Системы разработки с закладкой выработанного пространства Системы с закладкой можно применять при отработке рудных тел любой мощности с любым углом падения. Руда должна быть от средней устойчивости до устойчивой, не склонной к обрушениям, вмещающие породы, как правило, средней устойчивости, требующие искусственного их поддержания. Область применения систем с закладкой может быть расширена в случае разработки ценных или пожароопасных руд, необходимости сохранения поверхности, а также в случаях высокого горного давления и опасности горных ударов. В зависимости от горнотехнических условий могут применяться следующие виды закладки: сухая, сухая с инъектированием вяжущим раствором, гидравлическая, твердеющая. Система может предусматривать применение нескольких видов закладочного материала. При отработке тонких рудных тел рекомендуется вести раздельную выемку руды и породы, В зависимости от крепости и устойчивости руды и породы вначале может отбиваться руда, а затем порода или наоборот. Подрываемые породы оставлять в выработанном пространстве в качестве закладки. При излишнем объеме отбиваемых пород часть их выдавать из блока; при недостаточном – увеличить объем подрываемых вмещающих пород для заполнения выработанного пространства. При отработке пологих и поклонных рудных тел для повышения эффективности очистной выемки рекомендуется использовать силу взрыва при отбойке для отброса пустой породы в выработанное пространство. При необходимости поддерживать кровлю временной крепью (стойки, крепежные рамы и др.). ослабленные участки крепить. Крепление рудоспусков в закладке должно исключать потери руды. Расстояние между рудоспусками устанавливается проектом. При необходимости в закладке выкреплять ходовые восстающие.
Система разработки горизонтальными слоями с сухой закладкой Сущность системы состоит в том, что рудную залежь, подготовленную этажным способом, разделяют на отдельные выемочные блоки, запасы руды в которых отрабатывают горизонтальными слоями снизу вверх со шпуровой отбойкой, а выработанное пространство заполняют сухой закладкой ( рисунок). Условия применения. Система применяется при отработке крутопадающих (более 55 0 ) м рудных залежей мощностью 2-4 м с неустойчивыми боковыми породами, непостоянными элементами залегания и ценной руде. 1-откаточный штрек; 2-вентиляционный штрек; 3-материально-ходовой восстающий; 4-наращиваемый рудоспуск; 5-отрезной восстающий; 6-закдадочный восстающий; 7-сухая закладка; 8-горизонтальные шпуры; 9-ходки Параметры. Рудную залежь разбивают на блоки с высотой этажа 50-60 м и длиной 50-60 м. Ширина блока зависит от мощности рудной залежи, ширину междукамерного целика принимают равной 5-10 м. Подготовительно-нарезные работы. Подготовка блока включает проведение откаточного и вентиляционного штреков, материально-ходового и закладочного восстающих. Нарезка состоит в проходке подсечного штрека и отрезного восстающего. Очистная выемка. Выемку руды в блоке ведут горизонтальными слоями высотой 2,0-2,5 м. Отбойку производят как вертикальными, так и горизонтальными шпурами. Отбитую руду до блокового рудоспуска доставляют скреперными лебедками. После отработки каждого слоя выработанное пространство заполняют сухой закладкой, подаваемой из закладочного восстающего. Во избежание потерь рудной мелочи поверхность закладки накрывают прочным деревянным или металлическим настилом. Применение таких настилов позволяет устранить проникновение рудной мелочи в закладку, улучшить проветривание блока. По мере выемки слоев периодически наращивают рудоспуски, закрепляя их деревом, бетоном, стальными трубами большого диаметра (500-1200 мм) или бетонными кольцами. Технико-экономические показатели : потери руды 2-3%; разубоживание руды 2-3%; производительность труда забойного рабочего 12-15 т/смену; расход подготовительно-нарезных выработок составляет 10-12 м на 1000 т руды; удельный расход ВВ на отбойку 0,600-0,700 кг/т; расход лесоматериалов на 1 м 3 руды 0,05-0,06 м 3. Достоинства : высокая степень извлечения и незначительное разубоживание; пожарная безопасность; возможность раздельной добычи руды по сортам и отсортировки пустой породы в забоях; благоприятные условия проветривания; поддержание боков и сохранение поверхности от обрушения. Недостатки : невысокая производительность труда забойного рабочего; высокая стоимость добычи из-за расходов на закладку и сложность цикла операций при очистных работах; необходимость содержания плотного настила для устранения потерь рудной мелочи в закладочном материале.
