Системы разработки. Управление горным давлением

8.1. Основные понятия и требования к системам разработки

Процесс извлечения ПИ называется добычей.

После извлечения ПИ образуется выработанное пространство. Часть выработанного пространства, прилегающая к забою, называется призабойное пространство.

Очистные выработки необходимо поддерживать. Известны следующие способы поддержания очистных выработок.

Опорные целики

Разработка с навсегда покидаемыми опорными целиками ПИ. Извлечение ПИ производится отдельными участками (рис а). Извлечение ПИ производится отдельными

А б в

a b a

целики закладка обрушенные породы

участками шириной « а», выработанное пространство которых имеет вид камер.Между ними оставляют опорные целики шириной «b». При правильно подобранных величинах «а» и «b» заметных сдвижений нет. Так добывают каменную соль в Артемовском районе (Донбасс), калийные соли в Соликамске (Северный Урал), гипс в Тульской области. Недостаток – большие потери в целиках.

Закладка

Разработка с закладкой выработанного пространства (рис б) Выработанное пространство заполняется пустыми породами – закладкой. Закладка дает усадку, отчего происходит сдвижение пород, их растрескивание и оседание слоев.

Недостаток – дополнительные затраты на добычу, доставку и закладку пустой породы.

При закладке стремятся снизить опускания кровли и горное давление.

Если закладка занимает все выработанное пространство – закладка полная, если не весь объем – частичная.В качестве материала используют пустые породы из выработок, или проводят специальные выработки (бутовые штреки) для получения закладки, или привозят с поверхности из спецкарьеров.

Основное свойство закладки – усадка – уменьшение в процентах объема во времени. ( от 10 до 70 %). Если добавляют вяжущие вещества, то усадка исключается –твердеющая закладка. Применяют при добыче руд ценных ПИ.

По способу возведения различают:

· ручная;

· самотечная – при крутом падении материал движется под собственным весом;

· машинная – осуществляется метательными машинами с помощью быстродвижущейся ленты. Вращающегося колеса с лопатками и т.п. Преимущество – простота машин.

· пневматическая – сжатым воздухом. Обеспечивает высокую плотность (усадка менее 20%), но требует больших затрат на оборудование и энергию и дает много пыли;

· гидравлическая – водой. Преимущество – малая усадка 5-15%. Недостатки – нужна остановка выемочных работ, повышается влажность и сырость в забое.

Преимущества закладки: уменьшается сдвижение и обрушение, горное давление, сокращается расход крепежных материалов и потери в целиках, уменьшается опасность самовозгорания, улучшается проветривание, снижается опасность подработки поверхностных сооружений.

Недостатки закладки: сложное закладочное хозяйство, большая масса закладочного материала, сравнимая с добытым ПИ, затраты на оборудование, энергию, оплату труда.

Лекция 4

Обрушение породы

Система разработки с обрушением породы (рис в) Породы над выработанным прос

Призабойная крепь

В качестве призабойной крепи используются металлические стойки трения, гидравлические и деревянные стойки, а также металлические и деревянные верхняки.

Металлические стойки обладают податливостью, поэтому не разрушаются при возрастании горного давления. Состоят и неподвижной и подвижной частей, соединенных замком. Податливость создается за счет сил трения в замке при взаимном движении частей стойки. Недостаток – невозможность создания начального распора.

Гидравлические стойки более сложны, однако имеют равномерные характеристики податливости , создают предварительные распор и легко разгружаются. Представляют собой гидроцилиндр со встроенными одним или двумя ручными насосами с кривошипным приводом.

Металлические шарнирные верхняки равномерно распределяют рабочее сопротивление металлических стоек на кровлю и предохраняют призабойное пространство от вывалов.