Камерно-столбовые системы

Рудник «Фукасава» разрабатывает месторождение полиметаллических руд. Строительство рудника осуществлялось в 1971— 1973 гг.

Месторождение представлено несколькими пологими рудными телами общей протяженностью 1500 м и шириной 700 м. Глубина залегания 400 м, средняя мощность рудных тел составляет 5,1 м. Разведанные запасы оцениваются в 3 млн. т руды с содержанием 1 г/т золота, 150 г/т серебра, 1% меди, 3% свинца, 12% цинка и 6% серы. Месторождение вскрыто двумя спаренными наклонными стволами длиной 2,2 км с углом наклона около 10°. Вскрытие наклонными стволами (рис. 55) с применением на проходке мощных машин было осуществлено в более короткие сроки, чем при вскрытии вертикальными стволами. Один наклонный ствол используется для доставки людей и материалов самоходными машинами, по другому стволу, оборудованному конвейером, транспортируется руда и порода: Расстояние между стволами 15 м. Размеры поперечного сечения стволов 4х2,8 м. Крепление бетонное.

Дробильная камера размещена в центре рудного тела и соединена с верхним транспортным горизонтом бункером и рудоспусками. Расстояние между транспортными горизонтами составляет 20 м. Горизонты 150 м и 170 м связаны непосредственно с транспортным стволом, а горизонты 190 м и 210 м связаны со стволом через уклон лежачего бока. Все машины, используемые для подземных работ, имеют дизельный привод.

Для отработки месторождения применяется почвоуступная выемка горизонтальными слоями с искусственной кровлей и с использованием погрузочно-доставочных машин.

Слой отрабатывается системой ортовой выемки. После отработки орта возводится искусственная кровля и слои закладывается пустой породой или хвостами обогащения. Все слои связаны между собой уклоном, пройденным по руде под углом не более 12° для перемещения самоходного оборудования. Из уклона проводятся нарезные штреки и орты, из которых начинается отработка слоя. Орты шириной 4 M п высотой 3 м крепятся деревом После выемки слоя на почве его укладывается армированный бетон или строительный раствор, который при отработке нижнего слоя служит искусственной кровлей. Отработанный слой затем заполняется закладочным материалом.

Отработка рудного тела ведется вниз по падению, поэтому подготовительные работы в нижнем слое ведутся одновременно с отработкой верхнего слоя, что позволяет осуществлять непрерывную добычу в блоке. Доставка руды к рудоспускам производится при небольших расстояниях (менее 150 м) погрузочно-доставочными машинами, а при больших расстояниях — самосвалами грузоподъемностью 10 т.

Из рудоспусков и породоспусков руда и порода поступают в соответствующий бункер, откуда подаются в дробильную установку. После дробления до 100 мм они конвейерами выдаются на поверхность.

Главный всасывающий вентилятор, установленный у устья конвейерного ствола, имеет производительность 4000 м3/мин. Свежий воздух подается по транспортному стволу.

Чтобы обеспечить быстрый ввод рудника в эксплуатацию, проходка наклонных стволов велась одновременно в 4 смены. В смену было занято 8 рабочих и 1 десятник. В то время, когда в одном стволе велась погрузка породы, в другом производили крепление, бурение и отбойку.

Через каждые 100 м между стволами проводились сбойки длиной 11 м. Подошва стволов и сбоек бетонировалась.

При проведении спаренных стволов (рис. 56) бурение забоев осуществлялось двумя молотками на пневмоподдержках. Уход забоя сечением в проходке 11,7 м2 за цикл составлял 1,4—1,5 м. Уборка породы из забоя производилась погрузочно-доставочной машиной, которая сначала доставляла породу в ближайшую сбойку, а затем грузила ее в самосвал. В начальной стадии проходки были заняты 1 машина и 2 самосвала; когда расстояние увеличивалось, в комплексе с машинами работали 4 самосвала. Стволы крепили в зависимости от устойчивости пород штанговой или стальной арочной крепью. Отдельные участки проходили без крепления или крепили набрызгбетоном. Полный цикл работ в одном забое занимал 4 ч (1 ч —буровзрывные работы, 1 ч — проветривание и крепление, 2 ч — погрузка). В 6-часовую смену в двух забоях выполнялось 3 цикла, на 12 циклов планировалось 17,4 м проходки. Достигнута скорость проходки 13,2 м/сут (356 м/мес при 27 рабочих днях). Средняя производительность труда при проведении спаренных стволов составляла 3,07 м/чел-смену.

