Состав предприятий отрасли

Как показал опыт мировой практики, для подземной доработки рудных залежей в нерабочих бортах карьеров и за его контурами широко используют камерно-столбовую и этажно-камерную системы разработки, а также систему подэтажных штреков; при этом вскрытие прибортовых залежей осуществляют из зоны карьера штольнями или наклонными съездами. Применение данных систем особенно эффективно для доработки прибортовых запасов, залегающих в устойчивых породах.

Подземную доработку руд камерно-столбовой системой на карьерах осуществляют в случаях: а) превышения граничного коэффициента вскрыши, при котором эффективность открытых работ снижается;

 

б) невозможности развития фронта горных работ карьера из-за нахождения в проектных контурах карьера водоемов, рек, железнодорожных магистралей, жилых объектов и т. п.;

в) во избежание изъятия ценной плодородной земли.

Данную систему применяли для поддержания выработанного пространства оставляемыми целиками, что предотвращает обрушение бортов карьера и поверхности, а также для применения карьерной техники в подземных условиях.

Горизонтальные и пологие залежи разрабатывают с безэтажной, а слабонаклонные и наклонные – с этажной выемкой. Расстояние между этажными выработками по вертикали изменяется от 30 до 60 м. В последнее время наметилась тенденция при вскрытии и подготовке месторождений применять повышенную высоту этажа (115…200 м), что значительно сокращает объем горно-капитальных работ.

Обширные горизонтальные и пологие рудные залежи подготавливают и разрабатывают панелями, ширина которых изменяется от 15 до 150 м. Ширина камер колеблется от 6 до 18 м, а при весьма устойчивых налегающих породах достигает 30 м. Длина камер колеблется от 30 до 400 м, мощность отрабатываемых рудных тел – от 1,5 до 30 м. Камерам придавали правильную форму и располагали их параллельно друг другу по простиранию, по восстанию или под углом к восстанию, оставляя между ними сплошные ленточные или изолированные целики самой разнообразной формы (круглые, квадратные, прямоугольные). Наиболее распространены прямоугольные целики. Ширину ленточных целиков обычно принимали равной ширине камер.

Рудные залежи мощностью до 8…10 м отрабатывают сплошным безуступным забоем, а мощностью от 8 до 16 м и более – уступным забоем с верхней подсечкой (почвоуступная выемка).

При подсечке и сплошном безуступном забое руду отбивают взрыванием – комплектом шпуровых зарядов с прямым и вертикально-клиновым врубом. На некоторых рудниках проводят передовую горизонтальную выработку или придают забою ступенчатую форму, что увеличивает количество обнаженных плоскостей. Сочетание рациональной схемы расположения шпуров с короткозамедленным взрыванием дает наибольший разброс взорванной руды и повышает производительность погрузочного оборудования.

Анализ работы ряда карьеров, на которых дорабатывают приконтурные запасы руд, показал, что камерная система разработки наиболее приемлема для выемки прибортовых запасов крепких руд с низким содержанием полезного компонента. Ввиду значительных потерь руд, оставляемых в междукамерных целиках и потолочинах, данную систему чаще всего применяют для доработки железных руд с содержанием 35–45 % Fe , известняков, строительных материалов и других полезных ископаемых.

Особенностями применения камерных систем для подземной доработки руд в нерабочих бортах карьеров являются: возможность поддержания бортов карьеров в устойчивом состоянии за счет оставления междукамерных целиков;

последующее использование отработанных камер для размещения материалов и оборудования, устройства подземных гаражей и мастерских, а также для газо-, нефтехранилищ и т. п.;

использование камер для складирования хвостов обогащения и вскрышных пород, что позволяет уменьшить площади изымаемых земель под хвостохранилища и внешние отвалы.

На основе разработанных вариантов технологических схем для подземной выемки крепких руд в бортах карьеров выбраны наиболее характерные схемы .

1. Доработку руд в борту карьера осуществляют камерно-столбовой системой разработки. Для вскрытия руд с нерабочего или частично рабочего борта карьера проходят штольни сечением 25…32 м². Отработку под потолочиной ведут одним или двумя карьерными уступами высотой 10…15 м. В качестве погрузочно-транспортной техники могут быть использованы карьерные экскаваторы (ЭКГ-4.6 и ЭКГ-8И), колесные погрузчики грузоподъемностью 10–30 т и автосамосвалы (БелАЗ-540, 548, 549). Отбитую руду по штольням вывозят автосамосвалами непосредственно в карьер и перегружают в карьерные транспортные средства.

2. Выемку руды осуществляют открытыми камерами с борта карьера. Обуревают камеры с берм уступов карьерными буровыми станками на глубину 60…100 м. Выпуск руды производят через выпускные выработки на низлежащий наклонный (горизонтальный) штрек. Между наносами и рудой для предотвращения сдвижения борта оставляют вертикальный целик.

3. По данной схеме нерабочий борт карьера отрабатывают до висячего и лежачего боков залежи системой с принудительным обрушением или подэтажными штреками, при этом буровые работы одновременно выполняют как с борта карьера, так и с подэтажных буровых выработок. По предлагаемой схеме транспортную штольню проходят на уровне дна карьера.

4. Доработку прибортовых запасов крепких руд осуществляют под рудной потолочиной развитием участков бортов карьера вглубь рудного массива. Для сохранения устойчивого состояния борта карьера между открыто-подземными горизонтальными камерами оставляют трапециевидные междукамерные целики. В камерах применяют технологию выемки, аналогичную открытой разработке основной залежи, и то же погрузочно-транспортное оборудование.

5. Схема аналогична схеме 4, только борт в этом случае разрабатывают по всей площади с поддержанием выработанного пространства высотой 45…90 м искусственными целиками в виде отработанных и заложенных твердеющей закладкой камер. Выемку руд ведут под рудной потолочиной.

6. Выемку производят наклонными открытыми камерами с оставлением между ними целиков. Днище камер формируют под углом, соответствующим естественному скатыванию отбитой руды (45–52°). В нижнем основании камер устраивают выпускные выработки. Второй под вариант предусматривает транспортировку руды по наклонному днищу непосредственно на дно карьера без проходки подземных выпускных выработок.