2.4.2 Управление состоянием массива
2.4.2.1 Управление состоянием массива с помощью крепления кровли выработок
Крепление подготовительных и нарезных выработок производится по паспортам, представленным в приложении 7, разработанным применительно к конкретным горно-техническим условиям и утвержденным главным инженером рудника.
Основной вид крепления горных выработок – железобетонные штанги, набрызгбетон, усиленная комбинированная крепь (УКК), бетон.
Для крепления камер при ведении очистных работ, а также креплении горных выработок применяется буровая установка «Каболт-Г695» (тросовое крепление).
В качестве оборудования для нанесения набрызг-бетонной крепи, установки железобетонных штанг, УКК применяются самоходные комплексные установки на базе МоАЗов, включающих в себя следующее оборудование для механизированного крепления выработок: установка СБ-67, для приготовления и укладки бетона за опалубку – растворосмесители типа СО-165 и пневмонагнетатели ПН-1М – для установки железобетонных штанг. Для крепления выработок УКК применяются специальные самоходные механизированные установки на базе ЛК-1.
2.4.2.2 Управление состоянием массива применением твердеющих смесей
Закладка выработанного пространства при системе разработки с камерной выемкой является неотъемлемой частью технологии очистной выемки.
Основным назначением закладочного массива является: управление горным давлением при очистной выемке; обеспечение безопасной и эффективной технологи очистной выемки; полное или частичное заполнение выработанного пространства для сохранения налегающей толщи пород, поверхностных и подземных сооружений [4].
Основными требованиями к закладочному массиву как средству управления горным давлением является сохранение устойчивости при его обнажении и обеспечение поддержания элементов системы разработки в устойчивом состоянии. Закладка выработанного пространства производится по паспортам, представленным в приложении 8.
Устойчивость закладки в обнажениях определяется ее механической прочностью, способностью противостоять воздействию статических и динамических нагрузок, сцеплением и углом внутреннего трения.
В качестве основной характеристики упрочненного массива принимается ее прочность. При системе разработки с камерной выемкой нормативная прочность закладочного массива зависит от высоты вертикальных обнажений в камерах, принятой очередности отработки камер в секциях (подэтажах), необходимости и порядка отработки руды в днище камер, формы кровли камер.
Для безопасной выемки нижележащих камер, в нижней части верхних закладываемых камер создается несущий слой закладки, служащий в последующем кровлей для нижерасположенного пространства.
Прочность закладки несущего слоя, а также его толщина зависит от ширины нижележащих камер, формы их кровли, конструкции днища закладываемых камер, а также структура закладочного массива в пределах несущего слоя.
При проходке подготовительно-нарезных выработок прочность закладки при обнажении в боку выработки должна быть не менее 0,5МПа. При отработке камер, смежных с заложенной, нормативная прочность закладки назначается, исходя из обеспечения устойчивости вертикальных обнажений.
Основанием для начала закладочных работ в камере является утвержденный акт на закладку данной камеры и паспорт на производство закладочных работ, совместно с актом оформляется паспорт на закладочные работы в камере.
Закладочным материалом является разнопрочностная смесь, которая готовится на закладочном комплексе, представленном на рисунке 2.5, построенном на западном борту Учалинского карьера.
Рисунок 2.5 – Технологическая схема приготовления закладочной смеси с применением текущих хвостов обогащения: 1 – площадки складирования материалов; 2 – приемные бункера; 3 – дозаторы; 4 – ленточный конвейер; 5 – дробилка; 6 – резервуары с водой; 7 – мельница; 8 – бетоносмесительная установка
Закладка выработанного пространства осуществляется из выработок вентиляционно-закладочного горизонта: по специально пробуренным скважинам, по трубопроводам, проложенным по вентиляционным ортам и сбойкам. Место подачи закладки должно выбираться с учетом максимальной полноты заполнения выработанного пространства. Для приготовления закладочной смеси используются вяжущее, заполнитель и вода. В качестве вяжущего применяются портландцемент М400 и гранулированные шлаки черной металлургии, в качестве заполнителя – дробленые скальные породы вскрыши карьера (в основном отсев из диабазовых пород). При заполнении выработанного пространства разнопрочной закладкой прочность каждого участка (через 10м) закладочного массива назначается в соответствии с действующими на него нагрузками. При этом величина нормативной прочности в пределах камеры увеличивается в направлении сверху вниз. При заполнении выработанного пространства разнопрочной закладкой рекомендуется ступенчатое изменение прочности закладочного массива (при шаге ступени 10м прочность закладки увеличивается на 1МПа).
Недозаложенные участки в кровле очистных камер не должны превышать 3% от площади закладываемой камеры при максимальных размерах пустот по длине 10м, по ширине камеры – 2м и объеме не более 20м3. При этом величина пролета отрабатываемой камеры по кровле с учетом недозаклада в соседней камере не должна превышать 20% от проектной.