Система разработки горизонтальными слоями с гидравлической закладкой Сущность системы закладки заключается в том, что рудную залежь, подготовленную этажным способом, разделяют на отдельные выемочные блоки, запасы руды в которых отрабатывают снизу вверх с применением самоходного оборудования, а выработанное пространство заполняют гидравлической закладкой ( рисунок). 1-транспортный штрек; 2-орт; 3-наклонный съезд; 4-вентиляционно-ходовой и рудоспускной восстающий; 5-дренажный восстающий; 6-самоходная буровая установка; 7-погрузочно-доставочиая машина; 8-каретка для осмотра и крепления кровли; 9-закладочный трубопровод; 10-отстойник Условия применения. Системы применяют при отработке крутопадающих рудных залежей мощностью от 4 до 12 м при неустойчивых боковых породах и ценной руде. Параметры системы. Высота блока до 75 м; длина блока до 150 м; ширина блока равна мощности рудной залежи; высота вынимаемого слоя 3, 5-4, 5 м. Подготовительно-нарезные работы. Подготовка блока включает проведение транспортного штрека, ортов, фланговых вентиляционных восстающих. Нарезка состоит в проходке наклонного заезда, пройденного по диагонали блока под углом 10-14 0. Очистная выемка. Очистную выемку производят с использованием самоходного оборудования. Руды вынимают горизонтальными слоями высотой 3,5-4,5 м, начиная от сбойки с наклонным съездом. При отбойке руды восходящими шпурами высота незаложенного пространства определяется размерами буровой каретки и составляет обычно 3 м. При отбойке руды горизонтальными шпурами она может быть сокращена до 2,2 м, что достаточно для ведения работ по устройству настила. Если покрытие поверхностного слоя закладки не производится, высота недозакладки может быть уменьшена до 0,5-1,0 м. Отбитую руду до блокового рудоспуска доставляют погрузочно-доставочными машинами. Технико-экономические показатели. Потери руды 3-5%; разубоживание руды 4-6%; производительность труда забойного рабочего 30-40 т/смену; расход подготовительно-нарезных выработок на 1000 т руды составляет 5-6 м; удельный расход ВВ на отбойку 0,500-0,600 кг/т. Достоинства : незначительные потери и разубоживание руды; возможность выдачи руды по сортам; более производительный, чем при сухой закладке трубопроводный способ транспортирования закладочного материала Недостатки : необходимость формирования плотного настила для устранения потерь рудной мелочи в закладочном материале ; заиливание выработок откаточного горизонта.
1-орт; 2-слоевой штрек; 3-очистная заходка ; 4-закладочный и вентиляционный штрек; 5-рудоспуск; 6-вентиляционно-закладочный восстающий; 7-наклонный съезд; 8-вентиляционный канал; 9-вентиляционный трубопровод; 10-закладочный трубопровод; 11-бетонная перемычка; 12-ПДМ; 13-самоходная буровая установка; 14-вентиляционный восстающий Система разработки нисходящими слоями с твердеющей закладкой Сущность системы состоит в том, что рудную залежь, подготовленную этажным способом, разделяют на отдельные выемочные блоки, запасы руды в которых отрабатывают в нисходящем порядке, с применением самоходного оборудования, а выработанное пространство заполняют твердеющей закладкой ( рисунок). Условия применения. Систему применяют при отработке крутопадающих мощных и весьма мощных рудных залежей с очень ценной неустойчивой рудой, а также в целях повышения безопасности горных работ при динамических проявлениях горного давления, особенно на больших глубинах. Параметры системы. Рудную залежь разбивают на блоки с высотой этажа 30-60 м, длиной до 75-100 м. Ширина блока равна мощности рудной залежи. Ширина заходки равна 4-6 м, высота 3-4 м, угол наклона заходки к горизонту 6-80. Подготовительно-нарезные работы. Подготовка блока включает проведение транспортного штрека, наклонного съезда, вентиляционного и вентиляционно-закладочного восстающих, рудоспуска и ортов. Нарезка состоит в проведении слоевых штреков. Очистная выемка. Отработку блока в слое ведут по камерно-целиковой схеме заходками, располагаемыми под углом 45-600. Сначала отрабатываются заходки 1-й очереди. После набора нормативной прочности закладочного бетона в заходках 1-й очереди, приступают к выемке руды в заходках 2-ё очереди. Для бурения горизонтальных шпуров применяют самоходные буровые установки. Отбитую руду из заходок до рудоспуска транспортируют