Размеры некоторых элементов блока при камерной системе разработки

При камерных системах разработки состав блока включает в себя камеру, междукамерные и междуэтажные целики.

Основными размерами блока являются ширина камер, ширина междукамерного целика.

При определении ширины камер иногда пользуются данными из практики рудников, т.к. существующие расчёты зачастую затруднительны.

По сведениям о камерах отработанных на различных рудниках и находящихся в устойчивом состоянии проф.Борисенко С.Г. построил зависимости длины камеры, площади потолочины и площади обнажения висячего бока от крепости руды.

Рис.1 Зависимость длины камер по Рис. 2. Зависимость площади потолочины от

простиранию от крепости пород крепости руды

висячего бока

Рис. 3. зависимость площади обнажения висячего блока от крепости пород.

По этим графикам или по эмпирическим формулам можно определить приближенно допустимые размеры камеры.

L=7f_пор, м; S_пот=200f_руд, м²; S_вис=1000f_пор, м²,

где L-длина камеры, м;

f_руд – крепость руды по М.М. Протодьяконову;

f_пор- крепость вмещающих пород

S_вис - площадь обнажения висячего бока, м²;

S_пот – площадь потолочины, м².

При решении этой задачи следует предварительно принять длину камеры по простиранию, а затем принимаются остальные размеры такими, чтобы они не превышали предусмотренных на графике или определенных по формулам.

Например:

- f_руды=10; -m=15м;

- f_пород=12; -месторождение крутопадающее.

L=7*12=84м.

Исходя из принятого оборудования на выпуске и доставке руды для расчёта примем L=50м.

Тогда

S_пот=15*50=750 м², а допустимое S_пот=200*10=2000 м².

Примем высоту камеры 50м, тогда

S_вис=50*50=2500 м²

S_вис=1000*12=12000 м².

Системы разработки с магазинированием руды

Сущность.

Этаж делится на блоки (восстающими). Выработанное пространство блока в процессе его отработки заполняется отбитой рудой. По мере отбойки руды она выпускается на откаточный горизонт, причём выпускается примерно 30% отбитой руды. Это необходимо для того, чтобы между отбитой рудой и кровлей (массивом) оставалось рабочее пространство высотой около 2-х метров.

Отбитая руда (замагазинированная) препятствует отслаиванию вмещающих пород в процессе выемки блока и служит платформой для рабочих очистного забоя. По окончании отбойки руды в блоке (отбойка доходит до потолочины) приступают к общему выпуску руды из блока. Выработанное пространство (камера) остаётся открытым (пустым). Иногда выработанное пространство заполняют закладкой или производится обрушение целиков.

Условия применения:

- крепкие, устойчивые руды и устойчивые вмещающие породы;

- руды не должны слёживаться, самовозгораться;

- угол падения рудного тела α ≥55^о;

- широкое распространение эти системы получили при разработке жильных месторождений с мощностью от 0,5 до 5 м;

- элементы залегания должны быть выдержаны (α, m)

Ценность руды определяет выбор варианта системы. Иногда (при отработке ценных руд ) применяют варианты без оставления целиков.

По способу отбойки руды системы с магазинированием подразделяются на 3 группы:

1. со шпуровой отбойкой;

2. с отбойкой из специальных выработок;

3. с отбойкой руды глубокими скважинами;

Вариант системы с магазинированием и шпуровой отбойкой руды

Подготовительно-нарезные работы.

ПНР заключаются в проведении откаточного штрека 1 (его располагают обычно в рудном теле по середине мощности или по контакту с лежачим боком). В крепкой руде его проводят без крепи.

В качестве вентиляции служит бывший откаточный штрек 2 вышележащего этажа. Высота этажа 50-60м. Этаж делят на выемочные блоки, L=40-100м восстающими 5. Восстающие располагают в междукамерных целиках, закрепляют их распорной крепью и через 4-6м по вертикали сбивают ходками 3 с камерой. Иногда при большой длине блока проводят дополнительно восстающий посередине блока. Это необходимо для обеспечения удобной доставки в камеру материалов и оборудования с вентиляционного горизонта и для улучшения проветривания блока. В случае проведения такого восстающего по середине блока, фланговые восстающие проводят меньшего сечения (только ходовое отделение).

Нарезные работы.

Заключается в проведении подсечного штрека 4 и коротких рудоспусков 6.

Очистная выемка в блоке включает следующие стадии:

1. подсечка блока и образование воронок;

2. отбойка руды, частичный выпуск её и магазинирование;

3. полный выпуск руды, когда отбойка в камере дойдёт до подштрекового целика 7;

4. выемка междукамерных и междуэтажных целиков.

Подсечку блока и образование воронок делают сразу на всю его длину.

Очистная выемка в камере ведётся потолкоуступным забоем с длиной уступов L=10-12м, h=1,5-2м, или же сплошным забоем по всей длине блока.

При уступной схеме бурение шпуров может производиться телескопными перфораторами или ручными перфораторами (горизонтальные шпуры). Одновременно с бурением шпуров в массиве разбуривают негабаритные куски на поверхности замагазинированной руды.

