Система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой

Общие положения.

В условиях повышенного горного давления и при отработке сильно трещиноватых руд, во избежание разрушения целиков в период отработки камерных запасов (что имеет место при двух стадийной выемке), должна применяться система этажного принудительного обрушения с одностадийной (сплошной) выемкой руды.

При разработке рудного поля системой со сплошной выемкой руды фронт очистных работ в блоке должен быть прямолинейным. Допускается опережение фронта работ в блоке у границ с обрушенной частью поля до 40 м. Опережение фронта очистных работ между группами блоков не регламентируется, при этом, необходимо предусматривать отрезку массива налегающих пород между смежными группами блоков на высоту не менее 2/3 мощности рудного тела взрыванием рядов или вееров скважин, наклоненных на неотработанный массив под углами 65єч75є.

При одностадийной выемке блоки отрабатывают лентами.

Параметры лент принимаются:

• — ширина 10−15 м;
• — длина определяется границами блока;
• — высота равна вертикальной мощности рудного тела.

Взрывание лент можно производить на всю длину или частями.

Подготовительные и нарезные работы. Подготовка блока заключается в проведении комплекса выработок, необходимых для ведения очистных работ в соответствии с принятой системой разработки.

Скреперные штреки проходят перпендикулярно фронту очистных работ с расстоянием между ними 10−15 м. Возможно расположение скреперных выработок параллельно фронту очистных работ.

Буровые штреки I бурового и вентиляционного горизонтов проходятся перпендикулярно фронту очистных работ. Расстояние между ними на I буровом горизонте составляет 10−20 м, на вентиляционном — 30 м.

При мощности рудного тела 30−50 м дополнительно может подготавливаться II буровой горизонт. Расстояние между выработками II бурового горизонта определяется применяемым буровым оборудованием.

На горизонтах скреперования, первом, втором буровом и вентиляционном горизонтах проходят выработки (орты) через 60−70 м параллельно фронту очистных работ в отрабатываемой группе блоков. Из них осуществляют проходку буровых и скреперных штреков. Траншейно-буровые выработки проходят из выпускных штреков скреперования.

Для конкретных горно-геологических и горнотехнических условий допускается изменять схемы подготовки, размеры выработок и порядок ведения работ по локальным проектам.

Выработки, предназначенные для посадки налегающих пород, проходят исходя из принятого шага обрушения и толщины обрушаемого слоя.

Выемка лент:

Выемку лент производят с отбойкой руды в зажиме. В зависимости от мощности рудного тела отбойка может выполняться:

• — веерами восходящих скважин диаметром 60−65 мм при мощности рудного тела до 15 м;
• — комбинированным способом (восходящими и нисходящими веерами скважин) при мощности более 15 м;
• — возможна отбойка веерами восходящих скважин диаметром 105−110 мм при мощности до 20−25 м.

Рисунок — Система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой:

При комбинированном способе отбойки руды в ленте восходящие веера скважин диаметром 60−65 мм бурят из буровых штреков I бурового горизонта, нисходящие скважины диаметром 105−110 мм — из выработок вентиляционно-бурового горизонта. При высоте ленты более 30 м рекомендуется производить с трех буровых горизонтов. С I и II буровых горизонтов бурят восходящие веера скважин диаметром 60−65 мм, с вентиляционно-бурового — нисходящие веера скважин диаметром 105−110 мм. В случае возможности массива из выработок I бурового горизонта «круговыми» веерами скважин диаметром 105−110 мм — допускается проведение отбойки массива при отсутствии II бурового горизонта.

Расположение и количество скважин в веерах определяется высотой и фактическим положением буровых выработок и определяется проектом (паспортом).

Расстояния между веерами и между концами скважин определяются в соответствии с физико-механическими свойствами руды (породы) и принимаются:

• — при диаметре 60−65 мм — расстояние между веерами (рядами) 1,1−1,5 м_, между концами скважин 1,9−2,4 м;
• — при диаметре 105−110 мм — расстояние между веерами 1,8−2,4 м, между концами скважин 2,4−3,6 м.

Допускается изменение рекомендованных параметров бурения и взрывания с составлением локального проекта (паспорта на обуривание), утверждаемого главным инженером.

