РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩА ВЕРТИКАЛЬНИМ СТВОЛОМ
Головний ствол розташований в лежачому боці в центрі покладу:
Головний ствол розташований в висячому боці в центрі покладу.
Головний ствол розташований в центрі, пересікає родовище на глибині
Головний ствол розташований на фланзі родовища
РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩА ПОХИЛИМ СТВОЛОМ
Похилий ствол пройдений по родовищу
Похилий ствол пройдений в лежачому боці родовища
РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩ ШТОЛЬНЕЮ
Розкриття родовищ штольнями – це основний спосіб при гірському рельєфу місцевості. Відносно покладу штольня може бути пройдена як в лежачому, так і в висячому боку, що визначається положенням покладу відносно схилу. Руду від штольні транспортують за допомогою підвісної дороги, або проходять рудоспуски для перепуску руди з вище лежачих поверхів на горизонт головної штольні.
РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩ СПІРАЛЬНИМИ З’ЇЗДАМИ
Дана схема розкриття застосовується при використанні в якості основного гірничого обладнання самохідної техніки і навантажувально-доставочної техніки.
РОЗКРИТТЯ РОДОВИЩ КОНЦЕНТРОВАНИМИ ГОРИЗОНТАМИ
Сутність способу кумулюючив в проведені одного транспортного квершлагу на декілька горизонтів. В цьому випадку руда з вище лежачих горизонтів кумулюючивого на концентрований горизонт і транспортується до ствола.
КОМБІНОВАНІ СПОСОБИ РОЗКРИТТЯ
Комбіновані способи розкриття використовують у випадку, якщо:
Глибина розповсюдження родовища настільки велика, що його неможливо розкрити виробкою, яка пройдена з поверхні.
Різке зменшення з глибиною кута падіння рудного тіла.
Нижче рівня штольні залишається частина родовища, яку можливо розкрити тільки сліпими стволами шахт.
Продуктивність підйому з глибиною різко знижується.
РОЗКРИТТЯ ГОРИЗОНТАЛЬНИХ І ПОЛОГИХ РОДОВИЩ
При розробці горизонтальних покладів зустрічаються два основних випадки:
Коли родовище має порівняно невеликі розміри в плані, головний ствол розташовують приблизно проти центру покладу, а вентиляційні стволи на фланзі.
Якщо розміри родовища в плані великі, то його ділять на шахтні поля приблизно прямокутної форми, при чому розробляють одночасно тільки частину поля. Щоб не залишати охоронних ціликів, головний і вентиляційний стволи розташовують в сусідніх шахтних полях, які будуть розробляти в другу чергу.
23. ПІДГОТОВКА РОДОВИЩА
Підготовка горизонтального пластового родовища
Підготовка горизонтальних і пологих родовищ полягає в поділенні родовищ на панелі, які в свою чергу ділять або на камери і цілики, або на стовпи, які відробляють системами з обваленням вміщуючих порід.
Клас панельної підготовки включає три способи:
1. Панельна з камерами, які розташовані між головними штреками.
Застосовується при відпрацюванні полів невеликого розміру.
2. панельна з камерами, які розташовані між панельними штреками.
Застосовується при значно великих розмірах шахтних полів.
3. панельно-стовпова, при якій з панельних штреків проходять виймальні штреки, які ділять панель на стовпи.
Довжина камер складає від 20-300 м до декількох кілометрів. Довжина лав не перевищує 150 м, заходок – 20-30 м.
Підготовка крутоспадних родовищ
При розробці крутоспадних родовищ шахтне поле по падінню ділять штреками на поверхи, а поверхи в хрест простягання поділяють ортами на блоки. Довжина блоку визначається довжиною доставки руди (при системах з обваленням), або стійкістю камери (при камерних системах розробки).
Схеми підготовки крутоспадних родовищ
Розрізняють штрекову і ортову схеми підготовки родовища.
Штрекова схема підготовки застосовується при відпрацюванні покладів, потужністю до 10-15 м. Розрізняють підготовку рудними і польовими штреками.
· Штрекова рудна підготовка застосовується при відпрацюванні жильних родовищ потужністю до 5-6 м. в цьому випадку відкотний штрек проходять по рудному тілу. При цьому відбувається попутний видобуток руди.
· Штрекова польова підготовка застосовується при відпрацюванні родовищ середньої потужності до 10-12 м. В цьому випадку проходять польовий штрек в лежачому боці покладу.
Ортова схема підготовки застосовується при відпрацюванні потужних і дуже потужних родовищ. Розрізняють ортову тупикову та ортову кільцеву схему підготовки.
· Ортова тупикова схема підготовки застосовується при відпрацюванні покладів, потужністю до30-35 м. при цій схемі на відкотному горизонті в лежачому боці покладу проходять польовий відкотний штрек, з якого в сторону рудного тіла проходять тупикові орти-заїзди. Штрек розташовують на відстані від25-30 до120 м від лежачого боку родовища, за межею зони зсуву.
· Ортові-кільцева схема підготовки застосовується при відпрацюванні покладів потужністю більше 35 м. При цій схемі крім відкотного штреку лежачого боку проходять польовий відкотний штрек висячого боку на відстані 10-15 м від контакту з висячим боком родовища. Відкотні штреки висячого і лежачого боків з’єднують ортами заїздами, утворюючи можливість кільцевого руху транспорту.
24. ПРОЦЕСИ ПІДЗЕМНИХ ГІРНИЧИХ РОБІТ
Розрізняють основні та допоміжні процеси підземних гірничих робіт.
Основні процеси підземних гірничих робіт поділяються на :
1. Відбійку руди.
2. Випуск відбитої руди.
3. Доставку та навантаження відбитої руди.
4. Управління гірничим тиском.
Допоміжні процеси підземних гірничих робіт підрозділяються на:
1. Доставку людей, матеріалів та обладнання.
2. Монтажні і демонтажні роботи.
3. Ремонт обладнання.
4. Піддержання виробок та інше.
Відбійка руди.
Відбійка – це відділення руди від масиву з послідуючим подрібненням її на куски. Розрізняють такі види відбійки:
1. Вибухова відбійка:
· Шпурова.
· Свердловина.
· Мінна або концентрованими зарядами.
2. Механічна відбійка.
· Підземними комбайнами та комплексами
· Відбійними молотками.
Само обвалення руди.
4. Інші способи:
· Гідравлічна відбійка.
· Електрофізичні способи (токи високої частоти, ультразвук, лазер).
· Ядерними вибухами.
Механічна відбійка використовується при відбійці м’яких руд міцністю f = 3 - 4 (в окремих випадках f = 6 – 8). Характерним прикладом являється розробка марганцевих руд та солі.
Само обваленняруди застосовується лише при одній системі розробки, в рудах, схильних до само обвалення.
