CC BY
14
- © С.О. Версилов, А.В. Фролов,
В.И. Дремов, Е.С. Версилова, 2014
УДК 622.273:622.33
С.О. Версилов, А.В. Фролов, В.И. Дремов, Е.С. Версилова
О ПОВЫШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОТРАБОТКИ НАКЛОННЫХ РУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ
Опорные целики в рудниках со временем разрушаются, теряют прочность. Одним из решений данной проблемы является система разработки с гидравлической закладкой. Для предотвращения растекания материала закладки предлагается нагнетание вяжущего раствора в нижнюю часть закладочного массива. Ключевые слова: рудник, система разработки, целик, прочность, гидравлическая закладка.
Подземные горные работы негативно влияют на окружающую природную среду. При выемке полезного ископаемого (отработке очистных камер) образуются пустоты, которые приводят к обрушению кровли отработанного пространства, и в дальнейшему проседанию земной поверхности, ее деградации и разрушению всех экосистем.
В этом случае для сохранения земной поверхности применяют системы разработки, которые позволяют поддерживать кровлю очистных камер и не допускают активизацию движения пород налегающей толщи (системы класса с естественным или искусственным поддерживанием кровли выработанного пространства). Например, при отработке наклонных рудных залежей широко применяется камерно-столбовая система разработки: с одной стороны она универсальна (применяется при различных горно-геологических условиях, а с другой стороны камерно - столбовая система разработки на определенный период сама является природоохранной технологией,так как рудные целики (столбы) являясь естественной опорой налегающей толщи, препятствующие ее обрушению.
Однако, проблема заключается в том, что со временем, опорные целики, (столбы), поддерживающие кровлю, разрушаются и перестают быть опорой для налегающей толщи. То есть, прослеживается определенная зависимость изменения прочности пород со временем, которую можно аппроксимировать следующим выражением
ст = 4Е - 0,5t2 - 0,016t + 0,6962,
где t - время, год; ст - предел прочности основного материала целика, т/м2.
Одним из возможных вариантов решения вышеуказанной проблемы является упрочнения рудных целиков, например, при применении системы разработки с гидравлической закладкой. В этом случае в начальный момент деформирования целиков закладочный массив ограничивает боковые перемещения стенок рудного целика и создает пассивное давление.
Для расчета величины упрочнения рудных целиков закладочным массивом получена следующая зависимость:
К^ = 1,6 • 10-4 | 3500 - • tan го | • tan го0 • tan го
где: Кзакл - коэффициент упрочнения рудных целиков закладкой; Кш - коэффициент, учитывающий трещиноватость рудного массива; у0 - объемный вес закладки, н/м3; Ь0 - высота закладочного массива, м; ш0 - угол внутреннего трения материала закладки, град; ш - угол внутреннего трения рудного массива, град. При этом:
п р
Ю = — + — ;
4 2 '
п
4'
Ро. 2
Расчеты по вышеприведенной формуле показывают, что для рудных целиков высотой 3-6 м (что имеет место при применении камерно-столбовых систем разработки) коэффициент упрочнения гидравлической закладкой составляет 1,4-1,5.
Вариант разработки наклонных рудных залежей камерно-столбовой системой, обеспечивающей сохранение земной поверхности за счет повышения прочности рудных целиков, представлен на рисунках, где на рис. 1 разрез очистного блока вертикальной плоскостью по падению рудного тела, на рис. 2 - разрез очистного блока горизонтальной плоскостью по падению рудного тела.
Технология применения природоохранной камерно-столбовой системы разработки с закладкой реализуется следующим образом: в лежачем боку проходят блоковые восстающие 1, штреки скреперования 2 и рудоспуски 3. В рудном теле проходят дополнительные штреки скреперования 4, которые сбивают между собой междупанельными буровыми восстающими 5. Часть рудного тела по падению между двумя дополнительными штреками скреперования образует очистную панель. Устье буровых восстающих оформляют для приема обрушенной руды.
