5.8 Погашение целиков и ликвидация пустот.

В период эксплуатации месторождений системами с открытым очистным пространством остаются многочисленные пустоты, внезапное обрушение которых может быть причиной воздушных к динамических ударов. Вследствие того, что внезапные самообрушения пород представляют большую опасность для работающих, правилами безопасности требуется своевременная ликвидация образовавшихся пустот. С этой целью отработанные камеры заполняются закладочным материалом или породами. Если такие работы нецелесообразны, то взрывают целики и обрушают окружающий камеры массив.

На некоторых рудниках бывает возможным локализовать образующиеся пустоты от ранее отработанных участков путем устройства перемычек или создания предохранительных пород «подушек», предотвращающих или снижающих вредное воздействие на рабочие выработки выталкиваемого из пустот воздуха.

Образующиеся после отработки месторождения системами с открытым очистным пространством пустоты представляют собой объемы сравнительно правильной формы, если целики и кровля камер сохраняют устойчивость. В этом случае выемка целиков может осуществляться более полно и безопасно. Для этого составляются специальные проекты по организации и производству работ. Обычно, при малоценной руде целики разбуривают скважинами и взрывают. При отработке слабых (трещиноватых) руд погашение целиков может производиться вслед за выемкой ряда камер с некоторым отставанием. Для обеспечения плавной посадки земной поверхности размеры целиков выбирают такими, чтобы в них по мере нагружения развивались пластические деформации, завершающиеся плавным (постепенным) разрушением без динамических проявлений.

На железных рудниках Урала широкое применение получило массовое взрывание целиков после отработки камерами горизонтальных, наклонных и крутопадающих месторождении различной мощности в крепких устойчивых породах. Для массовой ликвидации целиков камеры вынимают на площади, превышающей несколько тысяч квадратных метров, а объем пустот составляет сотни тысяч кубометров. Параметры подработки выбирают на основании конкретных горно-геологических условий такими, чтобы после одновременного взрывания целиков на подработанном участке произошло обрушение пород до поверхности. Поэтому для надежности обрушения площадь отработки должна превосходить предельную. В условиях уральских железорудный месторождений она составляет 5-10 тыс. м² и более.

Неликвидированные по каким-либо причинам пустоты должны быть надежно изолированы от действующих горных выработок. С этой целью в соединяющихся с пустотами выработках сооружают перемычки, а над выработками, расположенными в основании камер, оставляют породные (или рудные) предохранительные «подушки». Перемычки бывают бетонные, железобетонные, каменные, деревянные или комбинированные. Наиболее простой и дешевый способ возведения перемычек — завал соединяющихся с пустотами выработок путем их взрывания, обычно, на высоту, превышающую вдвое высоту выработки.

Для устройства предохранительных породных (рудных) «подушек» в отработанных камерах оставляют часть отбитой руды или специально с этой целью производят подрывку пород кровли и боков. Толщина таких «подушек» определяется на основании требований погашения скорости выталкиваемого из камеры воздуха при внезапном самообрушении пород. Безопасными считаются скорость воздуха не более 15 м/с, а давление - 0,19 МПа. Скорость выходящего из камеры воздушного потока зависит от площади сечения камеры, высоты падения пород, толщины и свойств материала перемычки или предохранительной «подушки».

В случае высокоценных руд целики, как правило, вынимают после закладки отработанных смежных камер. При этом выбирают такие способы их выемки, которые удовлетворяют требованиям более полного извлечения руды. В этом случае могут применяться системы с закладкой, магазинированием, креплением, слоевым или подэтажным обрушением. Наиболее эффективно можно отработать те целики, которые сохраняют свою устойчивость, мало деформированы и имеют достаточные размеры, обеспечивающие сохранность пройденных в них выработок.

Более сложно отрабатывать одиночные столбчатые целики из-за опасности вывалов кровли и возможного их разрушения в процессе выемки. В этом случае для обеспечения безопасности работ до начала выемки рядом с извлекаемым целиком обычно возводятся искусственные (бетонные) опоры, прочно подпирающие кровлю и обеспечивающие на период выемки её устойчивость. Кроме того, предполагая выемку таких целиков, необходимо заранее, в процессе выемки камер, надежно укрепить кровлю анкерами или химическими составами.