Гідравлічна відбійка за допомогою струменя води, яка викидається з монітора з великим тиском, плюсових результатів не дала. Причиною відмови явились дискомфортні умови праці, необхідність утворення високого напору води, осідання в ґрунті найбільш важких частинок, збагачених металом.
Електрофізичні способи знаходяться в стадії розробки.
Ядерні вибухи для руйнування гірських порід використовувались в експериментальному порядку, але широкого розповсюдження не одержали через екологічні обмеження.
На основі короткого аналізу різних способів відбійки можна зробити висновок, що найбільше практичне значення в теперішній час має вибухова відбійка.
25.Загальні відомості про бурові та вибухові роботи
Вибуховий спосіб являється основним для відбійки руд середньої і вище міцності.
Розрізняють :
· Буро вибухову (шляхом розміщення зарядів ВР в порожнину, яка утворена в масиві (шпури, свердловини, виробки).
· Механічну (комбайни),
· Гідравлічну.
Вибух може бути:
· фізичним (вибух парового котла),
· ядерним (перетворення атомних ядер початкового матеріалу в ядра інших елементів)
· хімічним (хімічне перетворення з утворенням тепла і великою кількістю газів).
Способи буріння:
· Обертовий (свердла – ручні і колонкові – з електричним (ЕБК), пневматичним, гідравлічним приводом).
· Ударний(пневматичні поршневі бурові машини – перфоратори(телескопні – ПТ-48, колонкові – ПК-60, СБКНС, БУР, СБУ, БК).
· Обертово-ударний.
Шпур –циліндрична порожнина в масиві діаметром 30-85 мм і довжиною до 5 м, призначеною для розміщення заряду ВР.
Для буріння шпурів використовують бурові коронки (долончаті – КДП, дводолотчаті – КДВ, хрестові – ККП), армовані пластинками твердого сплаву.
Свердловина –циліндрична порожнина в масиві, діаметром більше 85 мм і довжиною більше 5м. Згідно призначення їх назив. – вибухові, дренажні, розвідувальні, відрізні.
Для буріння свердловин використовують бурові станки(НКР-100м,НКР-100МА, НКР-100МП. Продуктивність буріння – 3-5 м/зм до 50-60м/зм.
Великий діаметр свердловин 150-250мм бурять буровим станком з шарошковими коронками БШ-200с. Станок забезпечує повну механізацію робіт по бурінню.
Зарядні установки (камерні та барабанні) – УЗС-1500.
Способи підривання зарядів ВР:вогневий, електричний, за допомогою детонуючого шнура.
Засоби підривання–засоби, які використовують для передачі заряду ВР початкового імпульсу для вибухового перетворення.
Вибухові речовини – хімічні сполуки, або суміші, які під впливом зовнішніх імпульсів (удар, нагрів) спроможні вибухнути .
Заряд ВР – певна кількість ВР, яку розміщують в порожнинах, підготовлених до вибуху (накладні – на поверхні підриває мого об’єкту, колонкові (шпурові або свердловинні заряди) та концентровані (мінні) – вагою до декілька тонн.
Капсуль-детонатор – паперова або металічна гільза з запресованим зарядом ініціюючої вибухової речовини.
Вогнепровідний шнур,необхідний для передачі іскор до капсуля-детонатора.
Електропідривання зарядів ВР виконується за допомогою електродетонаторів.
Електродетонатори (капсуль-детонатор+електрозапалювач) бувають:
миттєвої, сповільненої та короткосповільненої дії.
Детонуючий шнур (ДШ) служить для передачі детонації на відстань і одночасного підривання групи зарядів ВР від одного детонатора.
Джерелом електричного струму служать: підривні машинки, силові та освітлювальні мережі.
26. Шкідлива дія вибуху – виділення отруйних газів, пилоутворення, сейсмічна дія на оточуючий масив, ударна повітряна хвиля.
Відбійка руди шпурами.
Шпуромназивають циліндричну порожнину в гірському масиві глибиною до 5 м і діаметром до 70 мм.
При відбійці руди шпурами використовують забої таких форм:
1. Стелино уступний забій.
6 2
1 4
Рис.1. Відбійка руди стеле уступним забоєм:
1– горизонтальні шпури; 2 – вертикальні шпури; 3 – похилі шпури; 4 – рудне тіло; 5 – переносний перфоратор;
6 – бурова каретка; 7 – оголена поверхня.
Відбійку виконують горизонтальними, вертикальними і похилими висхідними шпурами.
Переваги:
наявність допоміжної оголеної поверхні, яка покращує показники відбійки.
Недоліки:
необхідність монтування спеціальних полків для установки перфораторів, або буріння із замагазинованої руди; велика кількість перестановок полків або переміщення бурильника та обладнання при бурінні уступів різного направлення.
2. Підошво уступниий забій.
Відбійка проводиться горизонтальними, вертикальними та похилими низхідними шпурами.
Переваги:
наявність допоміжної оголеної поверхні;
буріння шпурів виконується з уступів.
1
Рис.2. Відбійка руди підошвоуступним забоєм:
1 – горизонтальні шпури; 2 – вертикальними шпурами; 3 – похилі шпури; 4 – рудне тіло;
5 – переносний перфоратор.
Недоліки:
доставка руди з уступів вручну лопатами; при скреперній доставці забій перетворюється в безформний відкос; необхідність переміщення бурильника та обладнання з уступу на уступ.
27. З. Суцільний вертикальний або горизонтальний забій.
 |
Рис.3. Відбійка руди суцільним забоєм:
1 –рудне тіло; 2 – горизонтальні шпури; 3 – бурова каретка; 4 – переносний перфоратор.
1) являється найбільш ефективним і розповсюдженим.
Переваги:
переміщення бурильника и обладнання в одній площині; можливість застосування самохідних бурових установок.
Недоліки:
відсутність допоміжної оголеної поверхні.
При м’яких рудах для буріння горизонтальних і слабо похилих шпурів використовують ручні перфоратори з пнемо підтриманням, для буріння вертикальних і круто похилих шпурів використовують телескопні перфоратори.
В покладах середньої і вище середньої потужності при міцних рудах використовують самохідні бурові установки з потужними колонковими перфораторами. Застосовують як пневматичні, так і гідравлічні перфоратори. За зрівнянням з пневматичними перфораторами гідравлічні забезпечують збільшення в 1,5 – 2 рази швидкість буріння, менший на 50 – 60 % витрати енергії, менший рівень шуму. До недоліків слідує віднести більш високу вартість обладнання, необхідність більш кваліфікованого обслуговування.
Заряджання шпурів виконується головним чином гранульованими ВР, при цьому заряджання повністю механізовано. Рідше використовуються патроновані ВР.
28. Відбійка руди свердловинами.
Свердловиноюназивають циліндричну порожнину в гірському масиві глибиною більше 5 м, і діаметром більше 70 мм.
