 |
Характеристика систем разработки
Основным требованием, предъявляемым к очистной выемке, является обеспечение безопасных и здоровых условий труда для работающих. Поэтому система разработки в проекте на ведение очистных работ должна выбираться исходя из обеспечения в первую очередь безопасности работ, механизации и автоматизации производственных процессов. Очистную выемку можно начинать только после проведения подготовительных и нарезных выработок, предусмотренных проектом, и осуществления мер по проветриванию, борьбе с пылью и других мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда.
При очистной выемке рудных месторождений для создания безопасных условий труда горнорабочих, а также для предотвращения сдвижения и обрушения пород, окружающих выработанное пространство, необходимо управлять горным давлением, которое наблюдается на каждой шахте. Горное давление — это внутренние силы, которые проявляются в массиве горных пород после проведения в нем выработок, а различные явления, происходящие в результате воздействия этих сил, называют проявлением горного давления (деформация пород и крепи, обрушения, вывалы, вспучивание почвы и т. д.). Способы регулирования (управления) горным давлением делят при очистной выемке на три группы. 1. Естественное поддержание очистного пространства за счет устойчивости окружающих пород и оставления целиков.
В зависимости от назначения и расположения различают междублоковые и междукамерные целики, которые оставляют между двумя соседними камерами или блоками, и междуэтажные целики, оставляемые около горизонтальных выработок основных горизонтов. Размеры и форма целиков и расстояние между ними должны рассчитываться на устойчивость и исключать опасность обрушения на весь период их службы.
2. Обрушение вмещающих пород на отбитую руду. Обрушение вызывают или обнажением пород, или взрыванием зарядов ВВ. Своевременное погашение пустот позволяет избежать внезапных самообрушений больших масс пород и снижает опорное давление в соседних блоках.
Для обеспечения безопасности рабочих, находящихся в забоях при системах с обрушением вмещающих пород, на каждый забой разрабатывается паспорт управления кровлей, которым устанавливается шаг обрушения и последовательность выполнения работ. 3. Искусственное поддержание очистного пространства с помощью закладки, крепления или магазинирования руды.
Поддержание выработанного пространства закладкой заключается в заполнении его твердеющей смесью или пустой породой, доставляемой с поверхности или полученной в забоях. Порядок и сроки закладки очистных камер устанавливаются проектом. При поддержании очистного пространства крепью на каждый забой составляется паспорт крепления очистной выработки, который утверждается начальником или главным инженером шахты.
Поддержание выработанного пространства замагазинированной рудой допускается как временная мера до полной отработки блока при устойчивых вмещающих породах и руде. При выборе системы разработки и ее конструктивных элементов в обязательном порядке руководствуются требованиями обеспечения безопасности труда.
Из числа систем, сравнительно равноценных в других отношениях, предпочтение отдается системе, при которой проще обеспечить безопасность работ, благоприятные санитарно-гигиенические условия труда (хорошее проветривание очистных забоев, низкое пылеобразование и т. п.), надежность безаварийной работы (предупреждение пожаров, прорыва, плывуна и т. п.), благоприятные условия для механизации трудоемких процессов. К таким относятся системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства. Примером систем разработки этого класса является сплошная система, применяемая в пологих и наклонных залежах малой и средней мощности.
Залежь при ней отрабатывают сразу на полную мощность, руду отбивают шпурами, доставляют самоходным оборудованием или скреперами, для поддержания кровли оставляют целики. Камерно-столбовая система отличается от сплошной тем, что залежь отрабатывается камерами с оставлением ленточных междукамерных целиков. При этих системах основное внимание уделяется предупреждению вывалов из кровли и целиков.
Необходимы ежесменный осмотр и оборка кровли перед началом работ. При высоте очистного пространства более 3-4 м кровля должна освещаться прожекторами.
Люди должны передвигаться только вдоль линии целиков и забоев. При невозможности соблюдения соосности целиков между ними оставляют ленточный целик, ширина которого определяется проектом. Этажно-камерная система применяется при устойчивых рудах и вмещающих породах.
Руду при этой системе отбивают скважинами. При этажно-камерной системе размеры камер и междукамерных целиков должны быть правильно выбраны по условию устойчивости целиков и обнаженных боковых пород.
