вариантов подэтажного обрушения без компенсационного пространства ( то есть взрывание зарядов «в зажиме») возможно в устойчивых рудах. В этом случае улучшается качество дробления руды. В недостаточно же устойчивых рудах отбойка в зажатой среде может вызвать нарушение массива руды и пройденных в них выработок. Поэтому требует в каждом отдельном случае проведения опытных работ.

Необходимое для размещения отбиваемой руды пространство создается вследствие уплотнения взрывом ранее обрушенной руды. Это уплотнение может произойти только под действием сильного взрыва, поэтому сетка скважин при взрывании в зажатой среде сгущается.

При взрывании в зажиме руду часто отбивают на почву подэтажных (доставочных) выработок. Вариант с торцовым выпуском руды показан на рис. 44, а.

Обуривание панели осуществляется веерными комплектами шпуров, располагаемых с наклоном 60—70°. Шпуры бурят с помощью самоходных бурильных установок. После взрывания одного-двух комплектов шпуров приступают к погрузке руды ПДМ, которые транспортируют руду от забоя по подэтажным выработкам до блокового рудоспуска. По сравнению с другими рассмотренный вариант подэтажного обрушения значительно проще. В нем отсутствуют дучки, подсечка, отрезка. Наличие неизрезанного выработками массива руды над подэтажными выработками позволяет проводить их без крепления.

На шведских железных рудниках, где применяется этот вариант, производительность труда одного рабочего составляет при очистной выемке 80—90 т/смену, а по руднику 20— 30 т/смену при потерях и разубоживании руды 10—15%.

При большой высоте этажа и отбойке руды скважинами диаметром 100—110 мм выше подэтажных доставочных выработок 1 (рис. 44,6) проводят буровую выработку 2, из которой обуривают панель. Целик (защитный козырек) 3 над доставочными выработками в этом случае обрушают скважинами небольшого диаметра или шпурами с некоторым отставанием от взрывания глубоких скважин.

Руду отбивают секциями толщиной 2—7 м на ранее обрушенные породы. При высоте подэтажа до 20 м шаг обрушения защитного козырька принимают равным толщине отбиваемого слоя; при большей высоте козырек обрушают в 2—3 приема. На погрузке и доставке руд применяют погрузочно-доставочные машины, которыми руда по штреку 4 доставляется к рудоспуску.

 

Рис. 44. Способ отработки панели с отбойкой руды «в зажиме» и выпуском на почву подэтажных выработок

В вариантах системы с торцовым выпуском руды потери и разубоживание зависят от глубины захвата а руды погрузочной машиной. Чем глубже внедряются захватывающие элементы машины в руду, тем равномернее оседает обрушенная руда и тем большие размеры имеет обрушенный слой. Поэтому перспективным при этих системах является выпуск с применением вибропитателей, конвейеров, имеющих возможность работать «под завалом», а также специальных щитов, на которые обрушают руду и под защитой которых ведут выпуск.

Схема проветривания забоев (рис. 44, г). Свежая струя из доставочного штрека 1 через подэтажный орт 2 и вентиляционную сбойку 3 поступает в буровой орт 4, а из него в вентиляционный штрек 5 и вентиляционный восстающий 6.