Камерная система разработки рудных месторождений

2.3.

Камерная система разработки рудных месторождений

Система имеет две разновидности, известные в горной литературе под наименованиями этажно-камерная система разработки и система разработки с подэтажной отбойкой или подэтажных штреков.

Мощные крутые залежи отрабатывают камерами с оставлением целиков; руду отбивают в основном скважинами, пробуренными из подэтажных ортов или штреков (подэтажная отбойка). В начале в камере формируют, отрезную щель, на которую затем отбивают руду вертикальными слоями. Доставка руды по очистному пространству самотечная. Выпускают руду через выработки в основании камеры. Чтобы уменьшить отслоение боковых пород или создать резерв руды заданного качества руду иногда магазинируют. После выемки камер погашают целики.

Условия применения. Руда и боковые породы должны быть устойчивыми. В мощных месторождениях при неустойчивых боках приходится оставлять предохранительную рудную «корку» толщиной 1,5—3 м, если ее теряют, или 5—8 м, если извлекают вместе с целиками.

При крутом падении мощность залежи может быть любой, при пологом и наклонном — не менее 10—20 м — иначе не окупятся расходы на проведение в породах лежачего бока выработок для выпуска и доставки руды.

Параметры системы. В залежах малой и средней мощности камеры располагают по простиранию. Высота этажа ограничивается устойчивостью обнаженных боковых пород.

В мощных залежах камеры располагают вкрест простирания. Высота этажа ограничивается устойчивостью руды.

Оптимальную высоту этажа в технически допустимых пределах можно найти по условию (1.1) с учетом: затрат на проведение этажных выработок (входят в k, с), выработок для выпуска и доставки руды, на доставку материалов и оборудования; ущерба от потерь руды за счет неполной отбойки у контактов залежи, потерь на лежачем боку при недостаточно крутом падении залежи и при выемке целиков.

Высота этажа колеблется в пределах от 50—60 м в залежах малой и средней мощности при неправильных контактах и недостаточно крутом падении до 100—170 м в залежах средней мощности и мощных с крепкой устойчивой рудой и очень крутым падением.

При высоте этажа более 100 м могут быть оборудованы вспомогательные горизонты.

Высота подэтажа при подэтажной отбойке оптимизируется по минимуму приведенных затрат (1.1), при этом учитываются: затраты на проходку подэтажных выработок, отбойку, вторичное дробление и доставку руды; ущерб от потерь и разубоживания руды за счет неточной отбойки по контактам залежи.
Высота подэтажа колеблется от 8—12 до 30—40 м, в зависимости от типов буровых станков (рис.2.9).

Ширина камер при разработке по простиранию равна мощности залежи, длина 30—60 м в зависимости от устойчивости боковых пород. В мощных месторождениях длина камер равна мощности залежи (до 70—80 м), ширина 10—30 м, в зависимости от устойчивости рудной потолочины или боковых пород. Ширина междукамерных целиков 8—15 м.

Залежи средней мощности с небольшой длиной по простиранию или падению отрабатывают иногда одной камерой без оставления целиков. Если залежь вытянута по падению, то оставляют только междуэтажные целики, если по простиранию — только междукамерные.

Расстояние между выпускными отверстиями оптимизируется по условию (1.1) с учетом: затрат на проходку выработок для выпуска и доставки руды на оборудование и его монтаж; ущерба от потерь и разубоживания руды при выемке междуэтажного целика.

При пологом и наклонном падении залежи выпускные выработки размещаются верхней частью в рудном теле, а нижней — в подстилающих породах. Расстояние (среднее по площади выпуска) от основания траншей или воронок до контакта лежачего бока при:

, (2.1)

где объем выпускных выработок соответственно в рудном теле и в подстилающих породах, м3; — объем руды на гребнях выпускных выработок, м3; — себестоимость образования выпускных выработок в рудном теле и в подстилающих породах, руб/м3;— себестоимость очистной выемки, руб/м3; — плотность руды в массиве; — ущерб от потерь 1 т руды в массиве, руб.

