Системы разработки в практике российских и зарубежных рудников, страница 24

к₂ – то же, обрушенных пород и рудовыпускных выработок;

к₃ – то же, обрушенных пород и рудовыпускных выработок;

к_рез – коэффициент резерва, учитывающий прочие факторы, принимается равным 1,3 при условии, что толщина подушки и диаметр среднего куска изменяются во времени не более чем на 20%.

,                                                                                   (11.3)

,                                                                                              (11.4)

где f и d_ср – соответственно, крепость и средневзвешенный размер куска обрушенной породы.

Формула 11.4 ограничивается условием: Н_пад ≤ 70 м. При частичном обрушении пород в небольшом объеме к₂ = 0,36.

Коэффициент аэродинамического сопротивления выработок выпуска к₃ зависит от площади их сечения и скорости воздушного потока свободно падающей горной массы. Эта связь описывается эмпирической формулой:

,                                                                                               (11.5)

где S – площадь основания блока, м²;

s – площадь выпускного отверстия, м²;

n – число выпускных отверстий;

а – коэффициент, учитывающий объем обрушенных пород.

При частичном обрушении пород а = 1, при полном обрушении а = 0,7.

При образовании подушки принудительным обрушением:

,                                                                                      (11.6)

где к – определяется из формулы (11.2);

к_р – коэффициент разрыхления пород, слагающих подушку.

При к_р =1,35 высота породной подушки приближенно определяется:

 .                                                                                           (11.7)

Согласно натурным наблюдениям на рудниках Криворожского бассейна, на Николаевском месторождении высота породной подушки 20 м достаточна для защиты и сохранности горных выработок от внезапных обрушений горной массы в больших объемах.

11.3. Выпуск руды под обрушенными породами

При разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом более 35% добываемого минерального сырья выпускают под обрушенными налегающими породами. Основной задачей этого процесса является максимизация показателей полноты и качества извлечения запасов из недр.

Основными показателями выпуска являются:

·  количество чистой руды, выпущенной до начала разубоживания;

·  потери руды;

·  разубоживание руды.

В начальной стадии из очистных выработок извлекается чистая руда. По мере истечения происходит примешивание к руде пустых налегающих пород. Наступает момент, когда из выработок выпуска поступает руда с содержанием полезных компонентов ниже допустимого уровня, и процесс останавливают. Это содержание в последних дозах выпуска на каждом месторождении устанавливается экономическими расчетами. На его основе определяется предельное разубоживание руды (R_пред) в последней дозе выпуска:

 ,                                                                                                     (11.8)

где с – содержание металла в руде;

а – экономически допустимое содержание полезных компонентов;

b – содержание металла в разубоживающей породе.

Выпуск под обрушенными породами происходит из объемов, напоминающих по форме вытянутые по вертикали эллипсоиды вращения (рис. 11.1). Частицы отбитой руды, лежащие на поверхности эллипсоида, подходят к выпускному отверстию одновременно.

Объем фигуры выпуска достаточно корректно описывается следующим выражением [В.В. Куликов, 1980]:

 ,                                                                                                        (11.9)

где  – коэффициент вытянутости эллипсоида;

Н – высота эллипсоида, м;

D – наибольший горизонтальный диаметр эллипсоида, м;

m – эмпирический коэффициент, зависящий от сыпучих свойств руды, м^-1 (принимает значение 0,9–1,4; меньшие значения характерны для сильно уплотненных руд).

Параметры фигуры выпуска оцениваются единым комплексным показателем сыпучих сред – показателем сыпучести (ρ). Физический смысл его выражается радиусом кривизны вершины фигуры выпуска: