Размеры некоторых элементов блока при камерной системе разработки

При камерных системах разработки состав блока включает в себя камеру, междукамерный и междуэтажный целик включающий потолочину и днище вышележащего блока.

Основными размерами блока являются ширина камеры, ширина междукамерного целика, толщина потолочины.

При определении ширины камер иногда пользуются данными из практики рудников, т.к. существующие расчёты зачастую затруднительны.

По сведениям о камерах отработанных на различных рудниках и находящихся в устойчивом состоянии проф. Борисенко С.Г. предложил эмпирические формулы для определения допустимых размеров длины камеры (рис.22), площади потолочины (рис.23) и площади обнажения висячего бока в зависимости крепости руды и пород (рис.24) при отработке крутопадающих залежей.

Рис.22. Зависимость длины камер по Рис. 23. Зависимость площади потолочины от

простиранию от крепости пород крепости руды

висячего бока

Рис.24. Зависимость площади обнажения висячего блока от крепости пород.

По этим графикам или по эмпирическим формулам можно определить приближенно допустимые размеры: длины камеры L=7f_пор, м; площади потолочины S_пот=200f_руд, м²; площади обнажения висячего бока S_вис=1000f_пор, м²,

где f_руд – крепость руды по М.М. Протодьяконову.

При решении этой задачи следует, исходя из технологических соображений, принять длину камеры по простиранию и сравнить её с допустимой. Зная длину камеры, устанавливают остальные размеры камеры, учитывая допустимые площади обнажения руды и пород висячего бока.

Пример: Определить основные конструктивные размеры этажно-камерной системы разработки при следующих условиях: залежь представлена крутопадающим рудным телом мощностью m=15м. Коэффициент крепости руды f_руды=10, пород висячего бока f_пород=12.На очистных работах применяется самоходное оборудование. Высота камеры равна 50 м.

Решение:.

Исходя из принятого оборудования на выпуске и доставке руды, для расчёта примем длину камеры L=60 м. Камера ориентирована по простиранию рудного тела.

Тогда, площадь потолочины камеры составит S_пот=15*60=900 м², а допустимая S_пот=200*10=2000 м².

Площадь обнажения пород висячего бока будет равна S_вис=50*60=3000 м² , в то время как максимально допустимая S_вис=1000*12=12000 м².

Таким образом, принятые размеры камеры удовлетворяют требованиям её устойчивости.

Системы разработки с магазинированием руды

Сущность.

Этаж делится на блоки (восстающими). Выработанное пространство блока в процессе его отработки заполняется отбитой рудой. По мере отбойки руды она выпускается на откаточный горизонт, причём выпускается примерно 30% от объёма отбитой руды. Это необходимо для того, чтобы между отбитой рудой и кровлей (массивом) оставалось рабочее пространство высотой около 2-х метров.

Отбитая руда (замагазинированная) препятствует отслаиванию вмещающих пород в процессе выемки блока и служит платформой для рабочих очистного забоя. По окончании отбойки руды в блоке (отбойка доходит до потолочины) приступают к общему выпуску руды из блока. Выработанное пространство (камера) остаётся открытым (пустым). Иногда выработанное пространство заполняют закладкой или производится обрушение целиков. На выбор варианта системы оказывает влияние ценность руды. В некоторых случаях, при отработке ценных руд, применяют варианты без оставления целиков.

Условия применения:

- крепкие, устойчивые руды и устойчивые вмещающие породы;

- руды не должны слёживаться, самовозгораться;

- угол падения рудного тела α ≥ 55^о;

- широкое распространение эти системы получили при разработке жильных месторождений с мощностью от 0,5 до 5 м;

- элементы залегания (угол падения и мощность) должны быть выдержаны.

.

По способу отбойки руды системы с магазинированием подразделяются на 3 группы:

1. со шпуровой отбойкой;

2. с отбойкой из специальных выработок;

3. с отбойкой руды глубокими скважинами;

На рис.25 изображён вариант системы с магазинированием руды и шпуровой отбойкой при отработке жильных месторождений.

Рис.25. Система с магазинированием руды и шпуровой отбойкой

Подготовительно-нарезные работы заключаются в проведении откаточного штрека 1 (его располагают обычно в рудном теле по середине мощности или по контакту с лежачим боком). В крепкой руде его проводят без крепи.

В качестве вентиляционного служит бывший откаточный штрек 2 вышележащего этажа. Высота этажа 50-60м. Этаж делят на выемочные блоки длиной L=40-100м восстающими 5. Восстающие располагают в междукамерных целиках, закрепляют их распорной крепью и через 4-6м по вертикали сбивают ходками 3 с камерой. Иногда при большой длине блока проводят дополнительно восстающий посередине блока. Это необходимо для обеспечения удобной доставки в камеру материалов и оборудования с вентиляционного горизонта и для улучшения проветривания блока. В случае проведения такого восстающего по центру блока, фланговые восстающие проводят меньшего сечения (только ходовые отделения).

Нарезные работы заключаются в проведении подсечного штрека 4 и коротких рудоспусков 6.

Очистная выемка в блоке включает следующие стадии:

1. подсечка блока и образование воронок;

2. отбойка руды, частичный выпуск её и магазинирование;

3. полный выпуск руды, когда отбойка в камере дойдёт до подштрекового целика 7;

4. выемка междукамерных и междуэтажных целиков.

Подсечку блока и образование воронок делают сразу на всю его длину.

Очистная выемка в камере ведётся потолкоуступным забоем с длиной уступов L=10-12м, высотой h=1,5-2м, или же сплошным забоем по всей длине блока.

При уступной схеме бурение шпуров может производиться телескопными перфораторами или ручными перфораторами (горизонтальные шпуры). Одновременно с бурением шпуров в массиве разбуривают негабаритные куски руды, находящиеся на поверхности замагазинированной руды.

Цикл очистной выемки включает:

- бурение и взрывание шпуров;

- проветривание;

- выпуск излишков руды и оборка кровли забоя.

Количество выпускаемой руды после очередного взрыва зависит от коэффициента разрыхления руды. После выпуска руды высота рабочего пространства, по правилам безопасности, должна составлять 1,8-2,5м.

Когда очистная выемка достигнет подштрекового целика 7, начинают выпуск из блока всей замагазинированной руды. Выпуск ведут из всех люков равномерно и по возможности интенсивно (сразу в откаточные сосуды). Выработанное пространство после выпуска руды остаётся открытым или заполняется закладкой (если выработанное пространство закладывают, то целики отрабатывают во вторую очередь). При отработке малоценных руд целики не извлекают. В этом случае потери в целиках достигают 15 %. Иногда их извлекают путём массового обрушения (взрывают).

Доставка руды – самотечная с выпуском и погрузкой через люки в откаточные сосуда (вагонетки).

Проветривание.

Свежая струя с откаточного горизонта попадает в восстающий, из него через ходок 3 в камеру, омывает забои и через ходок с другой стороны выбрасывается по восстающему на вентиляционный горизонт.