В первую очередь отрабатывают запасы панели с оставлением междупанельных целиков 10. Из восстающих 5 бурят скважины 7, отбивают руду и доставляют ее силой взрыва к дополнительному штреку скреперова-ния 4. Одновременно с началом разделки междупанельного бурового восстающего 5 в камеру 6 из середины следующего междупанельного бурового восстающего, в сторону отрабатываемых запасов (предыдущего восстающего) проходят сбойку 14, которую сбивают с камерой 6. Из сбойки 14 бу-
Рис. 1. Разрез очистного блока вертикальной плоскостью по падению рудного тела
рят скважины 17, отбивают руду и доставляют ее силой взрыва в камеру 6 и далее скреперование ковшом 9 к дополнительному штреку скреперования 4, и затем по дополнительному штреку скреперова-ния 4, совместно с рудой добываемой посредством взрыва скважин 7 скрепером (не обозначено) доставляют к рудоспуску 3 и далее по блоковому восстающему 5 на погрузку в откаточные вагонетки.
Во второй стадии дополнительные штреки скреперования 4 используют для обуривания рудных запасов скважинами 12. Перед обрушением руды путем взрыва зарядов в скважинах 12, производят закладку отработанных камер 6 и меж-дуцеликовых камер 16 вышележащей панели. Закладочный массив 18, являясь искусственной опорой налегающей толщи, препятствует активизации ее сдвижения в отработанные камеры, и соответственно, разрушению и деградации земной поверхности и всех ее экосистем. Для предотвращения растекания материала закладки и его разрушения как искусственной опоры налегающей толщи горных пород, в отработанные камеры нижележащей панели, в нижнюю часть закладочного массива нагнетают вяжущий раствор (например, цементное молоко), с помощью которого формируется монолитная зона опора. Подачу цементного молока производят, например, по трубопроводу, который прокладывают по дополнительному штреку скреперования 4 (на рис. 2 не показано), а демонтируют после подачи необходимого объема вяжущего и перед взрывом скважин 12. Обрушенную руду через выпускные воронки 11 доставляют на основные штреки скреперования 2 и далее транспортируют по блоковому восстающему. Принятое направление отбойки массива скважины 12 относительно рудных целиков позволяет свести к минимуму потери за счет уменьшения разлета кусков руды в очистные камеры.
После отработки рудных запасов в первую и во вторую стадии остаются рудные целики 13, которые препятствуют обрушению пород кровли очистных камер, снижая разубоживание. В свою очередь, закладочный массив 18 предотвращает разрушение ранее созданных естественных опор налегающей толщи горных пород - рудных целиков 13.
Рис. 2. Разрез очистного блока горизонтальной плоскостью по падению рудного тела
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ_
Версилов С.О. - доктор технических наук, профессор, Фролов А.В. - кандидат технических наук, профессор, Версилова Е.С. - аспирант,
Чибинев Н.Н. - кандидат технических наук, доцент,
Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) им. М.И. Платова; Дремов В.И. - доктор технических наук, профессор, МГИ НИТУ «МИСиС», e-mail: ud@msmu.ru.
UDC 622.273:622.33
ECOLOGICAL SAFETY IMPROVEMENT IN PITCHING ORE SHOOT EXTRACTION
Versilov S.O., Doctor of Technical Sciences, Professor, Frolov A.V., Candidate of Engineering Sciences, Professorp, Versilova E.S., Graduate Student,
Chibinev N.N., Candidate of Engineering Sciences, Assistant Professor, Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI); Dremov V.I. , Doctor of Technical Sciences, Professor,
Moscow Mining Institute, National University of Science and Technology «MISiS», e-mail: ud@msmu.ru.
The supporting pillars in the mines are destroyed with time, lose their strength. One solution to this problem is to design a system with hydraulic bookmark. To prevent the spreading of the material offered bookmark binder solution injection into the lower part of the filling mass.
Key words: mine development system, rear sight, strength, hydraulic tab.
ПОЛЕМИКА НАД РАЗВИТИЕМ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
(№ 1027/07-14 от 19.05.14, 13 с.) Банасиковска Янина - старший преподаватель, e-mail: janina.banasikowska@ue.katowice.pl, Экономический университет в Катовицах, Польша.
THE CONTROVERSY OVER THE DEVELOPMENT OF THE INFORMATION SOCIETY
Banasikowska Janina, Ph.D епд., Graduate Ph.D,
University of Economics in Katowice, Department of Computer Science, Poland.
_ РУКОПИСИ,
ДЕПОНИРОВАННЫЕ В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ «ГОРНАЯ КНИГА»
