Минна система със самооткриваща се руда и откривка
Основната изкопна единица в системата за самопокриване е блок или секция. Обрушването на рудния масив се извършва, без принудително взривяване, чрез създаване на простирание в масива - хоризонтално разкритие с необходимия размер. Освобождаването на натрошената руда се извършва чрез изработки в основата на блока. Приемащите скали се срутват след рудата и запълват изкопаното пространство, така че рудата се освобождава под срутените скали. Подслушването приключва, когато твърде много отпадъчна скала започне да тече заедно с рудата - т.е. на границата на обедняването.
Условията за използване на системата са следните: възможност за срутване на повърхността и покриващия пласт; отлаганията са дебели, предимно стръмни (възможно е наклонено и леко наклонено поява); неслепващи се, несамозапалими руди; промените в съдържанието на полезни компоненти в рудата са малки, тъй като е невъзможно да се извърши отделен изкоп по степен; стойността на рудите е средна поради относително големи загуби и обедняване. Рудата и скалата трябва да са слаби или да имат гъста мрежа от пукнатини и слаби междинни слоеве, така че при подбиване да се срутват сами, като същевременно се раздробяват на не много големи парчета и допълнително се натрошават, спускайки се в срутеното пространство до изходите. Ако наклонът не е достатъчно стръмен (45-75°), за да се намалят загубите на разбита руда от равнинната страна, е необходимо да се подкопае скалният триъгълник в долната част на блока или да се подготвят междинни производствени хоризонти.
Основните варианти на системата: с краен рудоотвод и с долен рудоотвод (фиг. 14.7.). При системите със самосвиване могат да се разграничат четири етапа: • образуване на прорез и начало на образуване на подрязване; • иницииране на самосвиване; • процес на разработкасамоколапс; • самосрутването достига повърхността.
Подготовката по принцип не се различава от тази при принудително обрушване и се състои в извозване на преспи и товарни площадки. В допълнение към изработките на транспортния хоризонт има изработки за подслушване, вторично раздробяване и доставка на руда. Система със самосрутване се характеризира с наличието на хоризонт на удара. На хоризонта на отрязване под рудния масив се извършва мрежа от изработки, в резултат на което рудният масив е лишен от опора. Под въздействието на собственото си тегло и натиска на лежащите скали рудната маса започва да се напуква и след това да се срутва. Ако е необходимо, връзката на блока с околния масив се отслабва по границите му чрез прекъснати изработки (дрейкове и ортове по границите на блока на поднивата и издигащи се в ъглите на блока), които ускоряват срутването на рудата, тъй като допринасят за разрушаването на ключалките на арката на естествено равновесие и ограничават срутването на рудата до контурите на блоковете.
Отсечените изработки са подредени по следната схема: в два, три или четири ъгъла на блока, с интервал от 8-12 m, преминават наблюдателни щрангове за наблюдение на хода на срутването, от които се изрязват инспекционни пътеки на нивото на отслабващите нива до ъглите на блока. В ъглите на блока са разположени щрангове, а от тях - подетажни изработки по периметъра му. При силни скали на легналата страна, по него се образува непрекъснат процеп за рязане, който се създава чрез разбиване на рудата с дълбоки вертикални кладенци или чрез разбиване на взривна дупка от списанието.
В легналата страна се извършват плъзгащи се щрангове за комуникация между подовете и подаването на въздух. В страната на окачването са необходими вентилационни щрангове за отстраняване на замърсения въздух към вентилационния хоризонт. За изработване на вторично раздробяване, доставка, е необходимо подсилено закрепване. Обикновено се използвазакрепете метал, бетон или с бетонни стелажи и метален таван.
Редът, в който се обработват блоковете, може да варира. Единственото ограничение е, че два съседни блока не могат да бъдат срутени едновременно, тъй като това създава блок с неприемливо голям напречен размер, което може да доведе до масово срутване на големи блокове и повишен скален натиск върху дъното на блока. Друго ограничение се определя от факта, че ако срутеният блок граничи с минирания, в който скалите все още не са уплътнени, тогава тези скали имат значителна пластичност и не създават защитна зона от скален натиск върху дъното на блока. Това ограничение е важно за слаба руда и значителна дълбочина, особено в плоски или много дебели находища, в които повечето от блоковете в процес на разработка са ограничени от срутване от двете страни. В тези случаи не трябва да свивате блоковете подред, без да прекъсвате процеса навреме.