Величины , зависят от h.

Рис. 2.9. Камерная система разработки — вариант с подэтажной отбойкой, доставкой руды самоходным оборудованием и наклонным междуэтажным целиком

Высота основания камеры от этажного горизонта до гребней траншей или воронок при раздельных горизонтах доставки и транспортирования руды обычно составляет

14—20 м. Толщина потолочины 5—10 м.

Междуэтажный целик располагают горизонтально или с наклоном к лежачему боку. При наклонном целике уменьшается в 2—3 раза трудно извлекаемый запас руды в основании блока, увеличивается запас руды на пункт выпуска, что благоприятствует использованию питателей. С другой стороны, из активного запаса верхнего этажа исключается часть руды снизу в виде треугольной призмы, объем которой прямо пропорционален мощности залежи и возрастает с увеличением угла падения залежи.

Наклонное расположение междуэтажных целиков целесообразно лишь при ограниченной мощности (до 30—40 м при угле падения 50—60° и до 20—30 м при угле 70°) и при выдержанных элементах залегания рудного тела на значительную глубину.

В варианте с подэтажной скважиной отбойкой и донным выпуском руды блоковые восстающие при разработке по простиранию располагают в целиках (рис. 2.10), а при разработке вкрест простирания — в камерах или целиках. В последнем случае на подэтажах из восстающих в камеры приходится пробивать штреки, которые в дальнейшем вместе с восстающими могут быть использованы для погашения целиков.

Подэтажные штреки (орты) нарезают по всей длине камеры.

Затраты на проведение выработок для выпуска и доставки руды достигают 20—30 % от всех затрат на подготовку и очистную выемку.

Рис. 2.10. Камерная система разработки с подэтажной отбойкой нисходящими веерами скважин и донным выпуском.

При формировании выпускных траншей руду отбивают так же, как и в камерах. В случае применения выпускных воронок подсечка камеры опережает отбойку уступов на 1—2 воронки.

Очистная выемка. Отрезную щель формируют взрыванием вертикальных скважин на отрезной восстающий в подэтажах на всю ширину камеры. Выход отбитой руды на одну скважину при этом в 2—3 раза меньше, чем при очистной выемке.

На отрезную щель отбивают руду скважинами из уступов в отступающем порядке.

Скважины бурят обычно веерами из подэтажных штреков или ортов.

При отбойке параллельными скважинами из заходок бурильщик находится на узкой берме уступа. Этот вариант применяют редко — при очень устойчивой руде в залежах малой и средней мощности.

При разработке вкрест простирания и кливажной руде для более тщательного оформления целиков подэтажные орты иногда располагают по границам камеры.

Скважины бурят вверх, чтобы они были сухими при заряжании; вверх и вниз, чтобы сократить число подэтажных штреков и перестановок бурильных машин, или вниз при опережающей отработке нижних подэтажей.

Общую линию забоев выдерживают в положении, близком к вертикальному, или под углом 70—80° в сторону массива во избежание его сколов. Забои взрывают сразу по всей высоте камеры или поочередно подэтажами, если необходимо уменьшить сейсмическое действие взрыва для сохранения целиков, выработок или сооружений.

Опережение нижних подэтажей допустимо лишь при очень устойчивой руде.

Выпуск и последующую доставку руды (до пункта перегрузки на магистральный транспорт) ведут с помощью питателей, самоходного оборудования или скреперных установок. При разработке залежей малой и средней мощности и очень хорошем дроблении руду из очистного пространства выпускают непосредственно в вагоны через люки.

Проветривание блока. Свежий воздух поступает с горизонта откатки по восстающему в подэтажные штреки и из них в очистное пространство; загрязненный воздух отводят по восстающему с другой стороны камеры или по вентиляционной сбойке на вентиляционный горизонт. Выработки вторичного дробления руды обычно проветривают отдельной струей.

Требования ПТЭ к системе подэтажных штреков (ортов).