До основних параметрів свердловинної відбійки відносять:
d – діаметр свердловини, мм;
W (л.н.с.) – найкоротша відстань від осі заряду до оголеної поверхні , м;
а – відстань між кінцями свердловин, м;
l -вихід руди з 1 м свердловини, т/м;
q – питомі витрати ВР, кг/т;
Вн – вихід негабариту
Існує велика кількість схем відбійки, основними з яких являються:
1. Відбійка паралельними свердловинами
2. Відбійка пучками паралельно-зближених свердловин.
3. Відбійка віялами глибоких свердловин.
4. Відбійка пучками глибоких свердловин.
Відбійка може відбуватись на вертикальний, горизонтальний та похилий компенсаційний простір, а також на «зажате середовище».
29. Відбійка руди комплектами паралельних вертикальних свердловин на вертикальний компенсаційний простір
Відбійку руди виконують комплектами висхідних 1 и низхідних 2 вертикальних паралельних свердловин, які пробурені із бурових ортів 3 на вертикальну компенсаційну камеру 4, пройдену по простяганню рудного тіла. Вентиляційно – господарський штрек лежачого боку 5 и висячого боку 6 служать для провітрювання робочих місць бурильника, доставки матеріалів та обладнання і забезпечують 2 незалежних виходу з бурових ортів, які необхідні для безпечного ведення робіт.
Переваги:
1)Рівномірне розміщення ВР в масиві, яке забезпечує хорошу якість подрібнення;
2)Якісне оконтурювання масиву.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B B
6 5
2 w w 3
a a
4 2
2) 8
A
План B – B
Рис. 4. Схема відбійки руди вертикальними
8 паралельними свердловинами на вертикальний
компенсаційний простір:
1 – вертикальні свердловини (висхідні);
4 2 – вертикальні свердловини(низхідні);
3 – бурові орти;
3 4 – компенсаційна камера (вертикальна відрізна щілина);
5 – штрек лежачого боку;
8 6 – штрек висячого боку;
7 – випускні отвори (дучки);
8 – границі блоку.
Недоліки:
1)Великий об’єм бурових виробок;
2)Необхідність переміщення станка після буріння кожної свердловини;
3)Неможливість використання в міцних рудах, коли величина а (відстань між свердловинами) не достатня, для формування стійких ціликів між буровими виробками.
30. Відбійка руди пучками паралельно-зближених свердловин на вертикальний компенсаційний простір.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B B
6 7
w w 5
a
4 3
3) 1
A
8 8
План B – B
1 Рис. 5. Відбійка руди пучками паралельно-зближених
свердловин на вертикальний компенсаційний простір:
4 1 – границі блоку;
2 – пучок паралельно-зближених вертикальних висхідних свердловин;
3–пучок паралельно-зближених вертикальних низхідних свердловин;
1 4 – вертикальна відрізна щілина;
5 – буровий орт;
7 6 – штрек лежачого боку ;
7 – штрек висячого боку;
8 – випускні отвори.
Використовується при відпрацюванні міцних руд. Кількість свердловин в пучку 3-10. Вибух пучка паралельно-зближених свердловин можна розглядати, як вибух одиночної свердловини великого діаметру. Лінія найменшого опору пучка паралельно – зближених свердловин визначається з виразу: Wп=Wс*Ön, м Wс - ЛНО одиночної свердловини , м;
n – кількість свердловин в пучку.
Переваги:
1)Зменшені витрати бурових виробок;
2)Можливість буріння більшої кількості свердловин з однієї установки станка.
Недоліки:
1)Існує вірогідність перетину сусідніх свердловин.
31. Відбійка комплектами горизонтальних паралельних свердловин на горизонтальний компенсаційний простір (підсічна камера).
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B B
2w
w 2
w 2
A 3 3
План B – B
Рис. 26. Відбійка комплектами горизонтальних паралельних свердловин на горизонтальний
2 компенсаційний простір :
1– горизонтальні свердловини ;
a 1 2 – бурові орти ;
a 3 – горизонтальна компенсаційна камера.
Буріння горизонтальних свердловин 1 виконується із бурових ортів 2.
Відбійка свердловин виконується на горизонтальну підсічку 3. Бурові орти 2 розташовують на границях блоку за шаховим порядком по вертикалі. Відстань між ними в такому випадку дорівнює 2Wс , що забезпечує формування, стійкого цілика над буровими виробками.
Переваги:
1)Менші енергетичні затрати на відбійку.
Недоліки:
1)Більший динамічний удар на днище блока відбитої руди та продуктів детонації.
32. Відбійка вертикальними віялами глибоких свердловин на вертикальний компенсаційний простір (щілина)
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B B
B 4 1
3 2 2
A
План B – B
Рис. 27. Відбійка вертикальними віялами
2 глибоких свердловин на вертикальний
компенсаційний простір:
3 1 – буровий штрек ; 2 – вертикальні висхідні
віяла глибоких свердловин;
3 – вертикальна компенсаційна камера ;
4 – вертикальні низхідні віяла
1 глибоких свердловин
Сутність варіанту в бурінні із бурових штреків 1 вертикальних віял висхідних 2 і низхідних свердловин 4 і прошарковій відбійці їх на вертикальну щілину 3. Для формування площини оголення послідуючі віяла підриваються з мілі секундним уповільненням до попереднього. Доставка матеріалів і обладнання виконується по підняттєвому 5.
Переваги:
1)Менший об’єм бурових виробок;
2)Менше число перестановок станка, так як всі свердловини у віялі буряться з однієї установки.
Недоліки:
1)Нерівномірність подрібнення масиву (надмірне подрібнення руди на початку свердловин і підвищений вихід негабариту на кінцях свердловин);
2)Підвищені затрати глибоких свердловин.
33. Відбійка вертикальними віялами на горизонтальний компенсаційний простір.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
4) 2
a
B B 1
w
1 3
A
План B – B
Рис. 28. Відбійка вертикальними віялами на
1 горизонтальний компенсаційний простір:
1 – буровий орт; 2 – вертикальні віяла глибоких
свердловин ; 3 – горизонтальний компенсаційний простір .
Сутність даної схеми відбійки в тому, що із бурового орта 1 бурять вертикальні віяла глибоких свердловин 2, які відбивають на горизонтальну підсічку 3. Відбійка виконується прошарками спочатку нижче лежачими свердловинами сусідніх віял, потім з мілісекундним уповільненням вище лежачими свердловинами.
Переваги:
1)Менші енергетичні затрати на відбійку, так як відриву руди від масиву способствує сила тяги.
Недоліки:
1)Можливість руйнування виробок днища блоку в наслідку динамічного удару обвалення руди и продуктів детонації ;
2)Недостатньо чітке оконтурювання камери торцями глибоких свердловин.