Вскрытие месторождения наклонными спаренными стволами с использованием самоходного оборудования и применение полностью безрельсового способа подготовки в сочетании с конвейерной выдачей руды на поверхность обеспечило высокую интенсивность работ, простоту и надежность транспортной схемы и экономию рабочей силы.

Миргалимсайский полиметаллический рудник разрабатывает пластообразную залежь с углом падения 10—45° мощностью 12 м. Месторождение характеризуется сложными гидрогеологическими условиями. Руда устойчивая, за исключением участков окисленных руд; коэффициент крепости руды и смещающих пород (известняка) — 8—12.

Верхняя часть месторождения вскрыта штольнями и наклонными выработками; нижняя часть — вертикальными скиповыми (рудоподъемными) и вентиляционными вспомогательными стволами. Высота этажа 60—90 м.

Заслуживает внимания схема подготовки месторождения при применении камерно-столбовой системы разработки спаренными камерами с применением самоходного оборудования на бурении, погрузке и доставке отбитой руды и на вспомогательных операциях.

Бурение осуществляется самоходными установками СБУ-2, погрузка отбитой руды в самоходные челночные вагонетки с кузовом емкостью 6,7 м3 — машинами ПНБ-2 с загребающими лапами.

Для передвижения самоходных машин из камеры в камеру проходят наклонные (7°) ломаные выработки сечением 14—14 м2. Сумма отдельных прямолинейных участков достигает 170 м (рис. 57).

При проходке этих выработок используют те же машины что и при бурении и погрузке в очистных забоях. Из наклонных выработок отбитую руду транспортируют к участковым рудоспускам.

Подготовка очистных участков наклонными ломаными выработками обеспечивает гибкость системы, широкий фронт очистной выемки и эффективное использование высокопроизводительных самоходных машин.

Медный рудник «Гаспе» (Канада) производственной мощностью 2 млн. т/год разрабатывает месторождение, представленное четырьмя рудными зонами А, В, С и D.

Рудная зона А выходит па поверхность и является крупной залежью бедной руды, разрабатываемой открытым способом.

Нижняя рудная зона С представлена самым большим и богатым рудным телом с углом падения 12—28°, шириной 240—540 м и мощностью 6—36 м.

Рудная зона В расположена над южным флангом залежи С между двумя слоями крепких роговиков и включает несколько рудных тел различных размеров с разным содержанием меди.

Зоны В, С и D разрабатываются подземным способом. Основным рудным минералом зоны А является халькопирит, который тесно связан с пирротином и находится в почти одинаковых с ним количествах.

В зоне С весьма важным минералом является барит. Он находится во вкрапленной руде и в значительном количестве в прожилках вместе с халькопиритом.

Строительство рудника «Гаспе» было начато в 1952 г., в апреле 1955 г. вступила в эксплуатацию обогатительная фабрика.

Вскрытие месторождения осуществлено на гор. 337,5 м главкой штольней сечением 3х2,7 м, слепим вертикальным вентиляционным вспомогательным стволом и наклонной (под углом 19°) конвейерной рудоподъемной выработкой до гор. 510 м. Ниже гор. 510 м сооружен подземный дробильно-перегрузочный комплекс (рис. 58).

На руднике подготовлено восемь горизонтов: три выше главной штольни и пять ниже. Все штольни верхних горизонтов связаны с промышленной площадкой и поверхностными сооружениями рудника наклонными автомобильными дорогами.

Слепой вертикальный ствол имеет глубину 217,5 м и оборудован одноклетевым подъемом с противовесом. Клеть размером 4300х1950 мм вмещает 34 чел. или 7260 кг груза.

К моменту сдачи в эксплуатацию фабрики было пройдено 8560 м горизонтальных выработок, 2230 м рудоперепускных и других вспомогательных восстающих выработок, а на гор. 540 м и ниже его 15 200 м3 камерных выработок (в том числе выработки и камеры подземного дробильно-перегрузочного комплекса).

разработка залежей на руднике осуществляется камерно-столбовой системой. Камеры располагаются по простиранию, Ширина камер 13,5 м, целиков 10,5 м, длина камер 21 м. Расстояние между целиками (проемы) 13,5 м.