Ширина отбиваемой ленты обуславливается физико-механическими свойствами и мощностью рудного тела, принятой схемой подготовки днища и может составлять 10чI5 м.

Длина взрываемого участка ленты определяется горнотехническими условиями, объемом добычи, календарным планом горных работ и устанавливается проектом.

На вновь отрабатываемом участке рудного тела очистные работы при применении системы этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой должны начинаться с образования компенсационного пространства по всей длине блока. Компенсационное пространство образуют путем выемки камер по локальному проекту, утвержденному главным инженером рудника.

Рисунок — Очередность взрывания скважин:

Выемка лент может осуществляться следующим образом:

• — производят отбойку ленты с одновременным принудительным обрушением пород кровли в границах отрабатываемой ленты и последующим полным выпуском руды из нее;
• — осуществляют последовательную отбойку двух-четырех лент с временным маганизированием руды в них. Принудительное обрушение налегающих пород производится одновременно с отбойкой последней из этих лент. Полный выпуск руды из лент после посадки кровли ведется с поддержанием горизонтального или наклонного контакта с обрушенными породами. При одностадийной отработке с отбойкой в зажиме, для предотвращения заброса руды в отработанное пространство и ее потерь при отбойке необходимо обязательное заполнение горной массой выработанного пространства соседней ленты.

Заполнение выработанного пространства осуществляется путем принудительного обрушения пород или временным маганизированием отбитой в соседней ленте руды.

Отработка рудного тела может вестись с прямолинейной, уступной или наклонной формой очистного забоя по высоте.

Уступная и наклонная форма очистного забоя по высоте применяются как меры борьбы с деформациями при забойной части не отбитого рудного массива. Форма очистного забоя по высоте определяется проектом.

Уступная форма очистного забоя по высоте обеспечивается опережающей отбойкой запасов верхнего подэтажа относительно нижнего. Величина опережения отбойки верхнего подэтажа относительно нижнего в плане должна составлять не более 30 м. Наклонная форма очистного забоя создается при опережающей отбойке верхнего подэтажа путем бурения и взрывания буровых скважин. Угол наклона определяется проектом (паспортом на обуривание). Для защиты торцевых частей лент рабочего блока, расположенных у границ с ранее отбитым (отработанным) блоком смежной группы блоков, разрешается применение опережающей отбойки верхней части рудного массива с помощью отбойки дополнительной (защитной) ленты. Дополнительная лента располагается у границы с соседней ранее отбитой (отработанной) группой блоков и ориентирована параллельно этой границе. Опережение в дополнительной ленте должно быть не менее 30 м относительно фронта очистных работ защищаемого рабочего блока (группы блоков). Длина одновременно взрываемой дополнительной (защитной) ленты ограничивается линией фронта очистных работ в соседней группе блоков. Ширина этой ленты должна быть в пределах 10ч20 м.

Рисунок — Схемы формирования дополнительной ленты:

Допускается опережение (отставание) фронта очистной выемки в смежных панелях в пределах блока не более чем на одну ленту (10−15 м), между блоками.

Посадка кровли.

Посадка кровли осуществляется путем принудительного обрушения налегающих пород зарядами ВВ, размещаемыми в скважинах.

При выемке одной ленты с последующим полным выпуском руды из нее до отбойки следующей, шаг посадки должен быть равен ширине ленты. При выемке лент с временным маганизированием отбитой руды не менее чем в двух лентах, но не более чем в четырех, шаг посадки должен быть кратным ширине двух-четырех лент соответственно.

Высота принудительного обрушения налегающих пород устанавливается локальным проектом (паспортом на обуривание) в зависимости от горнотехнической обстановки, но должна быть не менее 2/3 мощности рудного тела в начале отработки поля, участка. При дальнейшей отработке поля (участка), когда обрушение вышло на земную поверхность, принудительное обрушение налегающих пород кровли может осуществляться на высоту не менее ½ мощности рудного тела. При разрезке новой группы блоков в поле (участке), над которым сформировалось обрушение до поверхности, высота посадки на расстоянии 20 м в каждую сторону от оси разрезки должна быть не менее 2/3 мощности рудного тела.