При образовании отрезной щели взрыванием вертикальных скважин подходы к ней ограждаются для предохранения людей от падения в отрезную щель. После отработки камер осуществляется искусственная посадка вмещающих пород путем их подрыва скважинными или минными зарядами ВВ по специальному проекту.
При выпуске отбитой руды из камеры в очистном пространстве могут образовываться значительные пустоты, заполненные ядовитыми газами от взрывных работ. При перемещении руды возможны выбросы газа в выработки скреперования, что представляет опасность для находящихся в них людей.
Для предотвращения отравлений в течение первых трех — пяти дней после массового взрыва усиленно контролируется состояние рудничной атмосферы и проветривание данного блока, каждое рабочее место обеспечивается самоспасателем и газоанализатором ГХ. При выпуске руды из дучек рабочие должны находиться только со стороны поступления свежего воздуха в выработку скреперования. При системе разработки с подэтажной отбойкой рудное тело делят па камеры и междукамерные целики. Над камерой оставляют целик руды — потолочину.
Руда отбивается взрывами штанговых скважин, которые выбуриваются либо из заходок, либо из под-этажных штреков (ортов). Правила безопасности при этой системе разработки запрещают отбойку руды из открытых заходок в трещиноватых и неустойчивых рудах, взрывание штанговых скважин при отсутствии предварительно пробуренных не менее трех последующих вееров, пребывание людей в открытой камере. Ширина заходок должна быть не менее 2 м, высота — не более 2,5 м (высота закрытых заходок допускается до 3 м), подошва заходок — горизонтальной.
Все работы на открытых заходках ведутся с применением предохранительных поясов. Система разработки с отбойкой руды из магазинов применяется в крутых залежах малой и средней мощности с устойчивой рудой.
Эта система имеет значительное распространение при разработке маломощных жильных месторождений цветных металлов и золота. Характерной особенностью этой системы является заполнение выработанного пространства отбитой рудой, которую выпускают только после окончания выемки блока. Замагазинированная руда служит рабочей площадкой при очистной выемке, и по мере отбойки ее частично выпускают из камеры, оставляя свободное рабочее пространство.
Во время выпуска руды запрещается находиться в камере магазина, не разрешается бурить и дробить РУДУ до оборки боков и кровли камеры. Расстояние между кровлей и отбитой рудой не должно превышать 2,5 м. Слабые участки в кровле и боках камеры необходимо закреплять временной или постоянной крепью. Проходка всех выработок, располагаемых выше горизонта подсечки и находящихся в зоне обрушения, Должна быть закончена до начала обрушения.
Буровые выработки должны соединяться с откаточным горизонтом или горизонтом доставки восстающих, сбитых с вентиляционными выработками. При системе этажного (подэтажного) самообрушения смотровые выработки располагаются вне контура блока. Запрещается нахождение людей в оконтуривающих выработках блока, подготовленного к обрушению.
При возникновении повышенного давления от обрушения руды или вмещающих пород на горизонте доставки следует быстро выпустить руду и укрепить выработки скреперования. При задержке (отстаивании) обрушения руды выпуск ее должен быть прекращен.
При системах с искусственным поддержанием очистного пространства очистное пространство или закладывают с небольшим отставанием от выемки руды (системы с закладкой), или поддерживают около забоя крепью. Применяются эти системы главным образом при разработке ценных руд или в особенно сложных горногеологических условиях.
Для обеспечения безопасности при закладке выработанного пространства не допускается оставление зависаний горной массы и незаложенных пустот. При системах этажного обрушения блок обрушают на полную высоту, при системах подэтажного обрушения блоки по высоте делят на несколько подэтажей, отрабатывая их сверху вниз.
Запрещается применять системы с массовым обрушением при наличии в их толще плывунов, неосушенных песков, суглинков и карстов, заполненных водой или газами. При одновременной отработке нескольких подэтажей каждый верхний подэтаж должен опережать нижний на расстояние, установленное проектом, но не менее чем на длину, равную высоте одного подэтажа. Запрещается выход людей из выработок в пустоты, образовавшиеся в период подсечки и обрушения массива.
Выходы в очистное пространство из буровых выработок должны быть ограждены. При камерных системах разработки с последующим заполнением выработанного пространства твердеющей закладкой очистные работы в камерах, смежных с заложенной, разрешается вести только после полного затвердевания закладочного материала. До заполнения камер закладкой во всех выпускных дучках должны устанавливаться надежные перемычки.