Болатова А.Б., Елгазинов Д.С.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им.Д.Серикбаева

ПРИОРИТЕТЫ ВЫБОРА НA ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ РУДНИКАХ НИСХОДЯЩЕГО ВАРИАНТА СЛОЕВОЙ СИСТЕМЫ PA3PAБOTКИ С ЗАКЛАДКОЙ

В связи с постепенным осложнением горногеологических условий разработки месторождений, общей тенденцией сокращения и ухудшения сырьевой базы, действующих предприятий основным направлением развития горнодобывающей промышленности становится рост интенсивности добычи и повышение качества извлечения полезного ископаемого из недр.

Достижение поставленной цели возможно путем расширения использования известных и поиска новых вариантов систем разработки с закладкой выработанного пространства, особенно твердеющими смесями, а также освоением передового горнодобычного оборудования.

При отработке неустойчивой руды, различного рода целиков, руд, склонных к самовозгоранию, расширяется использование нисходящего варианта системы разработки горизонтальными или наклонными слоями с закладкой. Эта система весьма эффективно применяется в самых сложных горногеологических и горнотехнических условиях при отработке как ценных, так и рядовых руд у нас в республике и за рубежом. Варианты систем с использованием твердеющей закладки и самоходного оборудования позволяют достичь, наряду с ростом безопасности и качественных показателей добычи, увеличения интенсивности горных работ.

В статье сделана попытка обобщения опыта применения нисходящей слоевой системы разработки с закладкой.

Нисходящий и восходящий варианты слоевых систем разработки с закладкой известны в горнодобывающей промышленности с древнейших времен. Их использовали, в основном, при отработке жильных месторождений, представленных неустойчивой рудой, залегающей в неустойчивых породах, для закладки применялась порода от расширения очистного пространства или специально добываемая под землей или на поверхности. При нисходящем варианте на почве отработанного слоя устраивался прочный настил, на который наваливали боковые породы или вручную забрасывали закладку. Нижележащий слой отрабатывался с креплением всплошную.

После внедрения на доставке руды скреперных лебедок их стали применять для подачи и размещения в выработанном пространстве закладочного материала. Закладкой в большинстве случаев служила порода, получаемая при проведении выработок. Закладочные работы характеризовались очень высокой трудоёмкостью. Использование сыпучей закладки предъявляло высокие требования к качеству возводимого настила. В процессе закладки и очистных работ повреждались отдельные части настила, что приводило к дополнительному расходу материалов, просыпанию закладки в очистное пространство и разубоживанию руды. Особенно часто это наблюдалось при скреперной доставке закладки в выработанное пространство.

Дальнейшее развитие системы шло в направлении механизации закладочных работ, повышения надежности настилов и поиска новых материалов для закладки. Крупным шагом в развитии системы стало использование пневматического и гидравлического способов подачи закладки в выработанное пространство с одновременной заменой деревянного настила металлическим или бетонным. Применение шламовых хвостов в качестве материала для гидравлической закладки явилось предвестником использования низкомарочных бетонов на основе хвостов обогащения, способствующих резкому расширению области применения нисходящей слоевой системы разработки с закладкой. Соответственно изменились также технология ведения очистных и закладочных работ, параметры системы. Устойчивая искусственная кровля из закладки о регулируемой прочностью позволила развить технологические решения отработки руды слоями о учетом использования передового самоходного оборудования, что значительно повысило производительность системы и сделало ее конкурентоспособной в сравнении с системами с обрушением, магазинированием, слоевой с закладкой и восходящим порядком выемки, особенно при отработке ценных неустойчивых руд.

Если 30 лет назад система считалась малоэффективной и область её использования ограничивалась лишь выемкой целиков и некоторыми исключительными случаями отработки, экстремально неудобными для выемки ценных руд, то с применением сравнительно дешевой низкомарочной твердеющей закладки она стала рентабельной в условиях, не допускающих ранее ее эффективного применения.

В настоящее время слоевая система разработки с закладкой и нисходящим порядком выемки применяется в самых тяжелых горногеологических и горнотехнических условиях (месторождение «Бакырчик», «Орловский» рудник). Это рудные тела с падением от пологого до крутого, мощностью от нескольких сантиметров до ста и более метров, залегающие в породах от устойчивых до весьма неустойчивых, исключающие проведение выработок без крепления. Система позволяет вести безопасную качественную отработку междукамерных и междуэтажных целиков, оставленных между обрушенными или заложенными камерами (рудник «Раммельсберг»), охранных целиков под зданиями сооружениями, плывунами, водными стоками и т.п.

Применение твердеющей закладки исключает условия для нарушения налегающих пород, что весьма важно при отработке пожароопасных месторождений или, как это имеет место на рудниках Норильского ГМК, при опережающей выемке сплошных руд с последующей отработкой налегающих вкрапленных руд. Поддержание пород в состоянии естественного равновесия уменьшает величину горного давления, смягчает характер его проявления. После отработки и закладки первых слоев расположенный ниже участок рудного массива оказывается в значительной мера разгруженным от давления налегающих пород, чем обеспечивается безопасность ведения горных работ. Выемка руды слоями относительно небольшой высоты позволяет эффективно разрабатывать рудные тела весьма сложной конфигурации, обеспечивая почти полное извлечение полезного ископаемого,

В отличие от восходящего порядка выемки работы на слое ведутся на плотной почве - рудном целике, чем облегчается эксплуатация оборудования, прежде всего достаточного, а наличие искусственной кровли уменьшает зависимость показателей добычи от горногеологических условий района блока.

Основное преимущество системы заключается в наличии над очистными работами искусственной кровли с контролируемой прочностью. Достижение гарантированной устойчивости закладки позволяет использовать наиболее прогрессивные методы отработки: увеличение сечения очистных выработок, работа с минимальным расходом крепи или вообще без крепления, применение самоходного оборудования, включая проходческие комбайны.

Немаловажным преимуществом системы является также высокое качество извлечения запасов из недр. Система позволяет свести к минимуму, а при четкой организации работ полностью исключить потери руды в процессе очистной выемки, Часть отбитой руды нa почве выработок, уборка которой затруднительна в процессе очистных работ, извлекается при отработке нижележащего слоя. Разубоживание руды при системе также минимальное и связано, в первую очередь с правильным планированием и ведением работ в слое, а также качеством закладки. Искусственная кровля позволяет расширить парк используемого оборудования. Большинство рудников применявших нисходящую слоевую систему разработки с закладкой, переведены на самоходное оборудование, используемое на буровых, погрузочно-доставочных и вспомогательных работах.

Список литературы:

1. Опыт применения нисходящей слоевой системы разработки с закладкой. Мкртчян Т.А., Тащян О.С. Ереван, 1987 г.

2. Н.С. Булычев Механика подземных сооружений (в примерах и задачах), Недра, Москва, 1989. 314 с.