Опыт внедрения новой системы разработки на Североуральских рудниках

Выбор рациональной системы разработки Североуральских месторождений боксита имел первостепенное значение в течение всей производственной деятельности предприятия. Решение этого вопроса приобрело особенное значение в последние годы в связи со значительным ростом подземной добычи руды. Чрезвычайно сложные горнотехнические условия залегания рудного тела: пологое падение (24—30°), крайне неровный контакт с известняками лежачего бока, резкие изменения мощности, неустойчивость пород висячего бока на верхних горизонтах и другие факторы затрудняли выбор рациональной системы разработки.

На протяжении 10 лет подземную добычу бокситов па Североуральских рудниках вели в основном системой слоевого обрушения в обычном варианте, имеющем ряд существенных недостатков, прежде всего сложность механизации уборки руды и низкую производительность очистного блока. Проведена рационализация системы слоевого обрушения и продолжается ее приспособление к местным условиям. Наряду с этим изыскиваются новые, более производительные системы разработки.

Переход на отработку более глубоких горизонтов выявил повышенную устойчивость покрывающих пород, представленных в основном амфипоровыми известняками. Это осложняет работы системой слоевого обрушения вследствие затруднений при посадке кровли. Вместе с тем наличие на рабочих горизонтах больших рудных площадей с устойчивой кровлей позволяет считать возможной отработку таких участков со значительно большей производительностью и меньшим расходом материалов, чем при системе слоевого обрушения.

Резкие изменения мощности, как по падению, так и по простиранию залежи требуют от новой системы возможности производительной и безопасной разработки при различной мощности рудного тела. При преобладающей мощности залежи от 1 до 5 м можно вести сплошную выемку с подвиганием забоя по простиранию и скреперованием руды по падению.

При мощности рудного тела от 1 до 3 м предполагается вести выемку лавами длиной, равной наклонной высоте этажа. При увеличении мощности намечается переход на выемку «консольными камерами» (без оставления целиков руды), с возвращением к построению лав при уменьшении мощности до 3 м.

Выявленные горноподготовительными работами участки с устойчивой кровлей, имеющие на большой площади мощность рудного тела 5 м и более, подготовляются к отработке камерами с подвиганием забоя снизу, вверх и отработкой междукамерных целиков (после посадки камер) системой слоевого обрушения.

Широкий фронт бурения, крепления и уборки, уменьшение объема горноподготовительных и нарезных работ, возможность планомерной посадки кровли должны обеспечить увеличение производительности труда и интенсивности выемки.

Ввиду простоты перехода от разработки лавами к варианту «консольных камер» и обратно, оба способа условно названы комбинированной системой сплошной выемки по простиранию. Подготовительные работы состоят в проходке по руде в контакте с висячим! боком основного штрека и через каждые 50 м пологих восстающих. Выше надштрекового целика проходят аккумулирующий штрек, а в верхней части этажа под подштрековым целиком отрезной штрек, охраняемый после отработки целика костровым креплением для службы в качестве запасного выхода. Паву разбивают на две части с последовательной работой то в нижней, то в верхней полулаве. По мере подвигания забоя производят посадку кровли.

При встрече рудного раздува переходят на отработку «консольной камерой. В каждой камере проходят по лежачему боку два нарезных восстающих и ведут выемку в двух секциях шириной по 6 м с опережением отработки одной из секций на 4—5 м. По оси камеры выкладывают костры, не препятствующие скреперованию. Отбойку руды в камере можно вести и в нисходящем порядке, но условия скреперования при этом ухудшатся.

После отработки камеры из ходков и со сторовы отрезного и аккумулирующего штреков пробуривают наклонные шпуры в кровлю и производят по.- садку кровли. Междукамерные целики отрабатывают системой слоевого обрушения после посадки соседних камер.

Внедрение новых способов разработки решили начать с испытаний выемки лавами и «консольными камерами» маломощных и средней мощности участков с одновременным выявлением и уточнением поведения кровли при большей площади обнажения. Для работы выбрали маломощный участок на одной из шахт. В течение двух месяцев были отработаны два блока длиной по простиранию 25 м каждый, причем интенсивность выемки возросла почти вдвое, производительность забойного рабочего увеличилась на 60%, расход крепежного леса сократился почти вдвое. В результате отработки была подсечена кровля на площади более 2000 м/кв, что дало богатый материал о свойствах пород кровли.

Горноподготовительные работы на опытном участке были выполнены применительно к системе слоевого обрушения. В дальнейшем при сплошной выемке объем подготовительных работ значительно сократится ввиду проходки блоковых восстающих через 50 м вместо 25 м.

Забойная бригада опытного блока состояла из 15 рабочих, по 5 в каждом звене, выполнявшем весь комплекс нарезных и очистных работ, включая и скреперование руды по лаве.

Лава по длине разбивалась на две равные части, работы вели поочередно в верхней и в нижней полулавах. Ребочие каждого звена обычно выполняли один цикл в смену в одной полулаве, т.е. убирали руду, оставленную предыдущей сменой, обуривали и крепили забой. График работы нарушался при встрече и обходе безрудных пятен или при значительном уменьшении мощности.

Бурение было трудоемким, так как руда на участке ожелезненная крепостью 8—10 по шкале проф. Протодьяконова, Бурили ручными бурильными молотками ОМ-506, бурами, армированными твердыми сплавами, с применением автоподатчиков системы Тучина.

В начале каждой смены кровлю тщательно осматривали и в качестве временного крепления устанавливали распорные стойки.

Постоянное крепление очистного забоя вначале осуществляли подхватами на шипах, но так как при взрывных работах такая крепь часто выбивалась, порешли на костровое крепление в комбинации с распорными стойками. Кроме охранных костров над аккумулирующим и отрезным штреками, постоянно работало два ряда костров, расположенных вдоль лавы на расстоянии 3—4 м от забоя до первого ряда. По мере подвигання лавы дальний от забоя ряд костров разбирали и примерно на 2 м впереди стоящего ряда ставили новый ряд. Эту операцию продолжали впредь до обнажения достаточной площади для посадки кровли. Если давление кровли начинапо зажимать костры, их извлекали через один. При подходе лавы к блоковому восстающему его крепление разбирали и использовали для установки костров.

Посадку кровли производили после обнажения ее на длину по простиранию 15 м бурением и взрыванием двух рядов шпуров глубиной 2—2,5 м. Обычно после взрыва отслаивалась только небольшая пачка известняков, затем процесс отслаивания продолжался, однако полной посадки на отработанном участке в течение двух месяцев не произошло.

Опытные работы выявили, что при устойчивой кровле можно нормально отрабатывать лавой участки с мощностью руды до 3 м. При большей мощности бурение и отбойка руды затруднительны. Встреченные на опытном участке рудные раздувы ограниченных размеров были отработаны путем поддирки почвы с перестановкой костров. Отработка лавами с переходом на «консольные камеры» продолжается. Накопленный опыт позволит сделать более полные выводы и уточнить параметры системы.

Записи горного дела