Сплошные слоевые системы разработки

Исходя из горно-геологических условий и принципов сплошной слоевой системы разработки горизонтальными или слабонаклонными слоями, возможны три порядка выемки рудного тела по его мощности (три варианта системы):

Чертеж. Сплошная слоевая система разработки с закладкой с комбинированным порядком выемки слоев. См. Приложение 3.

Снизу верх (восходящий порядок выемки)

Сверху вниз (нисходящий)

Сочетание первых двух (комбинированный)

Для отработки богатых и медистых руд на руднике применяются слоевая и камерная системы разработки.

Основным способом управления горным давлением при сплошных слоевых и камерных системах разработки является полная закладка выработанного пространства твердеющими смесями.

Слоевая система разработки

К сплошной слоевой системе разработки в условиях рудника «Октябрьский» относятся следующие варианты (РТПП-045-2004) [37]:

• слоевая система с восходящим порядком выемки слоев;

• слоевая система с комбинированным порядком выемки слоев;

• слоевая система с нисходящим порядком выемки слоев.

При сплошных слоевых системах разработки рудное тело (или его часть) в плане разделяют на панели (секции), а панели - на вертикальные (крутонаклонные) полосы (ленты). Каждую полосу (ленту) делят по вертикали на горизонтальные слои.

Рис. 4.1. Разбивка рудного тела на ленты и слои.

На участках месторождений опасных по горным ударам до отработки основных запасов рудного тела производится опережающее образование защищенной зоны путем выемки руды выработками (заходками) по кровле или почве рудного тела и их закладки, или путем бурения разгрузочных скважин в прикровельной или припочвенной частях рудного тела. У тектонических нарушений I и II порядков допускается бурение скважин в средней части рудного тела.

Основным принципом слоевых систем разработки является выемка рудной залежи или ее части сплошным фронтом без оставления в выработанном пространстве каких-либо неразгруженных опорных целиков.

Общая линия фронта очистных работ может быть ориентирована как по простиранию, так и по падению рудного тела.

По условиям устойчивости рудных элементов очистных выработок рекомендуется ориентировать фронт работ (очистных выработок) под углом не менее 60° к простиранию преобладающей системы трещин (тектонических нарушений).

Рудную залежь обычно отрабатывают одним фронтом в направлении от одного фланга к другому или двумя расходящимися фронтами в направлении от середины рудной залежи к флангам (двухсторонний фронт очистных работ). Отработка встречными и догоняющими фронтами допускается по согласованию с головной научно-исследовательской организацией, ведущей исследования на месторождении по горному давлению и горным ударам, на основании решения Комиссии по горным ударам.

При слоевых системах разработки с панельной подготовкой параметры (длину, ширину) панелей устанавливают проектом, исходя из технологических соображений и возможности наиболее эффективного использования применяемого оборудования.

Подготовительно-нарезные работы заключаются в проходке транспортных штреков и (или) уклонов, разведочных выработок, слоевых ортов и (или) штреков, разрезных штреков и (или) ортов, заездов, рудоспусков и вентиляционных восстающих, технологических ниш и сбоек.

 

Рис. 4.2. Схема подготовки панели транспортными штреками и слоевыми ортами.

Количество и расположение подготовительно-нарезных выработок в панели (блоке) выбирается с учетом условий залегания рудного тела и принятым вариантом отработки.

Подготовительные выработки должны обеспечивать безопасное передвижение людей и самоходного оборудования в выемочном блоке (панели), минимальное расстояние доставки руды, подачу необходимого количества воздуха в каждую очистную выработку, необходимую интенсивность выемки запасов.

Подготовительные выработки располагаются впереди фронта очистных работ, в надработанной или подработанной зонах или в закладочном массиве. Нарезные выработки основных слоев следует располагать в защищенной или разгружаемой в ходе проходки зонах. Нарезные выработки защитного слоя проходят в зоне опорного давления.

Защитный слой отрабатывается с разделением на секции, ширина которых определяется углом падения (восстания) кровли рудной залежи и должна быть кратной ширине очистных выработок в основных слоях. Разрыв сплошности между секциями защитного слоя не должен превышать 3 м по горизонтали и вертикали. При превышении данного размера целика необходимо производить его разгрузку в соответствии с установленными требованиями.

 В зоне тектонических нарушений разрыва сплошности по горизонтали между секциями защитного слоя быть не должно.