Расположение, количество, длину посадочных скважин и другие параметры БВР устанавливают локальным проектом (паспортом на обуривание).

Принудительное обрушение налагающих пород может быть выполнено:

• — восходящими скважинами с вентиляционно-бурового горизонта (рисунки 3.10, 3.6);
• — комплектами скважин из посадочных восстающих;
• — горизонтальными, наклонными и нисходящими скважинами с посадочного горизонта;
• — отрезкой кровли рядами (веерами) восходящих скважин (способ посадки крупными блоками), распложенных друг от друга на расстоянии, равном шагу посадки, но не более 30ч40 м);
• — комбинированным способом — скважинами, забуренными из вентиляционного и посадочного горизонтов.

Допускается посадка кровли скважинами, забуренными из буровых горизонтов при условии соблюдения шага и высоты посадки. При посадке кровли восходящими скважинами с вентиляционно-бурового горизонта веера скважин располагают вертикально или с наклоном в сторону отработанного пространства и взрывают их одновременно со скважинами, забуренными для отбойки руды в ленте.

Рисунок — Схемы принудительного обрушения пород кровли вертикальными (А) и наклонными (Б) веерами восходящих скважин с вентиляционно-бурового горизонта:

При посадке кровли крупными блоками плоскости посадочных скважин располагают вертикально или под углом 65єч75є в сторону неотработанного массива или в сторону отработанного пространства.

Посадочные скважины взрываются одновременно со скважинами, забуренными для отбойки руды в ленте. При комбинированной посадке с посадочного и вентиляционно-бурового горизонтов, посадочные скважины взрывают только в границах отбиваемой ленты, одновременно с ней. Допускается опережающее взрывание скважин с посадочного горизонта на ширину не более одной ленты (не более 15 м). Скважины, забуренные для посадки кровли с вентиляционно-бурового горизонта, взрывают не более чем на ширину отбиваемой ленты, одновременно с ней.

Посадка кровли комплектами скважин с посадочного горизонта может вестись с опережением на одну ленту по отношению к отбиваемой ленте. В этом случае вентиляционно-буровой горизонт должен быть расположен на 6−8 м ниже кровли рудного тела. Обуривание под кровельного слоя с этого горизонта должно осуществляться восходящими комплектами скважин.

При посадке кровли крупными блоками (крупноблочная посадка) из буровой выработки посадочного горизонта, параллельной фронту очистных работ, бурятся ряды параллельных горизонтальных и нисходящих вертикальных или наклонных скважин, с контуром с двух сторон обрушаемый блок налегающих пород на вою длину посадки. Расстояния между скважинами, при мгновенном их взрывании, должны обеспечивать образование прорезных щелей по контурам посадочного блока (для скважин диаметром.105−110 мм они составляют 1,8−1,9 м).

Размеры посадочных блоков принимаются исходя из принятого шага посадки и высоты обрушения налегающих пород.

Выработки посадочного горизонта располагают в налегающих породах на расстоянии от вентиляционно-бурового горизонта, обеспечивающем требуемую толщину слоя принудительного обрушения пород кровли.

Расстояние между выработками посадочного горизонта определяется шагом посадки, глубиной бурения скважин и условиями проветривания.

При отсутствии отдельного посадочного горизонта посадка кровли производится из посадочных восстающих. Количество посадочных буровых камер по высоте восстающего зависит от толщины обрушаемого слоя налегающих пород. Посадочные восстающие располагаются по фронту очистных работ через 60 м, а по глубине фронта в соответствии с принятым шагом обрушения. Возможна опережающая посадка кровли восходящими скважинам из выработок вентиляционно-бурового горизонта. Обуривание рудного уступа осуществляется при этом восходящими скважинами из выработок бурового горизонта.

Рисунок — Схема опережающего принудительного обрушения пород кровли:

Параметры и порядок обрушения налегающих пород определяются проектом на производство массового взрыва по отбойке ленты. При весьма сильной нарушенности пород кровли и их склонности к обрушению допускается ведение очистных работ без принудительной посадки.

В процессе ведения очистных работ могут быть применены другие варианты посадки кровли по проектам (паспортам на обуривание), утвержденным главным инженером РУ «Норильск-1».