· Систему подэтажных штреков (ортов) можно применять для отработки крутопадающих рудных тел любой мощности, а также мощных рудных тел с любым углом падения.

· При разработке пожароопасных месторождений отработанные камеры закладывать инертным материалом.

· Размеры камер определять в зависимости от устойчивости вмещающих пород и руд. Камеры можно располагать по простиранию, вкрест простирания и по восстанию.

· Камерные запасы должны составлять не менее 35 % запасов блока; необходимо стремиться к увеличению удельного веса камерных запасов с учетом последующей эффективной и безопасной отработки целиков.

· Высоту принимать в зависимости от типа применяемого бурового оборудования, морфологии рудного тела.

· Отбойку руды производить из открытых или закрытых заходок, а также из подэтажных штреков (ортов).

· При отработке рудного тела последовательно расположенными камерами между ними оставлять временные или постоянные целики.

· При неотработанных междукамерных целиках на смежном верхнем этаже камеры нижнего этажа должны располагаться под камерами верхнего этажа, а целики под целиками.

· Подсечка камеры и разделка рудоприемных и выпускных выработок должны опережать очистную выемку. Угол наклона стенок рудоприемных выработок должен обеспечивать выпуск всей руды самотеком.

· Очистные работы в камерах следует развивать таким образом, чтобы подвигание подэтажей было в одной вертикальной плоскости или с опережением верхних подэтажей по отношению к нижним. Потолкоуступное расположение подэтажей разрешается при отбойке весьма устойчивых руд нисходящими глубокими скважинами в рудных телах малой мощности. Допускается последовательная или одновременная отбойка руды в подэтажах.

· Для увеличения извлечения отбитой руды при отработке наклонных рудных тел проходить дополнительные выпускные выработки, применять гидросмыв или механические способы зачистки.

Вариант с этажной отбойкой (рис. 2.11), именуемый этажно-камерной системой, отличается увеличенной глубиной скважин и, соответственно, их диаметром. Камеры разбуривают на всю высоту с одного горизонта или, реже, на всю длину из периферийных выработок.

Рис. 2.11. Камерная система разработки: а – вариант с этажной отбойкой и взрывной доставкой руды; б – буровые выработки и образование отрезной щели (план бурового горизонта): 1, 2, …, 8 – порядок взрывания

Условия применения: мощность залежи не ниже средней; правильные контакты (при средней мощности залежи); высота этажа не более 60—70 м, мелкоблочная или монолитная руда; отсутствие на границе камер искусственных целиков из твердеющей закладки.

Отбойку ведут вертикальными или крутонаклонными (по падению залежи) слоями на отрезную щель, применяя многорядное взрывание с коротким замедлением.

Буровые станки работают в горизонтальной выработке на одном горизонте, что облегчает их эксплуатацию.

Скважины бурят преимущественно шарошками и погружными пневмоударниками сверху вниз из выработок, пройденных на уровне кровли камеры. На руднике им. Губкина выпускные выработки проходят под небольшой частью камеры; на остальной площади почву камер располагают наклонно, а руду доставляют силой взрыва (см. рис. 2.11).

При высоте камер до 30—35 м скважины бурят снизу вверх из подсечных ортов или штреков.

При отбойке руды горизонтальными слоями предварительно формируется подсечка. При веерном расположении скважин станки устанавливают в нишах, высеченных из углов восстающих. Слои разбуривают попеременно из разных углов камеры, что позволяет увеличить толщину целиков между буровыми нишами.

На отдельных рудниках горизонтальные веера скважин бурят из восстающих с подвесного полка легким буровым станком или мощным перфоратором.

Рис. 2.12. Этажно-камерная система разработки — вариант с торцевым выпуском руды: а — отбойка и частичный выпуск руды; б — общий выпуск

Вариант с торцовым выпуском руды может применяться в мощных залежах, когда целики не извлекают или когда камеры подлежат последующей закладке.