Секции защитного слоя отрабатываются заходками, угол наклона кровли которых должен быть больше угла растекания закладки.

 На почве заходок обязательно оставление предохранительной «подушки» толщиной не менее 30 см из рудной мелочи, которая снижает сейсмическое воздействие взрывных работ на закладочный массив защитного слоя.

Защищенная зона для проведения нарезных выработок и отработки запасов рудного тела может также образовываться бурением глубоких параллельных или веерных скважин в массиве впереди фронта очистных работ. Скважины бурят в один, два или три ряда, при этом скважины располагают в шахматном порядке.

На маломощных участках залежи возможно создание защищенной (разгруженной) зоны путем опережающего бурения в массив длинных (3, 5-5 м) шпуров.

При необходимости создания разгруженной или защищенной зон на большой площади, производится бурение скважин встречного направления из выработок, расположенных на границах разгружаемого участка массива. При этом концы встречных скважин должны перекрывать друг друга таким образом, чтобы не было разрыва сплошности защищенной зоны.

Камерная система разработки.

При камерной системе разработки рудное тело (или его часть) в плане разделяют на панели (секции), а панели - на вертикальные (крутонаклонные) полосы (камеры). Каждую полосу (камеру) можно разделить по вертикали на подэтажи.

К порядкам отработки камерной системы разработки относятся варианты выемки камер в панели (секции), которые различаются на сплошной или камерно-целиковый, с оставлением временных рудных или рудобетонных целиков.

Камерную систему разработки применяют для разработки руд сильной, средней и слабой нарушенности при сильно - средненарушенных породах в кровле, на тектонически нарушенных участках залежей.

Высота и ширина очистного пространства в камерах принимается исходя из нарушенности руд и пород кровли, наличия ослабляющих минералов, тектонических нарушений, конкретных условий и порядков выемки.

Применяемая технология проходческих и очистных работ основана на использовании самоходного оборудования (СДО). При отгрузке отбитой руды в очистном забое (пространстве) камеры рекомендуется применение ПДМ с ДУ или скреперных лебедок.

При камерной системе разработки выемку рудной залежи или ее части производят с разделением в плане на панели (секции), камеры, с формированием временных рудных, рудобетонных и бетонных целиков при камерно-целиковом порядке ведения горных работ и без оставления целиков при сплошном порядке отработки в пределах выемочной панели.

Линия фронта очистных работ может быть ориентирована как по простиранию, так и по падению рудного тела. По условиям устойчивости рудных элементов очистных выработок рекомендуется ориентировка фронта работ (очистных выработок) под углом не менее 60° к простиранию преобладающей системы трещин (тектонических нарушений).

Рудную залежь (или ее часть) отрабатывают одним фронтом в направлении от одного фланга к другому (односторонний фронт очистных работ) или двумя расходящимися фронтами в направлении от середины рудной залежи к флангам (двухсторонний фронт очистных работ). Отработка встречными и догоняющими фронтами допускается по согласованию с головной научно-исследовательской организацией, ведущей исследования на месторождении по горному давлению и горным ударам

Варианты камерной системы и конструктивные параметры

Выбор варианта камерной системы разработки, ее конструктивные параметры определяются мощностью рудного тела, глубиной разработки, нарушенностью руд и вмещающих пород, принятой (проектной) прочностью закладки. Мощность рудного тела в пределах отрабатываемой камеры рассчитывать как средневзвешенную.

Камерную систему разработки с закладкой рекомендуется осуществлять сплошным (без оставления жестких опорных целиков) или камерно-целиковым (с образованием на флангах панелей временных рудных целиков) порядками отработки запасов руды в выемочной единице (панели, залежи и т.д.).

Сплошная камерная система разработки

 Подготовка камеры к очистной выемке, включает проходку нарезных выработок (разрезных штреков или ортов, отрезных восстающих). Днище камер проектируется преимущественно плоским с торцевыми и боковыми погрузочными заездами.

Рис. 4.4. Сплошная слоевая система разработки

Камерно-целиковая система разработки

Выемка руды производится камерами с оставлением временных рудных, рудобетонных и бетонных целиков (камерно-целиковая схема). Конструктивные параметры камер и целиков выбираются с учетом нарушенности руд и пород, при этом ширина камер не должна превышать 12 м при средней нарушенности пород кровли и 8 м - при сильной нарушенности.

 

Рис. 4.5. Камерно-целиковая система разработки

Подземный транспорт руды