7.5.4 Системы разработки с искусственным поддержанием очистного пространства

При этих системах искусственное поддержание очистного пространства входит в цикл очистной выемки. Очистное пространство или закладывают с небольшим отставанием от выемки руды (системы с закладкой) или поддерживают около забоя крепью.

Крепь либо оставляют в выработанном пространстве и после выемки руды (системы с креплением), и в этом случае в мощных залежах обязательно усиливают крепь закладкой выработанного пространства, либо после выемки руды крепь разрушают, извлекают или перемещают, вызывая этим обрушение вмещающих пород (системы с креплением и последующим обрушением). Все эти системы относительно дороги, но при правильном ведении работ обеспечивают малые потери и разубоживание руды, так как не требуют оставления постоянных целиков, а при извлечении отбитой руды очистное пространство поддерживается и, следовательно, на отбитую руду не обрушаются пустые породы.

Системой разработки горизонтальными слоями с закладкой(рис. 7.24) – система с искусственным поддержанием очистного пространства, при которой блок вынимают горизонтальными слоями в направлении снизу вверх с закладкой каждого слоя сразу после его отработки. Закладка служит для поддержания боков, очистного пространства, а поверхность ее является платформой для оборудования и рабочих.

Условия применения. Мощность и угол падения залежи могут быть любыми, за исключением маломощных пологих залежей. Руда устойчивая или средней устойчивости. Боковые породы могут быть неустойчивыми. Руда ценная, чтобы окупить удорожание очистной выемки за счет улучшения показателей извлечения руды из недр. Эту систему можно применять в условиях пожароопасных месторождений и при необходимости сохранения поверхности от обрушения.

Залежь отрабатывают от центра к флангам, забой пересекает всю залежь по ее длине. Параллельно линии забоя залежь разделяют по всей мощности на вертикальные секции шириной 8..10 м. Секции вынимают горизонтальными слоями. Высота нижнего слоя 6 м, что позволяет после закладки иметь свободное очистное пространство высотой 3 м. Остальные слои имеют высоту по 3 м.

Рис. 7.24. Система разработки горизонтальными слоями с закладкой:

1 — главный откаточный штрек; 2 — рудный штрек; 3 — уклон для сообщения со слоями; 4 — вентиляционные восстающие; 5 — вентиляционно-закладочные штреки; 5 —скважины для подачи закладки; 7 — заезды на слой; 8 — рудоспуски

От рудного штрека в каждой панели для сообщения со слоями проводят уклон, из которого на слои сооружают заезды. Для передачи отбитой руды из слоев на панельные и магистральный откаточные штреки через 16..20 м сооружают рудоспуски, нижняя часть которых располагается в породах почвы, а верхняя сооружается в закладочном массиве, возводимом по мере выемки руды в слоях секции. Для подачи твердеющей закладки в выработанное пространство слоев секции с вентиляционных панельных штреков бурят скважины диаметром 300 мм.

Отбойка руды в слоях производится с помощью ВВ; используются самоходное оборудование, буровые каретки, погрузочно-доставочные машины. Для заполнения выработанного пространства используют твердеющую закладку, приготовленную из дешевых местных материалов.

Система получает распространение в широком диапазоне горнотехнических условий, особенно при ценной руде.

Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой. Системой с нисходящей слоевой выемкой и твердеющей закладкой называется система с искусственным поддержанием очистного пространства, при которой блоки отрабатывают нисходящими слабонаклонными слоями с твердеющей закладкой. Слои вынимают заходками под искусственной кровлей из монолитного закладочного массива (рис. 7.25).

Условия применения этой системы следующие: руда должна быть ценной; руда и вмещающие породы могут быть неустойчивыми, самовозгорающимися и склонными к слеживанию. Угол падения и мощность рудных тел могут быть любыми.

В мощных залежах по углам блока и в центре его проходят восстающие, из которых на каждом слое нарезают центральный и фланговый слоевые орты. Из фланговых ортов с подъемом 4—12° проходят добычные заходки до центрального орта. Длина заходок обычно порядка 20 м, высота 2—3 м, а ширина 4—7 м в зависимости от устойчивости их кровли и стенок. Очередность отработки заходок зависит от времени набора прочности твердеющей закладкой.

Рис. 7.24. Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой:

1—6 — порядок выемки заходок в слое

Отбивают руду при проходке заходок шпуровым способом. Доставляют ее скреперными установками или самоходным оборудованием легкого типа. Закладочная смесь по трубам поступает сверху в центральный слоевой орт и через перемычку подается в заходку. В связи с тем что заходка имеет уклон, твердеющая смесь растекается по ней, заполняя ее под самую кровлю.

Потери и разубоживание колеблется от 1 до 5%. Себестоимость добычи при этой системе разработки высокая, но применять ее можно в самых тяжелых условиях, где другие системы просто неприемлемы. Система с нисходящей слоевой выемкой и твердеющей закладкой имеет большие перспективы в связи с увеличением глубины горных работ и усложнением горно-геологических условий разработки рудных месторождений.