Системы разработки с обрушением руды и вмещающих пород
Системы этого класса широко применяются при разработке мощных и средней мощности рудных залежей, особенно при добыче железных руд. Для систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород характерна массовая отбойка руды с последующим самообрушением или принудительным обрушением на нее налегающих пород. Выпуск руды осуществляется под обрушенными породами на всю высоту этажа или подэтажа.
Наиболее широко применяются варианты с вертикальными или горизонтальными компенсационными камерами и со сплошной выемкой и отбойкой в зажиме с донным или торцевым выпуском руды.
При отбойке руды с компенсационными камерами выемку руды осуществляют в две стадии (рис. 5.18). Сначала образуют компенсационные камеры, применяя камерную систему разработки. Их объем равен примерно одной трети запасов блока. Эта часть руды после отбойки вследствие разрыхления занимает весь начальный объем блока. На рис. 5.18 показан донный выпуск руды под обрушенными налегающими породами.
Подготовка блока к очистной выемке состоит в проведении откаточных и вентиляционных выработок, доставочных выработок горизонта скреперования, подсечки камеры блока, проходке коротких рудоспусков (дучек) и образовании воронок, через которые осуществляется выпуск отбитой руды, а также блоковых восстающих. В крутых залежах мощностью до 15–25 м камеры, как правило, располагают длинной стороной по простиранию. Длина блока по простиранию 40–60 м. В более мощных залежах блоки длинной стороной располагают вкрест простирания.
Высота этажа при этажном обрушении ограничивается возможностями бурового оборудования, обеспечивающего бурение вертикальных или крутонаклонных скважин соответствующей длины, и составляет 40–60 м и иногда более.
В практике разработки рудных месторождений применяют различные варианты систем с массовой отбойкой и донным выпуском руды: двустадийная (с компенсационными камерами) и одностадийная (отбойка в зажиме) выемка руды; отбойка вертикальными (параллельными или веерными скважинами) или горизонтальными (веерными скважинами) слоями и другие.
В отличие от систем разработки с донным выпуском руды в системах с торцевым выпуском отпадает надобность в устройстве днищ камер, что упрощает подготовку и снижает затраты на ее осуществление. Характерным представителем является система этажного принудительного обрушения с торцевым выпуском руды в зажиме (рис. 5.19).
При этой системе разработки осуществляется сплошная выемка со скважинной отбойкой руды в зажиме и выпуском ее непосредственно под налегающими обрушенными породами через торец доставочной выработки. Отбойка осуществляется на всю высоту этажа.
Временный целик (козырек) над доставочной выработкой погашается по мере выпуска руды. Диаметр скважин 100–150 мм.
Подготовка блока заключается в проведении буровых и доставочных выработок, разделке из восстающего отрезной щели на фланге блока и обрушении на нее налегающих пород. Затем на образовавшийся зажимающий материал производят последовательную отбойку вертикальных слоев руды. Скважины располагают веерами. Параметры системы разработки: высота этажа 50–60 м, а на пологих пластах она ограничивается ее мощностью; длина блока не менее 50 м.
Выпуск руды является важным этапом очистной выемки. Сначала идет так называемая чистая руда (около 20–25% общего объема), затем по мере выпуска содержание металла в рудной массе вследствие разубоживания уменьшается и доходит до некоторого минимума, соответствующего предельному разубоживанию. На этом пределе содержания металла выпуск руды из данного положения торца доставочной выработки прекращается. Выпуск руды из доставочной выработки осуществляется передвижным вибропитателем. На доставке ее на рудоспуске используют секционные виброконвейеры или самоходное погрузочно-доставочное оборудование.
Проветривание доставочной выработки в процессе выпуска и доставки руды производится вентилятором местного проветривания или вентиляционной выработкой, пройденной параллельно доставочной. Система разработки с торцевым выпуском руды является наиболее перспективной в классе систем с обрушением руды и вмещающих пород.
Для систем разработки с массовой отбойкой руды характерны довольно высокие технико-экономические показатели, но сравнительно высоки потери и разу6оживание, достигающие в отдельных случаях 20%.