Системы разработки с закладкой очистного пространства
Особенность этой группы систем разработки заключается в том, что по мере выполнения очистных работ выработанное (очистное) пространство заполняется специальным закладочным материалом, служащим для поддержания боковых пород от обрушения и площадкой для рабочих очистного забоя. В качестве закладочного материала используют песок, дробленые горные породы, хвосты обогатительных фабрик и т. п. В последние годы широкое применение находят твердеющие закладочныесмеси (твердеющая закладка), которые после размещения их в очистном пространстве схватываются, превращаясь в монолитный массив. Приготовление такой закладки осуществляется на специальных закладочных комплексах. Системы разработки с закладкой применяются при разработке, как правило, крутых месторождений практически любой мощности, хотя предпочтение отдается месторождениям небольшой мощности (до 4 - 5 м), для которых требуется небольшое количество закладочного материала, в качестве которого можно использовать породы, полученные при проходке горно-капитальных выработок, а также отсортированные в забое из отбитой руды. Эффективность систем разработки с закладкой значительно вырастает, если разрабатываются богатые устойчивые руды, допускающие подработку кровли в блоке. Вмещающие породы должны иметь склонность к обрушению при обнажении на значительных площадях. Следует отметить, что удельный вес систем разработки с закладкой в общем объеме применяемых систем с каждым годом растет. Вызвано это стремлением снизить потери при разработке богатых руд, а также предохранить поверхность от обрушения. Высокое горное давление, характерное для глубоких горизонтов, также способствует применению систем разработки с закладкой. Доставку закладочного материала в шахту осуществляют в вагонетках, через закладочные шурфы, а также по трубам. Существует несколько вариантов систем разработки с закладкой, отличающихся направлением продвигания очистной выемки и формой очистного забоя. Система разработки горизонтальными слоями с закладкой. Она применяется для разработки небольшой мощности крутых рудных тел с богатой устойчивой рудой. Отработка ведется блоками без оставления межблочных целиков. Подготовительные работы включают проходку откаточного штрека и двух боковых восстающих, имеющих три отделения. При этом два отделения служат для транспортирования закладочного материала, а третье является ходовым. В центре блока по мере продвижения работ возводят еще один восстающий, который также имеет три отделения, два из которых служат рудоспусками, а третье - центральное - используется в качестве ходового и вентиляционного. Очистные работы ведут в направлении снизу вверх. Отработка блока двусторонняя. Первый слой отрабатывают на уровне кровли откаточного штрека. В дальнейшем выемку осуществляют горизонтальными слоями высотой от 2 до 5 - 6 м. Отбойку полезного ископаемого ведут с помощью шпуровых зарядов. Бурение шпуров производят специальными буровыми каретками. После выемки очередного слоя выработанное пространство заполняют закладкой с таким расчетом, чтобы расстояние между забоем и закладкой составляло 2,5 - 3 м. На поверхности закладки располагают специальный настил, чтобы исключить потерю рудной мелочи и предохранить руду от засорения ее закладкой. В качестве настила (в зависимости от ценности добываемых руд) применяют брезент и стальные листы. В отдельных случаях применяют бетонные настилы, что достигается заливкой цементным раствором верхнего слоя гравийной закладки. Доставку руды производят, как правило, самоходными погрузочно-доставочными машинами или скреперными установками. Систему разработки наклонными слоями с закладкой применяют в тех случаях, когда наклонное расположение забоя делает кровлю несколько устойчивее. Как правило, это вызвано структурными особенностями рудной залежи. Заметим, что при разработке месторождения наклонными слоями создаются условия для доставки отбитой руды и закладки самотеком под действием силы тяжести. Особенно это эффективно при угле наклона отбиваемого слоя более 45 - 50°. Вместе с тем этот вариант имеет существенный недостаток по сравнению с вариантом разработки горизонтальными слоями, заключающийся в повышенной опасности работ на наклонной плоскости. Для разработки тонких жильных месторождений применяют систему разработки с раздельной выемкой сплошным забоем по восстанию, разработанную в ИГД им. А. А. Скочинского. Отличительная особенность этого варианта заключается в том, что выемку жилы мощностью в несколько десятков сантиметров и вмещающих пород производят сплошным забоем по восстанию раздельно. В первую очередь по всей длине полублока разбуривают и отбивают на предварительно уложенный настил жильную массу, а затем, после уборки настила, подрывают вмещающие породы. Доставку жильной массы осуществляют с помощью скреперных установок, а в отдельных случаях, при очень малой мощности жилы (10 - 15см), допускают перелопачивание. Отбитую породу оставляют в выработанном пространстве в качестве закладки. При этом подработку производят таким образом, чтобы отбитых пород было столько, сколько требуется для заполнения очистного пространства. В противном случае возникает необходимость либо в выдаче на поверхность излишней породы, либо в доставке недостающей породы с поверхности. В заключение отметим, что системы разработки с закладкой отличаются высокой стоимостью добычи. Это вызвано прежде всего большой трудоемкостью и стоимостью закладки выработанного пространства. В то же время в определенных условиях рассматриваемые системы предпочтительны. Поэтому ведутся изыскания, направленные на полную механизацию закладочных работ, применение дешевых закладочных материалов, совершенствование буровой техники и средств доставки.