34. Відбійка вертикальними віялами глибоких свердловин
на похилий компенсаційний простір.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B 2
a
B
1 3
A
План B – B
1 Рис. 29. Відбійка вертикальними віялами
глибоких свердловин на похилий
компенсаційний простір:
1 – буровий орт ; 2 – вертикальні віяла глибоких
свердловин; 3 –похилий компенсаційний простір
Дана схема відбійки використовується в аналогічних розглянутих раніше вище умовах з ціллю зниження удару обваленого масиву на виробки прийомного горизонту.
35. Відбійка горизонтальними віялами глибоких свердловин на горизонтальний компенсаційний простір.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
2 2w
B B 2
w
w 3
1 4
A
План B – B Рис. 30. Відбійка горизонтальними віялами
глибоких свердловин на горизонтальний
компенсаційний простір.
1 – горизонтальні віяла глибоких свердловин ;
1 2 – бурова камера ; 3 – підняттєвий ;
4 – горизонтальна підсічна камера.
Сутність даної схеми в тому, що горизонтальні віяла глибоких свердловин 1 бурять із бурових камер 2, які проходять із підняттєвих 3. Відбійка виконується горизонтальними прошарками на горизонтальну підсічку 4. Сусідні горизонтальні віяла бурять із бурових камер, розташованих на протилежних флангах прошарку, який відбивається, що дозволяє збільшити величину цілика над буровими виробками до 2Wс.
Переваги:
1)Малі витрати бурових виробок;
2)Можливість буріння великої кількості свердловин з однієї установки станка.
Недоліки:
1)Висока трудомісткість переміщення бурового обладнання по похилим підняттєвим;
2)Складність комутації підривної сітці при значній висоті блоку.
36. Відбійка руди пучками глибоких свердловин.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню A – A
A
B B 3 5
2 1 2
3 4
6 6
A
План B – B
Рис. 31. Відбійка руди пучками
глибоких свердловин :
1 – віяла глибоких свердловин; 2 – бурові камери
3 – між камерні цілики; 4 – очисна камера ;
5 – налягаючі породи; 6- відбита руда;
Дану схему відбійки використовують в основному для руйнування між камерних та міжповерхових ціликів 3.
Сутність даної схеми в тому, що із бурової камери 2 бурять декілька віял свердловин 1 в площинах з різними кутами нахилу. Підривають свердловини 1 в пучку одночасно або з коротким уповільненням по віялам на очисну камеру 4.
Переваги:
1)Мінімальні витрати бурових виробок; буріння всіх свердловин з однієї установки станка.
Недоліки:
1)Максимальні витрати глибоких свердловин;
2)Незадовільна якість подрібнення руди.
37. Відбійка руди на затиснуте середовище.
Вертикальна проекція Розріз в хрест простяганню А –А
A
1 3 1
w 5
B B
2 2
A
План B – B
5 Рис. 32. Відбійка руди на затиснуте середовище
3 1 – глибокі вертикальні свердловини;
1 2 – буровий штрек;
4 3 – затиснуте середовище;
4 – забій;
5 – прошарок руди, який відбивається ;
Сутність методу при вибуху глибоких свердловин 1, пробурених із бурового штреку 2 на відбиту руду, яка контактує з забоєм або з обваленою пустою породою. При цій схемі компенсаційний простір відсутній або є не більше 10-20% об’єму масиву, який підриваємо. Руда при відбійці розрихлюється за рахунок ущільнення затиснутої обваленої руди (породи). При вибуху зарядів ВР границя масиву руди із затиснутим матеріалом зміщується в сторону цього матеріалу приблизно на 3 м. Для досягнення високої якості подрібнення руди коефіцієнт розрихлення затисненої руди (породи) дорівнює 1,2 – 1,4. Таке розрихлення відбувається при випуску до 20% руди або породи із пограничної зони безпосередньо перед випуском.
Переваги:
1). Відсутність затрат на утворення компенсаційних камер;
2). Можливість використання схеми в слабких, нестійких рудах, коли не допускається навіть короткочасне оголення.
Недоліки:
1). Труднощі при випуску перших доз ущільненої вибухом руди.
38. ДОСТАВКА
Доставка-це переміщення зруйнованої руди в межах блоку від місця відбійки до завантаження в транспорті посудини (засоби). При сучасних системах розробки використовують самопливну та механічну доставку руди.
Самопливну доставку під дією сили власної ваги використовують при крутому падінні покладів в межах очисного простору від місця відбійки до виробок прийомного горизонту. Цей ефективний спосіб доставки використовують в більшості систем розробки в поєднанні з різними видами механічної доставки руди по виробках прийомних горизонтів.
Механічну доставку в межах очисного простору і по виробках прийомних горизонтів проводять за допомогою скреперних установок, навантажувальних та транспортних машин, вібраційних установок та конвеєрів.
· Доставку руди скреперними установками застосовують як по очисному простору, так і в більшості по горизонтальним виробкам прийомних горизонтів, використовуючи для цього дво і три барабанні скреперні лебідки потужністю 30-100 кВт та скрепери гребкового та ящичного типів місткістю 0,2-1,0 м. куб.
Схема скреперної доставки показана на рис.1(62)
Скрепер, причеплений до головного та хвостового канатів, переміщується лебідкою по виробці вперед і назад. При робочому ході під силою власної ваги та відповідної геометрії він заглиблюється в навал зруйнованої руди і заповнюється нею. Заповнений скрепер канатом підтягується до місця розвантаження (підняттєвому, вагону), розвантажившись, він холостим канатом переміщується знову до місця його завантаження – до навалу руди.
Скреперна доставка– є простим і досить ефективним способом, який забезпечує продуктивність в межах 150 – 400 тонн за зміну.
Недоліками скреперної доставки є: залежність продуктивності праці від довжини доставки, виходу негабариту і відносно менша, в порівнянні з іншими засобами, продуктивність.
В останній час при розповсюджених системах розробки: камерно-стовпових, поверхово-камерних, акумулюючого і поверхового обвалення, питома вага скреперної доставки скорочується за рахунок більш широкого застосування вібраційних установок, самохідних завантажувально – доставочних машин, які забезпечують більш високу продуктивність. Скреперну доставку застосовують, в основному, в випадках, коли по деяким причинам неможливо або неефективно застосування інших продуктивних способів та засобів доставки руди.
· Машинну доставкуруди за допомогою вантажних, транспортних та завантажувально – доставочні самохідних машин застосовують у все більш зростаючих об’ємах при багатьох системах розробки, як високоефективний спосіб.
Застосовують комплекси, які включають вантажні машини безперервної дії, екскаватори та транспортні машини типу самохідних вагонів і автосамоскидів з кузовами міскістю до 20 м куб, а також завантажувально – доставочні самохідні машини ковшового або бункерного типів місткістю від 1.5 м куб. До 8 м куб. Останні машини з автономним дизельним приводом і на колісному пневмо-шинному ходу ефективно використовують при довжині доставки до 250-300 м.
