Системы разработки в практике российских и зарубежных рудников, страница 23

7. Охарактеризуйте варианты сплошной камерной системы разработки с твердеющей закладкой.

8. Оцените камерную систему разработки с закладкой и камерно-целиковым порядком выемки.

9. Какие достоинства и недостатки присущи системам разработки с закладкой выработанного пространства?

ГЛАВА 11

СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С ОБРУШЕНИЕМ РУДЫ И

ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

11.1. Общие сведения

Способы разработки с обрушением руды и вмещающих пород используются для добычи руд черных, цветных металлов, а также горно-химического сырья. Они применяются для отработки мощных и весьма мощных рудных залежей крутого, наклонного и реже пологого падения. Среди них наиболее широко распространены различные варианты подэтажного и этажного обрушения. К этому же классу систем разработки отнесены варианты подэтажной выемки по падению и простиранию, которыми отрабатываются на ряде рудников маломощные рудные тела.

Характерной особенностью геотехнологий с обрушением является отсутствие каких-либо средств для поддержания выработанного пространства в устойчивом состоянии. Наоборот, по условию безопасности вслед за отбойкой и выпуском руды в очистное пространство под влиянием сил гравитации должны поступать и заполнять его вмещающие породы, создавая при этом предохранительную подушку.

Отставание самообрушения и зависания пород висячего бока или кровли создают угрозу внезапного обрушения горной массы в больших объемах, вызывая явление воздушного удара в нижележащих рабочих горных выработках. На Николаевском руднике (случай рассмотрен в разделе IV) зависший крупный структурный блок в кровле очистной выработки взрывоподобно разрушился в форме горного удара. В подобных ситуациях обязательно должно своевременно производиться принудительное обрушение пород буровзрывным способом.

Область применения систем разработки с обрушением руды и вмещающих пород ограничивается рядом горнотехнических и экономических факторов.

Во-первых, на месторождении, в пределах зоны вероятных сдвижений земной поверхности должны отсутствовать промышленные, гражданские и культурные объекты, требующие сохранности.

Во-вторых, отработка месторождений руд, склонных к самовозгоранию, практически исключает применение этих геотехнологий.

В-третьих, на контакте с отбитой рудой всегда присутствуют налегающие пустые породы. В процессе выпуска неизбежно происходят, с одной стороны, потери части полезного ископаемого в выработанном пространстве, с другой – примешивание пустых пород. Сравнительно низкие показатели качества и полноты извлечения запасов из недр при системах с обрушением (относительно вариантов с закладкой выработанного пространства) ограничивают область их применения отработкой малоценных и средней ценности руд.

11.2. Параметры предохранительной подушки

Зависшие породы устойчивой кровли висячего бока при достижении критического пролета отработки способны мгновенно обрушаться большими объемами. Падающая горная масса вызывает явления воздушного удара. Суть его заключается в том, что падающая порода как «поршень» выдавливает увлекаемый за собой поток воздуха с большой скоростью в выработки горизонта выпуска, разрушая тем самым их крепь и проложенные коммуникации. Это явление называют воздушным ударом.

Для гашения воздушного удара в очистном пространстве над выработками выпуска руды образуют и постоянно сохраняют достаточно толстый слой обрушенной горной массы, называемый предохранительной подушкой.

Параметры предохранительной подушки определяются  по методике, разработанной в МГГУ под руководством В.Р. Именитова.

Необходимая толщина породной подушки (Н_пп) прямо пропорциональна высоте падения пород (Н_пад) и приближенно определяется:

Н_пп = к × Н_пад, м,                                                                                                (11.1)

где к – коэффициент пропорциональности;

к = к₁ × к₂ × к₂ × к_рез,                                                                                          (11.2)

где к₁ – коэффициент, учитывающий аэродинамическое сопротивление предохранительной подушки;