При подбиване на блок рудата се отбива със сондажи или по-рядко с прътови кладенци. Подрязването е едно от основните конструктивни звена при прилагането на системи със самообрушване. Трудностите при образуването на подкоп при използване на технологии за самосрутване доведоха до повреда на производствения хоризонт, загуба на руда и повреда на облицовката на транспортните изработки.
Основната цел на подкопаването е да се създаде достатъчна зона на хоризонтално изложение в рудния масив, за да се инициира процесът на естествено срутване на покрива и да се развие по-нататъшен процес на срутване. Естествено, когато се създава подрязване на необходимата площ, на неговите граници се образуват зони с високи напрежения, следователно при избора на параметрите на подрязване е необходимо да се изхожда от позициите за минимизиране на разрушителните ефекти върху хоризонтите на освобождаване и доставка.
класифицира по два признака: • по време на образуване; • във форма.
От своя страна, според времето на образуване, могат да се разграничат три класа подкопи: преди създаването на изходни изработки; след оформяне на довършителни изработки; поетапно рязане.
Скок преди създаване на изход.
Основната идея е да се оформи подкоп до достигане на хидравличния радиус, след което изходните изработки се пробиват в условията на разтоварване на основата на блока. Основното предимство на опцията е ниското налягане върху изпускателната система.
Недостатъците включват проблема с координирането на работата между напредването на фронта на подбиване и създаването на изходни изработки, увеличаване на разликата във времето между подрязването и освобождаването, ниска производителност в началните етапи на работа, възможно увеличаване на налягането поради разхлабване на рудната маса в ограничен обем, което съответно води до допълнителни трудности при създаването на изходни изработки. Възможни са и затруднения в началните етапи на производството поради голямото производство на извънгабаритни продукти поради преуплътняване на рудата.
По този начин предварително рязане на дълбоки хоризонти не се препоръчва или е възможно само в редки случаи.
Закачане след образуване на изходни изработки.
При този вариант хоризонтът на доставка първоначално е напълно оформен, а след това масивът се изрязва с едновременното образуване на изходни изработки - фунии, окопи.
Основното предимство на варианта е по-бързото включване на резервите в разработката. Недостатъците включват висока вероятност от повреда на изработката поради концентрацията на напрежения в основата на блока. Опитът от използването на този тип подрязване в мините в Южна Африка показа, че натискът върхув този случай изходите за доставка са 3-4 пъти по-високи, отколкото при използване на първия вариант.
Следователно, когато се използват системи със самосрутване на дълбочини над 500 m, тази опция е неподходяща за използване със стабилни руди и с освобождаване на повече от 50% от етажните запаси.
Стъпка по стъпка закачане.
Подкопаването се извършва след прокарване на ограничен брой изработки за доставка. След това се развива фронтът на подбиване и на известно разстояние от него (в зоната на разтоварване на масива) се формират изходните изработки. Тъй като тази опция е комбинация от първите две, нейните предимства и недостатъци са подобни на споменатите по-горе. Според формата на подрязването, той също може да бъде разделен на три класа: ветрило, плоско и назъбено.
Най-често използваното в световната практика е подкопаването с ветрилни кладенци. Подкопаването може да се оформи както във вариант с отделен подсечен хоризонт, така и без образуване на отделен хоризонт чрез пресичане на фунии. Височината на подрязване може да се увеличи, за да се осигури приемлива производителност в ранните етапи на развитие. Този метод е доста лесен за адаптиране след прилагането на подетажната пещерна система върху горните хоризонти. В мината Henderson изходните фунии в основата на блока и подкопания хоризонт се създават едновременно от хоризонтални и ветрилообразни сондажи (Фигура 14.8).