На рис.2 (63) приведені схеми таких машин для доставки руди.
· 39. Доставку та вантаження руди вібраційними установкамишироко застосовують на практиці.
Цей спосіб характеризується простотою, високою продуктивністю, можливістю збільшення кондиційного куска та поєднанням процесів доставки і навантаження руди в вагони.
Установки являють собою масивну плиту-платформу, яка під дією сили вібраторів вібрує з амплітудою 2-4 мм. За рахунок вібрації зруйнована руда переміщується по платформі.
На практиці застосовують установки з ненаправленими і з направленими коливаннями.
Велике поширення одержали установки з ненаправленими коливаннями типу ВДПУ-«Сибірячка», а також установки з направленими коливаннями типів ВВДР, ДВУ. Всі вони забезпечують технічну продуктивність до 800-1000/годину.
Принцип роботи та схеми вібраційної доставки руди показані на рис.
· Стрічкові, скребкові та пластинчаті конвеєризастосовують для доставки руди в комплексі з відбійкою руди комбайнами, головним чином на калійних та марганцевих шахтах та в деяких випадках на акумулюючих горизонтах.
Цей спосіб характеризується високою продуктивністю, незалежністю продуктивності від довжини доставки, але при цьому необхідні значні витрати на монтаж, демонтаж конвеєрів і не допускається проведення вибухових робіт в зоні їх розташування.
Конструкції прийомних горизонтів з різними способами доставки руди показані і розглянуті нижче при викладанні систем розробки.
· Доставка за допомогою вибуху застосовується в умовах, де неможливі або недоцільніінші види доставки (самотічна, механізована), наприклад, при розробці похилих покладів з кутом падіння від 15 до 550.
Під доставкою силою вибуху розуміють переміщення підірваної руди по пологій або похилій підошві очисного простору за рахунок кінетичної енергії, яку одержали в результаті підривання свердловин, при відпрацюванні покладу.
Руду відбивають віяловими свердловинами в напрямку падіння покладу. В результаті дії вибухових газів відбита руда відкидається вниз за падінням покладу у воронки на відстань від 20 до 60 м, із яких її випускають так як і у випадку самотічної доставки по очисному простору. Ця відстань тим більша, чим більший кут падіння і потужність покладу. Частина руди падає на підошву покладу на більш близькій відстані і з часом там накопичуються значні залишки, причому вони тим більші, чим менший кут падіння і більша довжина доставки. Накопичену руду на підошві очисного простору час від часу зачищають скрепером або бульдозером, який прикріпляють до лебідки канатом, установленої на верхньому горизонті. Бульдозером управляють дистанційно з бурової виробки, так як вхід у відкритий очисний простір заборонено.
На підошві камери залишається мінімальна кількість руди при виконанні вимог:
1. Підривають свердловини по одному віялу, максимум по два, з замедлением другого віяла не менше 50-100 мс, щоб відбиту руду першим віялом встигли прибрати з днища очисного простору.
2. Нижні свердловини віял горизонтальні, що забезпечує більш рівну поверхню підошви.
3. Ємність траншеї або воронок достатня, щоб розмістити в них відбиту руду.
4. Руду, яка залишилася на днищі камери, необхідно прибрати перед послідуючим вибухом.
40. Гірничий тиск та деякі способи керування ним
1. Напружений стан масиву порід та гірничий тиск
Непорушений масив гірничих порід на будь якій глибині від денної поверхні знаходиться в напруженому стані об’ємного стиснення, обумовленого в основному вагою товщі налягаючих порід.
Кожний елементарний об’єм масиву на деякій глибині «Н» знаходиться під тиском стовпа вище лежачих порід (рис. ), що викликає появу вертикальної складової напружень, величина якої дорівнює: sZ = gН,
де g- щільність налягаючого масиву порід.
За законами механіки це викликає виникнення горизонтальних реактивних напружень у взаємно перпендикулярних напрямках і рівних по величині:
sх =sу = sZ (m/ 1 - m),
де m - коефіцієнт Пуасона (коефіцієнт пропорціональності деформацій), величина якого для порід знаходиться в межах 0,2¸0,3 і максимальне 0,5.
Приведені залежності свідчать проте, що вертикальна складова в 2¸4 рази більша горизонтальної, а при m = 0,5 вертикальна та горизонтальна складові рівні між собою.
Проте під дією тектонічних сил горизонтальні напруження можуть бути по величині рівні і навіть більше вертикальних, особливо на горизонтальних глибинах, що і підтверджують натурні виміри в різних регіонах земного шару.
Таким чином, в непорушеному масиві порід завжди є поле потенціальних напружень і, що важливо, вони знаходяться в стані рівноваги, так як в будь якій точці масиву напруженням sх , sу та sZ протидіють рівні по величині та протилежні за знаком –sх ,_–sу та –sZ.Сучасна фізика твердого тіла розглядає гірничі породи як деяку макроскопічну систему, стан рівноваги якої порушується зміною будь яких параметрів.
При утворені в масиві різних порожнин при гірничих роботах (проведення різних виробок, очисні роботи), стан рівноваги поля напружень порушується. Зміна поля напружень при утворенні порожнин - виробок обумовлюється відсутністю протидіючих напружень на границях порожнина – масив. В результаті в окремих місцях оточуючого виробку масиву виникає концентрація напружень, а в інших – їх ослаблення. Зміна напружень - порушення стану рівноваги виникає в деякій зоні навколо виробки, яка в загальному випадку має еліптичну форму. Розподіл реальних напружень навколо будь-якої виробки та їх величина залежить від форми, розмірів виробки, її орієнтації та властивостей масиву.
Напружений стан навколо виробки змінюється пропорціонально глибині від денної поверхні, щільності масиву і обернено пропорціонально фізичним властивостям масиву і в основному коефіцієнту міцності.
Відомий ряд методів, користуючись якими можна розрахувати та змоделювати розподілення напружень навколо виробки. На рис. показані результати моделювання методом фото пружності і тіньовим методом. Якщо напружений стан в окремих ділянках перевищує допустимі (граничні для породи) – масив починає обвалюватись.
Важливо відзначити, що система, в якій порушено стан рівноваги і, яка потім залишена напризволяще, буде намагатися поступово набувати стану рівноваги (принцип Ле Шательє-Брауна). А час, за який система знову прийде в стан рівноваги називають часом релаксації.
Стосовно до масиву гірничих порід, то він може відновити стан рівноваги тільки у випадку повного заповнення утвореної порожнини обваленими породами.
41. Час релаксації з моменту утворення порожнини до обвалення оточуючих порід є важливим параметром, який обумовлює залежність технології очисних робіт від тривалості стійкого стояння оголень. На рис. показано розвиток деформації ділянки виробки в залежності від часу.
Навантаження, яке діє на масив, та час його дії до моменту, коли несуча здатність виробки вичерпана, зв’язані обернено - пропорціональною залежністю. Величина діючих в оголеному масиві напружень та стійкість масиву залежить від його фізичних властивостей, площі оголення та глибина розробки. Зі збільшенням площі оголення та глибини гірничих робіт для масиву будь якої міцності час стійкого стояння оголень зменшується, а швидкість виділення потенціальної енергії пружніх деформацій зростає. Швидкість протікання кінетичних процесів можна керувати в досить широких межах за рахунок різних технологічних заходів та прийомів (зміна розмірів оголень, їх форми, орієнтації, використання різних видів піддержання виробок та інше).
Під гірничим тиском розуміють природні сили, які виникають в масиві гірничих порід, корисних копалин в результаті порушення стану рівноваги поля напружень при гірничих роботах по проведенню виробок, вилученню корисних копалин. Гірничий тиск проявляється в вигляді деформації виробок і ділянок оточуючого їх масиву, обваленні порід, навантажень на кріплення, цілики. Це явище є постійно діючим факторомпри підземній розробці родовищ і часто в значній мірі ускладнює її.
Явище це досить складне за своєю природою і різноманітне за формами характеру та величині проявів. Без всебічного врахування цього фактора неможливо правильно розв’язати питання технології розробки та здійснювати її.
Так як первопричиною гірничого тиску є поле напружень, важливо знати закономірність розподілення навколо підготовчих, нарізних і особливо очисних виробок. Вивченню цих закономірностей приділяється велике значення і виконується велика кількість досліджень. При вивченні цих процесів використовуються методи лабораторного моделювання на оптично активних матеріалах (метод фотопружності), тінньові методи, методи математичного моделювання на основі сучасної теорії пружності (метод кінцевих елементів - МКЕ). В натурних промислових умовах виконують виміри напружень з використанням свердловин і різних датчиків, а також інструментальні спостереження за спеціальними репернимистанціями.Проте єдиної загально-признаної теорії гірничого тиску, яка була б спроможна інтегрувати всю різноманітність протікаючи в породному масиві силових процесів, поки ще нема.
2. Зсування і обвалення вміщуючих порід і порушення земної поверхні
В результаті виймання корисної копалини і заглиблення очисних робіт відбувається утворення порожнини, підробка і оголення вміщуючих порід.
При досягненні критичних значень площин підробки та оголень ці породи під впливом власної ваги і гірничого тиску обвалюються і заповнюють вироблений простір.
Процес обвалення порід досягає земної поверхні, яка порушується в межах мульди зсуву.В межах мульди розрізняють такі зони зсування:
• зона обвалення – де земна поверхня порушується з утворенням терасоподібних осідань, провалів, воронок (рис. ).
• зона тріщин – порушення цілісності масиву без розриву денної поверхні.
• зона плавних деформацій.
З поглибленням очисних робіт площа порушених земель збільшується. Через це виникає необхідність ці земельні площі вилучити з землекористування, що визначає негативний вплив підземної розробки родовищ на екологію. Так, наприклад, на шахтах Кривбасу порушена підземними роботами площа землі складає біля 3000 Га. Характер і інтенсивність зсування і обвалення вміщуючих порід залежить від ряду факторів,
42. головними з яких є: елементи залягання (потужність, кут падіння, довжина за простяганням), властивості і структура вміщуючих порід, глибина розробки, застосування технології очисного виймання.
Основні положення цього складного процесу на основі чисельних даних практично такі:
1. Вигляд мульди зсування на поверхні має еліптичну форму, витягнуту за простяганням. Із збільшенням глибини розробки найбільш інтенсивно збільшується мала вісь і форма мульди наближається до кола.
2. Максимальна ширина мульди зсування в напрямку навхрест простяганню припадає на середину родовища.
3. Найбільш інтенсивно мульда зсування збільшується в розмірах з висячого
4. боку при крутому і похилому падінні покладів.
5. Порода обвалюється під деяким визначеним кутом зсування і обвалення, розмір яких установлюється на основі спостереження. Масове обвалення порід висячого боку виникає періодично, при цьому крок обвалення з глибиною збільшується.
6. Обвалення породи в мульді зсування чинить тиск на породи лежачого боку, що викликає їх деформації. Зі збільшенням потужності покладів цей процес проявляється інтенсивніше
7. Збільшення розмірів зони зсування порід з виходом на поверхню продовжується до деякої критичної глибини розробки. Це супроводжується збільшенням розмірів мульди зсування, збільшенням об’ємів обвалених порід і їх тиском на рудний масив і породи лежачого боку.
При глибині розробки нижче критичної вміщуючі породи обвалюються тільки навкруги виробленого простору з утворенням склепіння, і процес обвалення не досягає поверхні .
Критичну глибину розробки можна визначити за формулою:
Hкр = 
де L – довжина родовища за простяганням, м;
a - кут падіння покладу, град.;
d - кут зсування порід за простяганням, град.
1. При розробці родовищ з закладкою виробленого простору процеси
зсування вміщуючих порід відбуваються в незначних розмірах з невеликим зсуванням навкруги виробленого простору і земна поверхня при цьому не порушується.
Для вирішення багатьох питань розробки родовищ (схеми розкриття і розташування стволів шахт, площі порушених земель на поверхні, охорона важливих споруджень і природних об’єктів та інше) виконують побудову границь можливої зони зсування порід і границі охоронних ціликів. Ці побудови виконують відповідно «Правилам охорони споруд і об’єктів».
Основою для побудови зони зсуву являються кути зсування і розривів порід лежачого боку (g і g/),висячого боку (β і β/),за простяганням (d і d/)та в наносних породах(φ), які для різних груп порід і умов залягання покладів регламентуються «Правилами…» і встановлені на підставі спостережень і досліджень.
Побудова границь зон зсування і обвалення порід виконується за такими правилами: на перерізах навхрест простяганню і вертикальній проекції родовища від необхідного горизонту розробки в породах висячого та лежачого боків і в наносах проводять лінії під відповідними кутами зсування і розривів (рис. ).
43. Звичайно побудову границь зон порушень вміщуючих порід виконують для кожного робочого горизонту і для граничної глибини розробки або глибини поширення родовища.
3.Способи підтримання виробленого простору
· Підтримання виробленого простору здійснюється за рахунок ціликів, які залишаються в процесі виймання корисної копалини, заповненням простору закладкою або кріпленням, а також шляхом обвалення вміщуючих порід.