Отбойка — подэтажная или этажная в зажиме, вертикальными или крутонаклонными слоями, начиная с отрезной щели (рис. 2.12). Над добычным ортом или штреком оставляют временный целик. Отбитую руду частично (15—20 %) выпускают через отдельные отверстия, пройденные на увеличенном (20—30 м) расстоянии одно от другого.

В следующей стадии в отступающем порядке разрушают целик участками по 2—4 м веерами взрывных скважин. По мере погашения целика производят общий выпуск руды. На выпуске и доставке руды целесообразно использовать самоходное оборудование или передвижной вибропитатель в комплексе с секционным виброконвейером.

Требования ПТЭ к этажно-камерной системе разработки

· Этажно-камерную систему можно применять для отработки крутопадающих рудных тел средней мощности, а также мощных рудных тел с любым углом падения.

· Выемку камер осуществлять послойной отбойкой руды глубокими скважинами на всю высоту этажа (камеры) без разделения на подэтажи.

· Скважины бурить из специальных буровых выработок. Допускается бурение скважин из выработок горизонта откатки и доставки.

· При разработке пожароопасных месторождений отработанные камеры закладывать инертным материалом.

· Размеры камер определять в зависимости от устойчивости вмещающих пород и руд. Камеры можно располагать по простиранию, вкрест простирания и по восстанию.

· Камерные запасы должны составлять не менее 35 % запасов блока; необходимо стремиться к увеличению удельного веса камерных запасов с учетом последующей эффективной и безопасной отработки целиков.

· При отработке рудного тела последовательно расположенными камерами между ними оставлять временные или постоянные целики.

· При неотработанных междукамерных целиках на смежном верхнем этаже камеры нижнего этажа должны располагаться под камерами верхнего этажа, а целики под целиками.

· Подсечка камеры и разделка рудоприемных и выпускных выработок должны опережать очистную выемку. Угол наклона стенок рудоприемных выработок должен обеспечивать выпуск всей руды самотеком.

· Для увеличения извлечения отбитой руды при отработке наклонных рудных тел проходить дополнительные выпускные выработки, применять гидросмыв или механические способы зачистки.

Вариант с подэтажной минной отбойкой встречается редко и применяется для отработки мощных залежей крепких руд.

Руду в камерах отбивают подэтажами на подсечку или (реже) вертикальными слоями на отрезную щель.

Целики взрывают на открытые камеры. Вместе с целиками обрушаются налегающие или боковые породы.

Чтобы избежать воздействия на целик воздушной и сейсмических волн и преждевременных разрушений, минные выработки камер не должны иметь сбоек с выработками в целиках, а толщина целиков должна быть не менее 15—20 м.

Размеры камер и целиков должны быть правильно выбраны по условию устойчивости целиков и обнаженных боковых пород. Вертикальные и крутонаклонные ходки должны быть перекрыты лядами, а рудоспуски — решетками. Запрещается пребывание людей в отработанной части камеры.

Выпускные траншеи или воронки должны быть заполнены отбитой рудой во избежание внезапного выпадения кусков в доставочные или откаточные выработки или их разрушения воздушной волной при взрывах в начальной стадии отбойки камеры.

При отбойке из открытых заходок запрещается работать без предохранительных поясов, причем свободный конец каната не должен допускать падения на высоту более 3 м. Длина заходок по одну сторону подэтажной выработки не должна превышать 7 м, ширина не менее 2 м. Ежесменно перед началом работ необходимо осмотреть и обобрать кровлю заходок. Очистное пространство камеры должно быть освещено снизу сильным источником света так, чтобы темный край заходки отчетливо обрисовывался на светлом фоне.

Экономическое сравнение камерной системы с системами других классов должно производиться по условию максимального дохода (1.3) с учетом отработки всего блока, включая целики.

Была ли эта страница вам полезна?
Да!Нет
4 посетителя считают эту страницу полезной.
Большое спасибо!
Ваше мнение очень важно для нас.

Нет комментариевНе стесняйтесь поделиться с нами вашим ценным мнением.

Текст

Политика конфиденциальности