Плосък тесен подкоп се използва, като правило, при дълбоки хоризонти, за по-бърза скорост на образуването му (поради по-малко пробиване и отстраняване на скали), по-малко загуба на дупки (кладенци) след експлозии поради по-малко количество експлозиви и намаляване на отрицателното разрушително въздействие върху хоризонтите на освобождаване и доставка (фиг. 14.9.). Плоското подрязване обаче има редица недостатъци, които ограничават използването му: непълно разрушаване на масива, образуванестълбове, затруднения при почистване на взривената рудна маса. Тази форма е била използвана в мините преди много години. В момента се използва много рядко поради простотата и предимствата на първия тип закачане.
Тясно назъбено подрязване се появи като алтернатива на предишните опции. Рудата се отстранява по-лесно от наклонената част на подрязването, така че за безпрепятственото й движение ъгълът трябва да бъде най-малко 55 °. Проблемите с прибирането на реколтата в хоризонталната част на подрязването са подобни на проблемите на втория вариант.
В пресечните точки на наклонените и хоризонталните части на подрязването се създава концентрация на напрежение, което, от една страна, допринася за по-добро разрушаване на масива, от друга страна, води до концентрация на напрежението, така че тази опция за подрязване рядко се използва при дълбоки хоризонти. Различни видове назъбени подкопи се използват широко в мините на компанията De Beers (фиг. 14.10.).
След изрязване на блокове започва процесът на самосрутване на масива. Почистващите операции в този случай се състоят в освобождаване, вторично раздробяване и доставка на руда. Понякога се добавя работа за ускоряване на срутването на рудата чрез взривяване на заряди на поднива, особено в ъглите на блока. По време на срутването на блока често е необходимо да се поддържа отново работата на вторичното раздробяване. Самоотделянето на рудата се контролира от определен ред и определен интензитет на изпускане. Под рудната маса, поради изпускането, се образува свободно пространство за самосрутване на рудата, но то трябва да бъде с малка височина, до 5 m, за да се избегне падането на големи блокове и появата на въздушни удари. Ходът на срутването и образувалото се пространство се наблюдават чрез контролни пътеки от наблюдателните щрангове.
В първия период след подбиване, поради преразпределението на напреженията в блока, масивът се деформира,разрязан от микропукнатини, възниква така нареченият процес на зреене на блока. През този период (до 2 - 3 месеца) освобождаването трябва да се извършва с намалена интензивност, за да се избегне образуването на големи кухини, тъй като при малък слой руда, който е паднал върху фуниите, въздушните вълни са най-опасни и големите блокове, ако се срутят, ще дойдат до изходните отвори. При неравномерна здравина и стабилност на рудата отделни поднива могат да бъдат пробити и принудени да се срутят. В този случай се получава комбинация от естествено и принудително срутване.
В края на срутването на рудата те започват общото освобождаване. Контактът между рудата и срутените скали се стреми да се поддържа хоризонтален или с лек наклон (10–20°) към легналата страна. Работата се извършва съгласно планограмата в съответствие с общите изисквания за освобождаване на руда под надлежащите срутени скали.
В процеса на спускане на срутената руда до фуниите на основата на блока има взаимно раздробяване на парчета руда, смилане на големи извънгабаритни парчета. Ето защо, за практическото използване на този ефект в мината Хендерсън на новия хоризонт, височината на блока, вместо обичайните 122 м (което осигурява 130 хиляди тона резерви, готови за извличане с една фуния), е положена два пъти по-голяма, с размери 244 м (фиг. 14.11.). В същото време запасите от руда, произведени през една фуния, ще възлизат на 383 хиляди тона.
Кавитационните минни системи се характеризират с ниски разходи за копаене и висока производителност. Производственият капацитет на мината е ограничен само от интензивността на производството, производителността и броя на използваното оборудване.
ИЗКЛЮЧИТЕЛНОТО ПРАВО НА ПУБЛИКАЦИЯ ИМА "БЪЛГАРИЯ МИНИНГ ПОРТАЛ"