погрузочно-доставочными машинами. После выемки руды в устье заходки возводят перемычку и выработанное пространство закладывается твердеющей смесью. В процессе закладки у почвы каждой третьей заходки оставляют незаложенными вентиляционный канал, обеспечивающий проветривание при отработке нижнего слоя. Для подачи закладочной смеси и проветривания выработок у висячего бока рудного тела выкрепляют вентиляционно-закладочный штрек. Самоходное оборудование доставляют по наклонному съезду, пройденному в породах лежачего бока залежи и соединенного со слоевым штреком заездом. Технико-экономические показатели : потери руды 2-4%; разубоживание (в основном закладочным бетоном – с кровли и бортов заходок второй очереди) 6-8%; производительность труда забойного рабочего 25-30 т/смену; расход подготовительно-нарезных выработок на 1000 т руды составляет 4-5 м; удельный расход ВВ на отбойку 0,450-0,550 кг/т. Достоинства : высокое извлечение руды; безопасность работ в очистном пространстве; возможность одновременной разработки нескольких этажей, что обеспечивает значительную добычу при малой рудной площади. Недостатки : значительные расходы на закладочные работы в очистном пространстве; повышенные требования к прочност закладки; низкая производительность труда забойных рабочих.
Система разработки с раздельной выемкой и закладкой подрываемыми вмещающими породами Сущность системы состоит в том, что тонкую залежь, подготовленную этажным способом, разбивают на отдельные выемочные блоки, запасы руды в которых отрабатывают потолкоуступным забоем, а выработанное очистное пространство заполняют подрываемыми боковыми вмещающими породами (рисунок 93). Условия применения. Систему применяют при отработке крутопадающих тонких и весьма тонких жил (0,2-0,4 м) с устойчивыми боковыми породами и очень ценной рудой. Параметры системы. Минимальная мощность подрываемой породной части (слоя) определяется из выражения , где МП – минимальная мощность подрываемого породного слоя, м; m – средняя мощность залежи в блоке, м; – средние значения прихватов породы с висячего и лежачего боков по мощности залежи, м; k р — коэффициент разрыхления породы в укладке (1,34—1,5); k 3 — коэффициент заполнения выработанного пространства закладкой (0,75—0,8); 1-откаточный штрек; 2-вентиляционный штрек; 3-материально-ходовой восстающий; 4-наращиваемый рудоспуск; 5-отрезной восстающий; 6-ходки; 7-породная закладка; 8-рудная часть слоя; 9-породная часть слоя Подготовительно-нарезные работы. Подготовка блока включает проведение откаточного и вентиляционного штреков, а также материально-ходового восстающего. Нарезка - проведение подсечного штрека и отрезного восстающего. Очистная выемка. Существуют следующие варианты выемки: первоначальная отбойка рудного слоя вертикальными шпурами и первоначальная отбойка рудного слоя горизонтальными шпурами. При этом рудную часть слоя или заходки можно обуривать разряженной сеткой шпуров, заряженных рассредоточенными зарядами. Рассредоточение шпуровых зарядов наряду с получением контурного взрывания и равномерно-дробленной крупнокусковой руды снижает выход рудной мелочи, которая по своему составу содержит на 40-60% больше полезных ископаемых, чем в массиве, и препятствует ее уходу в размельченную породную закладку. Таким образом, отбойку можно производить как на настил (деревянный или металлический), являющейся по существу границей раздела отбитая руда - закладка, так и на мелкораздробленную породу. Руду скреперуют до наращиваемого рудоспуска. Избыток породной закладки, не вмещающийся в выработанное пространство, выпускают из блока скреперной лебедкой. Технико-экономические показатели : потери руды 3-4%; разубоживание от 2-3%; производительность труда забойного рабочего 5-10 т/смену; расход подготовительно-нарезных выработок на 1000 т руды 25-30 м. Удельный расход ВВ при отбойке породного прихвата 0,400-0,450 кг/т, при отбойке рудного слоя 0,200-0,250 кг/т. Достоинства : высокое качество выдаваемой руды по сравнению с системой с валовой выемкой, как следствие меньшего ее разубоживания; высокая степень извлечения руды; резкое сокращение количества рудной массы, выдаваемой на поверхность. Недостатки : сложная организация работ; невысокая производительность труда забойного рабочего; повышенный расход ВВ при отбойке породного прихвата.