Выемка руды в камерах ведется слоями-уступами высотой 12 м с верхней подсечкой. Высота подсечки в зависимости от угла падения изменяется от 5 до 12 м.

Транспортирование руды из очистных камер к капитальным рудоспускам осуществляется дизельными автосамосвалами грузоподъемностью 6, 12, 18 т, а в последние годы — 30 т. Применяют также 14-тонные челночные троллейно-кабельные и дизель-электрические вагоны.

Для передвижения самоходного оборудования, доставки материалов и запасных деталей в выемочных участках слои сбиты между собой наклонными (под углом 6—7°) выработками. Эти выработки проходят в междукамерных целиках сечением 4,8х4,8 м.

Из капитальных рудоспусков руда крупностью до 1500 мм направляется в подземную дробильную камеру, где смонтированы две щековые дробилки (первая стадия дробления до 133 мм) и четыре конусные (вторая стадия дробления до 11 мм).

Руда, дробленная до крупности 10—12 мм, загружается на ленточный конвейер, установленный в наклонной рудоподъемной выработке, и выдастся па поверхность (на высоту 210 м по вертикали).

Конвейерная установка смонтирована в наклонной (под углом 19°) выработке сечением 3х2,5 м и протяженностью более 630 м. Наклонный ствол пройден без крепления в крепких устойчивых, породах.

Рудник «Саней» (Лотарингия) разрабатывает залежь мощностью до 6 м, которая состоит из нескольких пачек. Залегание равномерное и почти горизонтальное, руда и вмещающие породы относительно крепкие.

Все выработки проходятся по рудной залежи.

Месторождение подготавливают несколькими (от двух до пяти) главными откаточными штреками (рис. 59). Рудное поле на всю длину разбивают на панели шириной 100 м. Каждую панель вскрывают парными панельными (участковыми) штреками. Через 100 м по длине участковых штреков перпендикулярно к ним проводят нарезные штреки.

Часть рудного поля, ограниченная по ширине панельными штреками, а по длине нарезными штреками, представляет собой самостоятельный выемочный участок площадью 10 000 м2. Участок делят на камеры шириной 4—6 м и целики шириной 12—20 м. Транспорт по подготовительным выработкам осуществляется тяжелыми 16-тонными контактными электровозами и 10-тонными, большегрузными вагонетками.

Рудник «Ленгеде-Бройштедт» (ФРГ) разрабатывает мульдообразное рудное тело с углом падения 4—6°. Горно-геологические условия разработки неблагоприятны. Небольшая мощность покрывающих пород обусловливает большие притоки воды, в результате чего происходит глубокое размягчение глинисто-мергелистой почвы. Кровля, сложенная мягким мергелем, настолько неустойчива, что требует немедленного возведения крепи после выемки руды. На этом руднике несколько лет назад железную руду стали добывать комбайнами.

До внедрения комбайновой выемки руду добывали столбовой системой разработки с обрушением. Для подготовки выемочного поля (рис. 60) по восстанию проводили из откаточного штрека конвейерный бремсберг длиной около 300 м и по простиранию 13 выемочных штреков длиной по 200 м каждый, оборудованных ленточными конвейерами.

Для комбайновой выемки применена камерная система разработки с обрушением с надежным управлением кровлей. Подготовка рудного поля при этой системе производится по следующей схеме (рис. 61). С откаточного штрека проводят конвейерный бремсберг до границы выемочного поля. Из бремсберга засекают выемочные штреки. Из последних отрабатывают камеры длиной 75 м. Камеры засекают под углом 60°. Между камерами оставляют целики шириной 3 м. От забоя до откаточного штрека руда подается по конвейерам. Комбайн «Континиус Майнер 6-РМ» фирмы «Джой» работает по принципу непрерывного действия так называемой системы с продольными барами.

Высокая производительность комбайна может быть получена только при непрерывном транспортировании руды от перемещающейся выемочной машины до стационарного погрузочного пункта.

Мягкая, размокающая почва не позволяет использовать безрельсовый транспорт. Поэтому по всему транспортному циклу применяются ленточные конвейеры. Новая система разработки требует многократного изменения направления потока руды по выработкам. Это решается с помощью перегрузочных пунктов.