Системы разработки в практике российских и зарубежных рудников, страница 3

С переходом на большие глубины резко ухудшаются условия разработок: повышается температура пород, изменяются их физико-механические свойства, выполаживаются углы сдвижения массива, нарастает горное давление и вероятность его проявления в динамической форме. Все больше разрабатываемых месторождений относятся к категории удароопасных.

Наукой и практикой выработаны основные принципы ведения горных работ в подобных условиях, позволяющих минимизировать опасные формы проявления горного давления. Напомним их:

·  подготовку и отработку рудных тел следует производить при минимальной изрезанности горного массива без образования участков (целиков), выступов – концентраторов напряжений, способных вызывать взрывоподобное разрушение пород;

·  проведение подготовительных и очистных выработок осуществлять преимущественно в направлении максимальных напряжений, действующих в горном массиве;

·  развитие фронта горных работ и, соответственно, очистной выемки производить расходящимися фронтами или единым фронтом от фланга к флангу этажа.

Перечисленным выше требованиям в условиях больших глубин не отвечают и утрачивают самостоятельное значение целые классы систем разработки: с «магазинированием руды», с «открытым» у М.И. Агошкова или «естественным поддержанием очистного пространства» у В.Р. Именитова.

При различных вариантах систем с магазинированием руды, широко применяемых при отработке маломощных крутопадающих рудных тел, очистная выемка осуществляется в восходящем порядке на уменьшающийся целик, что не допустимо в массивах, склонных к горным ударам. На Южном полиметаллическом месторождении (ОАО «ГМК «Дальполиметалл») разрабатываются тонкие жилы с прочными рудами и вмещающими породами, способными к накоплению потенциальной энергии упругого сжатия и разрушению в динамической форме. На глубине 150–200 м от поверхности при отработке рудного тела системой с магазинированием и подходе к потолочному целику в ряде блоков произошли серии горных ударов с тяжелыми последствиями.

Крайне ограниченные возможности управлять горным давлением при системах с открытым очистным пространством и поддержанием кровли рудными целиками и крепью. Образующееся при этом выработанное пространство, с увеличением размеров теряет свое равновесное состояние. Возникают условия для разрушения горной конструкции в опасных динамических формах, нарастает вероятность обрушения пород большими массами.

Эти явления хорошо иллюстрируются практикой подземных рудников Жезказганского месторождения медистых песчаников, разрабатываемых системой с камерно-столбовой выемкой. Несмотря на увеличение площади оставляемых внутрикамерных и панельных целиков (до 40% и более от площади панели) с глубины 450 м участились случаи обрушения кровли и взрывоподобное разрушение целиков.

По расчетам на глубинах 1000 м при камерно-столбовой выемке для поддержания кровли более половины запасов должно оставляться в целиках.

Таким образом, специфика больших глубин, рост горного давления и нарастающие трудности обеспечения безопасности горных работ исключают из применения или лишают самостоятельного значения целые классы систем разработки в известных классификациях.

В-третьих, в классификациях М.И. Агошкова и В.Р. Именитова отсутствует группа камерных систем разработки с закладкой, которые, на наш взгляд, имеют самостоятельное значение. Эти геотехнологии применяются на глубинах 1000 и более метров в двух вариантах: сплошной и с камерно-целиковым порядком выемки.

Камерно-целиковая отработка с закладкой достаточно широко распространена на подземных рудниках Канады (рудники «Инко» «Геко» «Кид Крик» и др.), Финляндии («Оутокумпо»), Австралии («Маунт Айза»), СНГ («Гайский», «Лениногорский», «Зыряновский» и др.). По мнению ряда специалистов область применения подобных геотехнологий из-за заметного роста концентрации опорного давления после выемки первичных камер ограничивается глубиной 600–800 м. Разрушение вторичных камер (целиков), выработок горизонта выпуска обусловливает необходимость перехода на варианты сплошной камерной отработки, положительно зарекомендовавшей себя на рудниках Норильского региона.