Виймання корисної копалини завжди зв’язане з необхідністю оголення рудного масиву і вміщуючих порід на визначених площах і утворенням виробленого простору. З метою створення самої можливості виймання руди і безпечних умов робіт, виробленим простором і гірничим тиском треба керувати. Під таким керуванням розуміють комплекс заходів по зменшенню і розрядці напруженого стану окремих ділянок рудного масиву і вміщуючих порід, що дозволяє в нормальних і безпечних умовах продовжувати очисні роботи.
На практиці використовують дві основні групи керування гірничим тиском і очисним простором: шляхом підтримання виробленого простору і охороною вміщуючих порід і рудного масиву від обвалення на період очисного виймання (наприклад, на період виймання запасів руди з камери), а також шляхом обвалення вміщуючих порід, яке ведеться слідом за вийманням руди.
При підземній розробці рудних родовищ вироблений простір підтримують:
• залишенням ціликів, заповненням закладкою, кріпленням.
Підтримка виробленого простору за допомогою рудних ціликів, що залишаються, можлива тільки при міцних і стійких рудах і вміщуючих породах.
При горизонтально залягаючих родовищах залишають цілики:
• бар’єрні, панельні, опорні (в вигляді стовпів або стрічок).
При крутому падінні покладу звичайно залишають цілики:
• між камерні, між панельні.
Вказані цілики залишають на період виймання камер, а іноді і назавжди (наприклад, при видобуванні калійної солі).
Розміри ціликів і відстань між ними (прогони) визначають, виходячи з умов, в залежності від властивостей руди, порід, потужності покладу, глибини розробки і призначення цілика. При цьому приймають максимально розумні і допустимі розміри прогонів і мінімально допустимі і розумні розміри ціликів з запасом міцності. Відомо багато методів розрахунку ціликів і прогонів для різних умов розробки.
Зі збільшенням глибини розробки цілики зазнають все більш значного тиску, а тому доводиться збільшувати їх розміри і зменшувати прогони оголень з метою забезпечення нормальних умов розробки, що приводить до зниження ефективності розробки. Звідси в конкретних випадках існує гранична глибина, вище якої неможливо і недоцільно використовувати цілики як спосіб підтримки виробленого простору.
Головним недоліком цього способу є великі втрати руди в ціликах (до 25% при камерно-стовпових системах розробки і до 50% при розробці родовищ калійної солі).
Перевагою цього способу є простота, мінімальні затрати на підтримання, висока ефективність виймання камерних запасів руди.
· Суть підтримання виробленого простору закладкою полягає в тому, що вироблений простір заповнюється інертним закладочним матеріалом і використовується цей спосіб при видобуванні руди високої цінності і недостатньо стійких вміщуючих породах або в випадку, коли по будь-яким причинам необхідно зберегти поверхню землі від порушень.
44. Для закладки використовують різні подрібнені гірничі породи (пісок, відвали пустих порід, глину, тощо) і відходи виробництва (доменні та котельні шлаки, хвости і таке інше).
Необхідними умовами при цьому є:
• наявність матеріалу в достатній кількості,
• низька вартість,
• пожежна безпека.
Залежно від способу проведення закладочних робіт розрізняють закладку:
• самопливну, яка переміщається до виробленого простору силою власної ваги.
• механічну, коли закладочний матеріал транспортують і розподіляють у виробленому просторі за допомогою машин і механізмів (скреперні установки, завантажувально-доставні машини тощо).
• гідравлічну, коли закладочний матеріал транспортують в суміші з водою по закладочних трубопроводах до місця закладки. В цьому разі крупність кусків в закладочному матеріалі повинна бути не більше 60¸80 мм, а частіше до 20¸30 мм.
• пневматичну, при якій закладочний матеріал транспортують по трубопроводу стислим повітрям за допомогою пневматичних закладочних машин (на практиці вживають рідко).
• твердіючу,вироблений простір заповнюють твердіючими сумішами, які складаються з в’яжучих матеріалів (цемент, молотий гранульований доменний шлак тощо),інертних заповнювачів (пісок, супісі, хвости збагачення, щебінь) і води. Твердіючу суміш по трубопроводах подають у вироблений простір, де вона через деякий час перетворюється в моноліт визначеної і необхідної міцності. Незважаючи на відносно високу вартість цей спосіб знайшов широке розповсюдження в практиці і розглядається як один з найбільш перспективних.
Загальна схема різних видів закладки виробленого простору показана на рис. .
Залежно від часу заповнення виробленого простору закладку розрізняють:
• одночасну, коли закладка робиться паралельно з проведенням очисних робіт (звичайно прошарками невеликої висоти), і
• послідуючу, коли спочатку виймають руду з камер, а потім заповнюють пустоту закладкою.
Обидва способи застосовують в практиці.
Головною перевагою застосування закладки виробленого простору є:
• відносно високий рівень вилучення руди з надр (втрати руди не перевищують 5¸8 %),
• обвалення порід не відбувається, і
• земна поверхня не порушується,
• відходи різних виробництв розміщають в підземних виробках
• зменшуються площі землі під відвалами
Ці переваги мають дуже велике і зростаюче з часом екологічне значення.
Головним недоліком застосування закладки є збільшення вартості видобутку руди за рахунок затрат на закладочні роботи. Цей спосіб підтримання виробленого простору знаходить все більше застосування в практиці і в подальшому обсяги його будуть розширятися.
· Кріпленням вироблений простір підтримують при слабких, нестійких рудах і вміщуючих породах. Використовують різні види кріплення:
• з дерева (розпірне кріплення, кострове, станкове, за допомогою рам),
• 45. кам’яне кріплення з порід у вигляді смуг, стовпів, яке споруджується в виробленому просторі слідом за просуванням очисних вибоїв.
Звичайно кріплення очисного простору застосовують в покладах потужністю до 2¸3 м (за винятком станкового кріплення).
Підтримання виробленого простору за допомогою кріплення характеризується великими витратами лісу, високою працездатністю, високою пожежною небезпекою. Тому на практиці цей вид закладки застосовують досить рідко, перевагою користується більш ефективна технологія, наприклад, система розробки з обваленням.
· Суттєвість керування гірничим тиском за допомогою обвалення полягає в обваленні вміщуючих порід слідом за пониженням рівня очисних робіт.
Цей спосіб застосовують для руд та вміщуючих порід середньої або нижче середньої стійкості, схильних до обвалення.
Вміщуючі породи в міру їх підробки обвалюються і заповнюють вироблений простір, утворюючи зони розвантаження гірничого тиску і створюючи благо приємні умови для виймання руди.
Таким чином, власне вироблений простір не підтримується,, а підтримувати доводиться тільки прийомні виробки в блоках на той час, поки ведуться очисні роботи.
Це визначає високу ефективність і низьку вартість видобутку руди.
Головним недоліком при цьому є підвищення рівня втрат руди, так як її випуск в більшості випадків ведеться в безпосередньому контакті з обваленими вміщуючими породами, а також тиск на прийомні виробки при відносно слабких рудах, що потребує збільшення затрат на їх піддержання.