Выемку руды ведут наклонными (под углом до 40°) слоями (рис. 10.4); руда и закладочный материал перемещаются в очистном пространстве преимущественно под действием силы тяжести. Закладка возможна лишь сухая. Условия применения: устойчивая руда; малоустойчивые боковые породы; мощность залежи любая; угол падения не менее 60—70°; правильные контуры залежи; ценная руда. В связи с внедрением самоходного оборудования применяют сплошную выемку. В этом случае (см. рис. 10.4, а, б) забой продвигают по длине этажа. Восстающий в этаже требуется только разрезной. Отбойка шпуровая. Руду, скатывающуюся по откосу, грузят и отвозят самоходным оборудованием. Закладку доставляют до откоса самоходным оборудованием. Система разработки наклонными слоями с закладкой Система разработки наклонными слоями с закладкой: а—вариант со сплошной выемкой и самоходным оборудованием, стадия закладки; б — то же, стадия доставки руды (1 - самоходный вагон; 2 - настил; 3 - ПДМ); в — вариант с выемкой блоками, разрез по простиранию, проекция на вертикальную плоскость (1,2-откаточный и вентиляционный штреки; 3 – блоковый восстающий для спуска закладки; 5- граница подштрекового целика; 6 - граница выемки слоями постоянной длины)
Системы разработки со сплошной однослойной выемкой руды и закладкой Системы разработки этой группы находят ограниченное применение при выемке горизонтальных или пологопадающих месторождений малой мощности — до 3 м. Крепость и устойчивость руд могут быть любыми, вмещающие породы висячего бока сравнительно устойчивые; обрушение поверхности недопустимо. Размеры блоков зависят от физико-механических свойств руды и вмещающих пород, способа транспортирования руды. Длина блоков 50-100 м. Размеры блоков по восстанию зависят от угла наклона месторождения и принятой высоты этажа. Отбойка руды осуществляется буровзрывным способом. При транспортировании руды используют скреперы, конвейеры или погрузочно-доставочные машины. При использовании сухой или гидравлической закладки выемку ведут широким забоем-лавой, а при твердеющей закладке — заходками. В качестве временной крепи используются металлические стойки. На Урупском руднике проведены испытания варианта системы со сплошной выемкой, передвижной механизированной крепью и гидравлической закладкой выработанного пространства
Камерные системы разработки с закладкой выработанного пространства Камерные системы разработки применяются при устойчивых рудах и породах, в рудных телах средней мощности и больше. В зависимости от порядка выемки камер системы разработки могут быть со сплошной выемкой, когда камеры отрабатываются последовательно друг за другом, и с камерно-целиковой выемкой, т.е. выемка камер осуществляется с оставлением междукамерных целиков. Междукамерные целики могут оставаться навсегда или отрабатываться через определенное время различными системами разработки. Сплошная камерная система разработки с твердеющей закладкой Область применения сплошной камерной выемки с закладкой – мощные и весьма мощные рудные тела любого падения при высоком исходном напряженном состоянии массива. Руды средней устойчивости, вмещающие породы – от средней устойчивости до неустойчивых. Ценность полезного ископаемого – от средней до высокой. Самостоятельно - со стр. 78 по 85: Подземная геотехнология : учеб. пособие / А.Н. Анушенков, Б.А. Ахпашев, Е.П. Волков [и др.]. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2017. – 304 с. Камерная система разработки с закладкой и с камерно-целиковым порядком выемки Камерно-целиковая выемка с закладкой довольно широко применяется на рудниках России и СНГ («Николаевский», «Гайский », « Зыряновский », « Лениногорский » и др.), Канады (« Инко », « Кид Крик», « Флин Флон » и др.), Финляндии (« Оутокумку Ой»), Австралии (« Маунт Айза »). Этой геотехнологией могут отрабатываться мощные и весьма мощные залежи любого падения с рудами и вмещающими породами от устойчивых до средней устойчивости. Руды ценные. Глубина применения ограничена. Самостоятельно - со стр. 85 по 87, там же.
