Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства
Искусственное поддержание очистного пространства является составной частью технологии выемки руды в ряде горно-геологических условий. Системы с искусственным поддержанием очистного пространства применяют главным образом при разработке ценных и самовозгорающихся руд, а также в случае необходимости сохранения поверхности. Очистное пространство либо поддерживают в призабойной зоне крепью, либо заполняют пустыми породами, либо применяют то и другое. Способ искусственного поддержания очистного пространства определяет разновидности систем разработки этого класса.
Системы разработки с креплением (с простой распорной крепью, с усиленной распорной крепью и др.) являются дорогими, но обусловливают довольно низкие потери и разубоживание руды. Некоторые конструкции деревянной крепи приведены на рис. 5.14. Иногда в случае необходимости очистное пространство, поддерживаемое крепью, заполняется закладкой. Наиболее дорогими являются системы разработки с закладкой очистного пространства. Поэтому их обычно применяют при разработке ценных руд или с целью сохранения поверхности. Применяют самотечную, механическую, пневматическую и гидравлическую закладку, а также закладку твердеющими смесями.
Последняя в большей степени, чем другие, обеспечивает сохранность поверхности. Из систем разработки с закладкой наиболее широко применяются горизонтальные слои. На рис. 5.20 представлен вариант этой системы разработки с сухой закладкой.
В представленном варианте системы разработки горизонтальными слоями подготовка блока заключается в проведении откаточного и вентиляционного штреков, а также блоковых восстающих, по которым осуществляются спуск закладочного материала и отвод исходящей струи воздуха. Восстающие оборудованы ходовым отделением. По мере отбойки руды, осуществляемой в восходящем порядке, в середине блока в закладываемом пространстве выкрепляют рудоспуски с ходовым отделением, по которому поступает свежая струя воздуха.
Отбойка руды осуществляется слоями толщиной 2–3 м. Шпуры бурят вертикально или горизонтально ручными, телескопными или колонковыми перфораторами. Для предотвращения смешивания руды с закладочным материалом перед отбойкой на поверхность закладки укладывают настил из конвейерной ленты, металлических листов или набрызгбетона толщиной 10–15 см. Доставка отбитой руды к рудоспуску производится скрепером. После уборки руды разбирают настил (за исключением набрызгбетона), наращивают рудоспуски и приступают к закладочным работам. Сухой сыпучий материал, поступающий по закладочному отделению восстающего, размещают в слое с помощью того же оборудования, которое используется для доставки руды. Закладка служит для поддержания боков очистного пространства, а поверхность ее является платформой для размещения оборудования и рабочих. При применении литой твердеющей закладки выемка слоев может осуществляться в нисходящем порядке.
Система разработки горизонтальными слоями может применяться при любых мощности и углах падения рудных залежей, но чаще при разработке крутых жил и месторождений большой мощности. Руда должна быть устойчивой или средней устойчивости, ценной, чтобы компенсировать затраты на закладку. Боковые породы могут быть неустойчивыми.
Системы разработки с закладкой являются более трудоемкими по сравнению с системами предыдущих классов, но обеспечивают минимальные потери и разубоживание руды, а также сохранность поверхности, особенно при ведении работ с твердеющей закладкой.
Наряду с традиционной технологией добычи руд, основанной на разрушении рудного массива различными способами, применяют скважинную технологию, к которой относятся растворение солей, выплавка серы, выжигание серы под землей до сернистого газа, подземная гидродобыча и выщелачивание металлов.