46. Ефективність системи розробки оцінюють такими показниками:
- протяжністю підготовчих та нарізних виробок в метрах на 1000 т запасів руди в блоці.
- продуктивністю праці одного працівника по системі, тонн/за зміну.
- продуктивністю очисного забою, тонн/за місяць.
- втратами та засміченням руди, %.
- витратами основних матеріалів, енергії на тонну видобутої руди.
- вартістю видобутку 1 т рудної маси, грн.
КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ РОЗРОБКИ
Велика кількість систем розробки рудних родовищ викликає необхідність їх класифікації, як основи для вивчення, вибору та удосконалення. Із відомих загально-признаними є класифікації, які розділяють системи розробки по основній ознаці-способом піддержання виробленого простору в період виймання руди (класифікації проф. М.І. Трушкова, акад. М.І. Агошкова, проф. В.Р. Іменітова).
В спрощеному вигляді така класифікація подана в таблиці 1.
Системи розробки 1 класу характеризуються тим, що в процесі виймання руди утворюються порожніми-камери, а вироблений простір піддержується за рахунок природної міцності та стійкості масивів та руди і залишеними для цієї мети ціликів руди.
Достатньо висока міцність та стійкість руди і особливо вміщуючих порід є необхідною умовою застосування систем розробки цього класу.
Ці системи розробки характеризуються високими техніко-економічними показниками виймання камерних запасів руди і, разом з тим, в ціликах залишаються великі запаси руди (до 20-50% від запасів блоків), що визначає зменшення ефективності системи в цілому, а також підвищений рівень втрат руди при вийманні.
Втрати руди можна суттєво зменшити, якщо утворені пустоти камер після виймання руди заповнити закладкою, яка твердне.
| Клас систем розробки | Група систем розробки |
| 1. З природним піддержанням виробленого простору | 1. Суцільні та камерно-стовпові. 2. Поверхові та підповерхово-камерні. 3.З магазинуванням руди. |
| 2. З штучним підтриманням виробленого простору | 1. З закладкою виробленого простору 2. З закріпленням та закладкою виробленого простору 3. З кріпленням і наступним обваленням виробленого простору |
| 3. З обваленням руди та вміщуючих порід(без піддержання виробленого простору) | 1. Підповерхове обвалення. 2. Поверхове обвалення. |
47. Характерною особливістю систем розробки ІІ класує підтриманнявиробленого простору (в процесі виймання) закладкою, кріпленням або їх поєднанням. Це дозволяє застосовувати системи при недостатньо стійких руді і породи і виймати руду з невеликими втратами, але при цьому за рахунок додаткових витрат на підтримання, підвищується і вартість видобутку руди.
При системах розробки ІІІ класу руду в межах блоку або його частини обвалюють. Очисний простір заповнюється цією зруйнованою рудою. Слідом за рудою, яка випускається опускається порода, яка налягає на руду. А породи, які вміщують руду, в міру їх підроблення обвалюються, заповнюючи вироблений простір. Таким чином відпадає необхідність в підтриманні виробленого простору. Ці системи розробки називають системами з масовим видобуванням і характеризуються високою продуктивністю робітників і низькою вартістю видобутку. Разом з тим внаслідок випуску зруйнованої руди під породами, які налягають на руду збільшуються втрати руди і її засмічення.
48. Суцільна і камерно-стовпова система розробки
Ці системи мають багато спільного і їх застосовують в горизонтальних та пологих покладах потужністю від 2-3 м до 10-15 м при стійких руді і породі, яка вміщує руду.
Родовище виймають камерами (панелями – 100х150, 200х300) правильної прямокутної форми, залишаючи цілики для підтримання покрівлі. Цілики мають форму стовпів або суцільних стін.
Панель виймають суцільним прямолінійним забоєм, просуваючи його по довгій стороні панелі або окремими камерами, які розташовані довгою стороною впоперек панелі. Великі розміри очисного простору утворюють сприятливі умови для застосування на основних та допоміжних роботах самохідної високопродуктивної техніки.
Вказаними системами розробляють рудні поклади з незначним вмістом корисних компонентів, так як у ціликах втрачається від 15 до 60 % руди.
Переваги:Простота конструкції, незначна кількість підготовчих виробок, широкий фронт робіт, значна продуктивність праці робітників (140-180 т/зміну) і вибою (50-60 тис. тонн за місяць), широкі можливості застосування високопродуктивного самохідного обладнання, низька собівартість видобутку руди.
Застосовують при відпрацюванні мідних, поліметалічних, гіпсових, калійних і соляних покладів, будівельних матеріалів.
Недоліки:Значні втрати руди в ціликах (22-25%) і підвищена небезпека виконання робіт у камері під незакріпленою покрівлею. При застосуванні в наступному твердіючої закладки камер можливе суцільне виймання запасів без залишення ціликів і втрати при цьому знижуються до 5-8%.
Для попередження небезпечних проявів гірського тиску і виникнення загрозливих ситуацій необхідно проводити систематичний контроль стану покрівлі камер, а також кріпити покрівлю в разі необхідності анкерним кріпленням.Типовий варіант В підстилаючих породах проходять відкотні штреки по границям панелі, а з них до контакту з рудним покладом – похилі з’їзди для переміщення самохідного устаткування. По границям панелі проходять рудні панельні штреки і на розширені одного з них створюють перевантажувальний пункт, який збивається з відкотним штреком декількома підняттєвими.
На границі панелі по її короткій стороні утворюють відрізну виробку, рівною потужності покладу або висоті камери, створюючи тим самим суцільний вибій.
Подальше виймання руди складається з просування цього вибою по довжині панелі. Для сполучення з очисним простором із панельних штреків через кожні 20-35 м проходять заїзди в камеру.
Руду в суцільному вибої відбивають шпурами глибиною 1,5-3,0 м, які вибурюють рядами самохідними буровими установками з двома-чотирма перфораторами (СБУ-2М). Розміри сітки шпурів приймають в межах 0,8-1,3 м залежно від властивостей руди.
Шпурова відбійка руди забезпечує хорошу якість подрібнення руди, що створює сприятливі умови для високопродуктивної праці машин для прибирання та доставки руди, а також робить порівняно невеликий сейсмічний вплив на цілики і породи покрівлі.
В покладах потужністю до 3-5 м застосовують вантажні машини безперервної дії, які працюють в комплексі з транспортними машинами: автосамоскидами (МОАЗ-6401), самохідними вагонами або для цього використовують самохідні завантажувально-доставочні машини.
При великій потужності покладу для завантаження руди в транспортні машини часто застосовують екскаватори з місткістю ковша 1,0-1,5 м3 (ЕП-1), для підгрібання навалу зруйнованої руди використовують бульдозери.