§ 5. Системы разработки с обрушением вмещающих пород

Особенностью систем разработки этого класса является заполне­ние выработанного пространства вслед за выемкой руды обрушаемыми вмещающими породами. Необрушенной остается только часть выработанного пространства вблизи забоя, поддерживаемая крепью

По конструктивным признакам и условиям применения системы разработки с обрушением вмещающих пород разделяют на три группы: столбовые системы с обрушением кровли, системы слоевого обрушения и щитовые системы разработки.

Системы применяют при разработке руд цветных металлов, мало­мощных горизонтальных или пологих марганцевых и реже железо­рудных месторождений. Для разработки мощных железорудных ме­сторождений системы с обрушением вмещающих пород не применяют ввиду меньшей производительности и более высокой себестоимости добычи руды по сравнению с системами подэтажного и этажного обрушения.

Основным условием применения систем с обрушением вмещающих пород является неустойчивость вмещающих пород, обрушающихся вслед за очистной выемкой.

Столбовые системы с обрушением кровли

П рименяют эти системы для разработки горизонтальных и по­логих залежей мощностью 2—3 м. Схема вскрытия и подготовки шахтного поля приведена на рис. Рис. 65. Вскрытие и отработка месторождения столбовой системой разработки.

65, а. Шахтное поле вскрывают главным стволом 4 и вспомогательным 5, от

выработок нарезают панельный откаточный штрек 1 и панельный которых соответственно вводят главный откаточный и вентиляционный штреки. Из этих выработок нарезают панельный откаточный штрек 1 и панельный вентиляционный штрек 2 с таким расчетом, чтобы шахтное поле шириной 300—350 м разделялось пополам. Из панельного откаточ­ного штрека, начиная от границ шахтного поля, через 17—18 м проводят выемочные штреки 3, разделяя подготавливаемый участок на столбы. В зависимости от устойчивости руды и ожидаемого гор­ного давления перечисленные выработки крепят неполными или полными крепежными рамами, металлической крепью круглой формы с затяжкой боков распилами. Проветривают очистные забои через вентиляционные сбойки в выемочных штреках.

На месторождениях с относительно устойчивой кровлей столбы отрабатывают забоем-лавой (рис. 65, б). Откаточным штреком 1 и вентиляционными штреками 2 месторождение разбивают на широ­кие (25—30 м) и узкие (10—12 м) столбы длиной 200—250 м, которые отрабатывают одновременно. Откаточные и вентиляционные штреки крепят деревом, неполными крепежными рамами вразбежку, а-выра­ботанное пространство — стойками, устанавливая их через 0,8 м друг от друга, расстояние между рядами стоек 1,4 м. Отбитую руду скрепером 3 через погрузочный полок 4 грузят в вагонетки. Свежий воздух поступает по главному откаточному штреку, затем по панель­ному в лаву. Омыв лаву, отработанная струя через вентиляцион­ный штрек направляется к вентиляционному стволу.

Технико-экономические показатели системы зависят от способа выемки столбов и применяемой механизации тюгрузки и доставки руды. При выемке столбов широкими заходками производительность труда забойного рабочего составляет 2,35—3,35 м³/шену, расход леса 0,1—0,25 м³/м³. При работе забоем-лавой соответственно 5,6 м³/смену и 0,029—0,32 м³/м³. Потери руды составляют 5—8%, иногда 11—15%, разубоживание — от 7 до 15% при отборе пустой породы в забое.

Достоинства системы: возможность отборки пустой породы в за­бое, относительно высокая производительность рабочего, занятого на очистной выемке забоем-лавой, и хорошие условия применения механизации и проветривания выработок. Недостатки системы: не­большой фронт работ и малая интенсивность очистной выемки, на­личие одного выхода из забоя при выемке столбов широкими заход­ками, увеличение потерь при выемке целиков.

Системы слоевого обрушения

Системы слоевого обрушения применяют для отработки мощных наклонных месторождений руд средней и выше средней крепости, не требующих забойной сортировки. В зависимости от способа под­готовки слоев, расположения заходок и т. д. различают много ва­риантов системы слоевого обрушения.

На рис. 66 приведен типичный вариант системы слоевого обру­шения с аккумулирующими штреками. При этой системе блоки шири­ной 40—50 м подготавливают откаточным штреком 4, закрепленным деревом всплошную или вразбежку. Из откаточного штрека по центру блока у контакта с лежачим боком проходят восстающий 3 в три отделения, который крепят срубовой крепью. Восстающий проходят под слоевой штрек 6. Ниже слоевого штрека через два-три слоя _ш проводят аккумулирующий штрек 1, а из него через 5 м друг от друга — рудоспуски 2 для перепуска руды с верхнего слоевого штрека. Аккумулирующий штрек в дальнейшем используют как слоевой. Оба штрека кръпят деревянными неполными крепежными рамами. Отработку блока ведут слоями высотой 2—3 м в направле­нии сверху вниз. Руду отбивают из заходок (рис. 67). Отбитая руда

Рис. 66. Система слоевого обрушения с аккумулирующими штреками.

Рис. 67. Способ выемки заходок.

при отработке залежей небольшой мощности частично отбрасы­вается взрывом к рудоспуску, а оставшуюся перелопачивают.

При отработке мощных залежей руду доставляют к рудоспуску скрепером.

Руду скреперуют дважды (см. рис. 66): сначала вдоль заходки 5 до рудоспусков 2, затем по аккумулирующему штреку 1 до рудо-спускного отделения восстающего 3. Заходки крепят деревом непол­ными крепежными рамами вразбежку. Блоки отрабатывают от гра­ниц к центру. После отработки заходки на подошву по всей ее длине укладывают настил из досок, горбылей или круглого леса. После укладки настилов приступают к посадке кровли. Для этого к стой­кам крепи прикрепляют патроны ВВ и взрывают при помощи элек­тродетонаторов или ДШ. Лежащий на крепи деревянный мат и нале­гающие породы опускаются вниз, заполняя заходку. По мере пони­жения уровня очистных работ толщина мата увеличивается.

Проветривать блок при данной системе трудно из-за отсутствия вентиляционного горизонта. Свежий воздух по трубам с помощью вентилятора местного проветривания, установленного на откаточном горизонте, подается в забой. Отработанный воздух через рудоспуски попадает в аккумулирующий штрек и по специальным выработкам отводится к вентиляционному стволу. Производительность труда забойного рабочего составляет 8—12 т/смену. Расход крепежного леса от 0,09 до 0,11 м³/м³, потери составляют 2—5%, разубоживание 4-8%.

Систему слоевого обрушения относят к безопасным системам разработки, так как рабочие постоянно .находятся в закрепленных выработках. К достоинствам системы следует отнести высокое извле­чение и низкое разубоживание полезного ископаемого, возможность забойной сортировки руды и раздельной выемки.

К недостаткам относят опасность в пожарном отношении, тяже­лые условия проветривания.