Цикл очистной выемки включает:

- бурение и взрывание шпуров;

- проветривание;

- выпуск излишков руды и оборка кровли.

Количество выпускаемой руды после очередного взрыва зависит от коэффициента разрыхления руды. После выпуска руды высота рабочего пространства должна составлять 1,8-2,5м.

Когда очистная выемка достигнет подштрекового целика 7, начинают выпуск из блока всей замагазинированной руды. Выпуск ведут из всех люков равномерно и по возможности интенсивно (сразу в откаточные сосуды). Выработанное пространство после выпуска руды остаётся открытым или заполняется закладкой (если выработанное пространство закладывают, то целики отрабатывают во вторую очередь). При отработке малоценных руд целики не извлекают. В этом случае потери в целиках достигают 15 %. Иногда их извлекают путём массового обрушения (взрывают).

Самотёчная доставка, электровозная откатка.

Доставка руды – самотечная с выпуском и погрузкой через люки в откаточные сосуда (вагонетки).

Проветривание.

Свежая струя с откаточного горизонта попадает в восстающий, из него через ходок 3 в камеру, омывает забои и через ходок с другой стороны выбрасывается на другой восстающий, а затем на вентиляционный горизонт.

Система разработки с магазинированием и сплошной выемкой (бесцеликовый вариант)

При разработке жильных месторождений небольшой мощности до 1,5-2м с ценной рудой и крепкими боковыми породами целики, как правило, не оставляют, а устанавливают прочную крепь в штреке и восстающем.

Для подготовки блока проходят штрек 1 и восстающий 3 по середине блока. 1-ый слой в блоке (самый нижний) извлекают одновременно с проведением откаточного штрека1 или после проходки этого штрека. При извлечении этого слоя совместно с походкой штрека 1, штрек проводят высотой 4-5м. Затем на высоте 2м, в этом штреке устанавливают распорки и укладывают на них прочный настил 5. В этом настиле через 3-5м устраивают люки 6. Восстающий 3 проходят в 2 отделения (ходовое и вентиляционное) и закрепляют распорной или срубовой крепью.

Порядок очистной выемки аналогичен рассмотренному выше варианту. По мере отработки блока в нем возводится из срубовой крепи вентиляционно-ходовой восстающий 4 (ВХВ).

Форма забоя - сплошная без уступов, что позволяет создать большой фронт работ для перфораторного бурения, а также более безопасные условия для передвижения рабочих, обеспечить более высокую производительность труда.

Такой вариант (безцеликовый) позволяет устанавливать выпускные люки на небольшом расстоянии друг от друга (1,5-2,5м). При таком расположении между люками на поверхности замагазинированной руды при ее выпуске не образуются воронки. При большом расстоянии между люками часть руды остаётся без движения при выпуске, уплотняется и зависает. Расстояние между люками 1,5-2м позволяет выпускать руду из блока равномерно по всей длине блока. Частое расположение люков на откаточном горизонте вызывает дополнительные расходы, поэтому расстояние между ними должно определяться исходя из минимальной суммы затрат на сооружение этих люков и на выпуск руды.

Охрана труда.

Размеры камер (и целиков) при системах с магазинированием определяют исходя из крепости и устойчивости руды, глубины разработки. Восстающие выработки должны быть перекрыты лядами.

Перед бурением, в начале каждой смены, в забое необходимо осуществлять осмотр и оборку кровли. Запрещается входить в камеру (магазин) во время выпуска руды. Необходимо вести контроль, при выпуске руды, за состоянием поверхности руды, чтобы вовремя заметить зависание руды.

Технико-экономические показатели.

№ п/п	Показатели	При мощности рудного тела, м
0,2-1,5	2-5
	Производительность камеры, т/мес	600-1700	1600-5500
	Производительность труда забойного рабочего, т/чел.-смен.	6-15	10-25
	Потери руды, %	10-20	7-15
	Разубоживание, %	15-80	5-10
	Удельный объём ПНР, м/1000т	20-50	7-9
	Интенсивность выемки блока, м/мес.	5-25
	Расход ВВ, кг/м3	1-2,8
	Расход крепёжного леса, м3/м3	0,012-0,09

Достоинства систем с магазинированием:

1. исключается необходимость для проходки специальных выработок для отбойки руды (бурение шпуров производится в забое, с поверхности руды);

2. при применении систем с магазинированием облегчается процесс усреднения рудной массы при выдаче руды на поверхность, т.к. всегда имеется в работе несколько камер, которыми можно регулировать выпуск и выдавать руду заданного качества.

Недостатки:

1. магазинирование руды связано с омертвлением средств затраченных на подготовку блока и отбойку руды;

2. часть отбитой руды теряется (особенно богатая мелочь) в неровностях (карманах) лежачего бока;

3. необходимо затрачивать время на планировку поверхности магазина и оборку кровли перед бурением шпуров в забое;

4. при небольшой мощности необходимо прихватывать при отбойке пустые породы, чтобы обеспечить ширину выработанного пространства не менее 1м, следовательно происходит большое разубоживание и увеличиваются расходы на добычу.