Предыдущая часть документа
После открытия вруба буровой станок для глубоких скважин (см. рис. 74.15) начинает проходку подэтажных выработок, точно следуя подробному плану, разработанному специалистами-взрывниками, где обозначены все шпуры для взрывчатки, положение устья, глубина и направление шпуров. Буровой станок продолжает работу, пока не будут завершены все кольца на одном подэтаже. Затем его перемещают на другой подэтаж для продолжения работы. Одновременно в шпуры закладывается взрывчатка, и серия взрывов, покрывающая значительную часть поверхности внутри забоя, откалывает за один раз большой объем породы. Взорванная порода падает на дно забоя, где ее подбирают погрузочно-транспортные машины и перевозят в пункт выпуска ниже забоя. Обычно бурение глубоких скважин предшествует взрывным работам, обеспечивая резерв готовой к вырубке руды, способствуя более эффективному рабочему графику.
--------------------------------------------------------------------------------
Рис. 74.15 Буровая каретка
--------------------------------------------------------------------------------
Подэтажная выработка - высокопроизводительный метод горных разработок. Эффективность увеличивается благодаря возможности использовать полностью механизированные высокопроизводительные буровые станки для глубоких скважин, причем эти станки могут использоваться непрерывно. Этот метод, кроме того, относительно безопасен, поскольку бурение внутри подэтажных выработок и очистка через пункты выпуска позволяет не подвергать шахтеров опасности попасть под обвал.
Выемка обратным ходом с помощью вертикальной воронки
Подобно подэтажной выемке и выемке с магазинированием, разработка месторождения обратным ходом с помощью вертикальной воронки (ОХВВ) применимо к оруднениям с большим углом падения пласта. Однако методика взрывных работ при этом другая: порода раскалывается мощными, концентрированными зарядами, которые закладывают в скважины ("воронки") очень большого диаметра (около 165 мм) на расстоянии примерно трех метров от свободной поверхности породы. Взрывы образуют конусообразное отверстие в массе породы вокруг скважины, что делает возможным оставлять взорванный материал в забое на стадии добычи и использовать закладочную породу для поддержания стен забоя. Требования к стабильности породы ниже, чем при подэтажной выработке.
Предварительная работа при разработке методом ОХВВ сходна с таковой при подэтажной выемке, за тем исключением, что она требует проведения как верхней, так и нижней зарубки. Верхняя зарубка необходима на первой стадии, чтобы расчистить пространство для бурового станка, который будет бурить взрывные шпуры большого диаметра и для обеспечения доступа к шпурам при проведении взрывных работ. Нижняя зарубка обеспечивает свободную поверхность, необходимую для взрывов, используемых при методе ОХВВ. Она может также обеспечивать доступ для погрузочно-транспортных машин (управляемых дистанционно оператором, находящимся вне забоя) для извлечения взорванной руды из пунктов выпуска под забоем.
Обычно серия взрывных шпуров при методе ОХВВ образует рисунок 4,0м х 4,0 м, направленный вертикально или с крутым наклоном. Заряды строго на расчетном расстоянии друг от друга, так, чтобы освободить поверхность внизу. Их одновременный взрыв отламывает горизонтальный пласт руды толщиной около 3,0 м. Взорванная порода падает в нижележащий забой. Регулируя скорость очистки, забой оставляют все время частично наполненным, так что закладка помогает укрепить стенки забоя во время добычи. Последним обрушивают в забой верхнюю зарубку, после чего забой полностью очищается и подготавливается к обратной закладке.
Шахты, разрабатываемые методом ОХВВ, часто используют систему первичных и вторичных забоев в рудное тело. На первой стадии вырабатываются первичные забои; они закладываются цементированным наполнителем. Затем забой на время оставляют, чтобы закладочный материал успел схватиться. После этого шахтеры возвращаются и вынимают руду в столбах между первичными забоями, формируя таким образом вторичные забои. При использовании цементированного закладочного материала такая система позволяет выбрать запасы руды почти на 100%.
Подэтажное обрушение
Подэтажное обрушение применяется при разработке месторождений с падением от крутого до умеренного и большой протяженностью в глубину. Руду необходимо расколоть взрывами на блоки такого размера, чтобы с ними можно было работать. После выемки руды висячий бок обрушивается, и над рудным телом земля на поверхности проседает. (Это место необходимо огородить, чтобы там в это время не оказалось людей.)
Подэтажное обрушение основано на том, что взорванная породная масса, содержащая как руду, так и пустую породу, идет внутрь самотеком. Эта породная масса сначала дробится путем бурения и взрывания, а затем вычищается через квершлаг ниже обрушения породы. Этот метод квалифицируется как безопасный, поскольку шахтеры всегда работают в выработках примерно такого же размера, как квершлаг.
Схема подэтажного обрушения определяется подуровнями с правильной системой штреков, проложенных в рудном теле на довольно близком расстоянии друг от друга (от 10,0 до 20,0 м) по вертикали. Расположение штреков на каждом подэтаже одно и то же (параллельные выработки, идущие через рудное тело от транспортной выработки у лежачего бока к висячему боку), но на каждом уровне они немного сдвинуты относительно предыдущего, так что штреки нижележащего уровня лежат между штреками вышележащего. Поперечный срез показал бы ромбовидный рисунок с правильным расположением штреков по вертикали и горизонтали. Таким образом, подэтажное обрушение требует большой подготовительной работы. Однако выработка штреков - задача простая и может быть легко механизирована. Работа над множественными горизонтальными штреками на нескольких подэтажах благоприятствует эффективному использованию оборудования.
Когда завершена разработка подэтажа, туда перемещается буровой станок для проходки глубоких скважин, чтобы пробурить шпуры под взрывы, веерообразно расположенные в вышележащей породе. Когда все взрывные шпуры готовы, буровой станок перемещается на подэтаж ниже.
Взрывание с бурением глубоких скважин под заряды раскалывает породную массу выше штрека данного подэтажа, образуя полость, которая начинается от висячего края и идет к лежачему краю по прямому фронту через рудное тело на этом подэтаже. Вертикальный срез показал бы "лестницу", в которой каждый вышележащий подуровень сдвинут на шаг вперед относительно нижележащего.
Взрыв наполняет забой данного подэтажа смесью руды и пустой породы. Когда приходит погрузочно-транспортная машина, полость содержит 100% руды. По мере погрузки доля пустой породы постепенно увеличивается, пока оператор не решит, разбавление руды пустой породой слишком велико, и не прекратит погрузку. Когда погрузчик переходит в следующий штрек, чтобы продолжить очистку, его место занимает взрывник, чтобы подготовить следующее кольцо шпуров для очередного взрыва.
Очистка на подэтажах идеально подходит для использования погрузочно-транспортных машин, которые выпускают разного размера для использования в разных ситуациях. Машина заполняется рудой, отъезжает примерно на 200 м до рудоспуска, разгружается и возвращается для новой загрузки.
Подэтажное обрушение - пример схемы организации работы с повторяющимися рабочими процедурами (подготовительная проходка, бурение глубоких шпуров, закладывание зарядов и взрывы, загрузка и транспортировка), которые проводятся независимо друг от друга. Это позволяет непрерывно переносить выполнение каждой процедуры с одного уровня на другой, обеспечивая наиболее эффективное использование рабочего времени и оборудования. Шахта, в сущности, аналогична фабрике, разделенной на цехи. Однако, подэтажное обрушение, будучи менее избирательно, чем другие методы, не дает особенно высоких коэффициентов извлечения. Полость обрушения содержит от 20 до 40% пустой породы, а потери руды колеблются от 15 до 25%.
Блочное обрушение
Следующая часть документа