Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow Подземная разработка месторождений

ИСКУССТВЕННОЕ ПОДДЕРЖАНИЕ ВЫРАБОТАННОГО ПРОСТРАНСТВА

СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ С ЗАКЛАДКОЙ

Особенности систем с закладкой

Отличительная особенность вариантов систем разработки с закладкой — заполнение выработанного пространства закладочным материалом по мере развития очистной выемки.

От систем разработки с закладкой отличают системы с последующей закладкой камер, которые применяются при системах разработки с открытым очистным пространством, с магазинированием руды и комбинированных. Закладка служит для того, чтобы предотвратить деформации массива, и выступает в качестве альтернативы целикам из ценных руд.

Подземный способ разработки связан с проблемами управления состоянием разрабатываемых массивов, полнотой использования недр, опасностью возгорания отбитой руды, обеспечением безопасных условий труда и других Поддержание выработанного пространства искусственными массивами из доступных материалов позволяет решать эти проблемы.

Потери и разубоживание полезного ископаемого. Потери руды в среднем составляют 25—30%, достигая 40—50% .

Засорение руд породами снижает их качество и затрудняет процесс переработки. Основной объем разубоживающих пород добавляется при выемке целиков. Применение закладки позволяет заменить рудные целики искусственными массивами.

Повышение безопасности работ. При разработке месторождений со сложным строением рудовмещающие массивы испытывают повышенные напряжения, которые сопровождаются деформациями, нередко аварийного характера. Искусственные закладочные массивы целенаправленно перераспределяют напряжения и устраняют опасность разрушения природных массивов и технологических объектов.

Сохранение земной поверхности. Нарушение земной поверхности горными работами наносит ущерб изменением режима грунтовых вод, обезвоживанием и истощением почв, что сопровождается снижением продуктивности земель в радиусе многих километров от рудника. Системы разработки с закладкой позволяют разрабатывать месторождения под водоемами, морским дном, зданиями и сооружениями, что дает возможность решать крупные экономические, демографические и социальные задачи.

Предупреждение рудничных пожаров. Применение закладки при добыче руд, склонных к самовозгоранию, дает возможность изолировать выработанное пространство, предупредив окислительные процессы, а следовательно, возникновение пожаров.

Опережающая разработка разносортных руд. При разработке некоторых месторождений возникает необходимость опережения выемки богатых руд без изменения состояния массивов бедных руд. Применение закладки позволяет это сделать.

Использование систем разработки с закладкой целесообразно при разработке не только ценных руд. Они повышают концентрацию горных работ, снижают затраты на вскрытие и подготовку месторождения, так как вскрывающие выработки можно не выносить за пределы зоны сдвижения.

Системы позволяют сочетать подземный и открытый способы разработки месторождений, что важно для концентрации работ (рис.3.1).

Система разработки с закладкой твердеющими смесями при комбинированном открыто-подземном способе разработки месторождения

Рис. 3.1. Система разработки с закладкой твердеющими смесями при комбинированном открыто-подземном способе разработки месторождения

Геомеханический смысл систем разработки с закладкой состоит в том, что рудный массив заменяется искусственным, который уравновешивает технологические напряжения в рудовмещающем массиве.

Системы этого класса нередко сочетаются с системами других классов.

Основными свойствами закладки являются прочность, структура, время набора прочности, технологичность и экономичность. Искусственный массив характеризуется прочностью на сжатие, изгиб, растяжение.

Прочность закладки

Нормативная прочность закладки — это способность закладки обеспечивать безопасное обнажение массива заданных параметров по истечении определенного времени. Она достигает 80—90% от максимальной прочности в годичном возрасте. Завышение нормативной прочности увеличивает стоимость закладочных работ и добываемых руд.

Нормативная прочность закладочного массива определяет расход вяжущих и инертных, стоимость смеси и себестоимость продукции горного предприятия.

Искусственный массив должен обладать определенными компрессионными свойствами и давать минимальную усадку со временем, под нагрузкой вышележащих пород и собственной массы.

Закладка должна сохранять устойчивость при выемке расположенных рядом целиков и сейсмическом воздействии взрывных работ, а также не должна увеличивать разубоживание горной массы при разрушении, так как это ухудшает извлечение металлов из руд при их переработке.

По мере опускания горных работ на глубину востребованность систем с закладкой возрастает, потому что при сильном горном давлении закладка представляет собой единственно возможное средство поддержания вмещающих пород. При разработке тонких жил системы с закладкой уменьшают разубоживание руды.

Варианты систем применяют в сложных условиях, например при выемке приповерхностных запасов в зоне выветривания пород (рис. 3.2).

На эффективность систем разработки с закладкой оказывает влияние источник получения закладочного материала.

Различают варианты доставки закладочного материала из внешних источников и получения его в пределах разрабатываемого блока за счет подрывки боковых пород.

Подготовка выработанного пространства к закладке — возведение перемычек для удержания закладочного массива и устройство дренажных каналов для стока воды и тонких шламов.

На подошву первого закладываемого слоя укладывают плотный настил. Наружные стенки восстающих и рудоспусков обшивают досками, не допуская возможности утечки закладочного материала.

Закладку подразделяют на самотечную, пневматическую и гидравлическую.

Самотечная закладка — сухой, дробленый материал, песчанистый гравий, хвосты обогатительных фабрик, гранулированные шлаки (рис.3.3). Содержание глины в закладочном материале — до 15—20%.

Прочность и компрессионные свойства сухой закладки повышаются путем инъецирования ее раствором вяжущего, в результате чего создается твердеющая смесь с заданными свойствами (рис.3.4).

Пневматическая закладка состоит из дробленых малоабразивных пород размером от 15 до 30 мм (80%); от 0,5 до 15 мм (20%). Увеличение содержания мелочи и пыли резко повышает расход сжатого воздуха. Содержание глины не должно превышать 15%, а максимальный размер куска не должен быть больше */3 диаметра трубопровода.

Выемка запасов системами с закладкой в приповерхностной зоне выветривания

Рис. 3.2. Выемка запасов системами с закладкой в приповерхностной зоне выветривания: а - схема работ; б - отработка вкрест простирания с опережающей отбойкой вертикальными скважинами; в - отработка по простиранию с опережающей отбойкой горизонтальными скважинами: 1 — рудная залежь; 2 — рыхлые отложения;3 — вертикальные взрывные скважины; 4 — буровая выработка; 5 — дно карьера; 6 — выработанное пространство;

7 — граница наносов; 8 — зона выветривания; 9 — граница зоны; 10 — сбойка; 11 — горизонтальные взрывные скважины; 12 — восстающие выработки; 13 — откаточный горизонт; 14 — замагазинированная руда; 15 — буровая установка; 16 — твердеющая закладка; 17 — сыпучая закладка

Гидравлическая закладка — крупнозернистые пески и обесшлам- ленные хвосты обогатительных фабрик. Закладочная смесь состоит из 60% песка и 40% щебня с крупностью кусков не более 20 мм. Усадка такого материала не превышает 6—9%.

Соотношение твердого вещества и воды в смеси принимается: для песка — от 1:0,75 до 1:1; для более крупного материала — от 1:1,5 до 1:2,5. В гранулированный шлак, транспортируемый водой по трубам, добавляют 10—15 % песчано-глинистого материала.

После размещения в выработанном пространстве закладочная смесь делает усадку:

  • • самотечная — 20—25%,
  • • пневматическая — 10—15%.
  • • гидравлическая — 5—10%.

Наличие в закладочном материале вяжущих веществ придает ему устойчивость, позволяя по истечении времени твердения обнажать заложенное пространство не только сбоку, но и снизу. Такая «твердеющая закладка» находит все более широкое распространение, потому что дает возможность вести очистную выемку без оставления целиков.

Система разработки подэтажными ортами с сухой закладкой

Рис. 3.3. Система разработки подэтажными ортами с сухой закладкой: 1 — породная закладка: 2 — отбитая руда; 3 — рудный массив

Инъецирование сухой закладки вяжущим материалом

Рис. 3.4. Инъецирование сухой закладки вяжущим материалом

По горизонтальным выработкам закладочный материал транспортируют в вагонетках, конвейерами, а внутри блоков и камер — самотеком, скреперами, реже конвейерами. Наиболее распространено перемещение закладочного материала по трубам сжатым воздухом или водой.

По времени заполнения выработанного пространства материалом различают камерные и слоевые системы разработки.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы