Управление горным давлением

Горные породы, слагающие земную кору, находятся в напряженном состоянии. Между структурными блоками массива до проведения в нем выработок существует равновесие, о чем свидетельствует неподвижность массива горных пород. При проведении выработок это равновесие нарушается, т. е. происходит изменение напряженного состояния массива горных пород.

Силы, которые проявляются в массиве горных пород после проведения в нем выработок, называют горным давлением.

Управление горным давлением - совокупность мероприятий по искусственному регулированию давления для обеспечения безопасной и эффективной разработки месторождений.

Величина и характер горного давления зависят от многих факторов. Одни из них определяются природными условиями (глубина разработки; рельеф поверхности; размеры, форма и угол падения залежи; физико-механические свойства горных пород), другие возникают в процессе разработки месторождения. К их числу относят: способ поддержания выработанного пространства; размеры, форму и взаимное расположение выработок; скорость подвигания забоя; способ отбойки; продолжительность отработки блока и др.

С понижением горных работ необходимо изменять способы и
параметры очистной выемки: уменьшать площадь обнажения пород висячего бока; ограничивать применение систем с открытым выработанным пространством; увеличивать размеры целиков.

Существуют следующие способы управления горным давлением: естественное поддержание очистного пространства рудными (породными) целиками; искусственное поддержание; обрушение руд и вмещающих пород.

Естественное поддержание очистного пространства рудными целиками широко применяют как самостоятельный способ поддержания, так и в комбинации с другими способами – креплением, закладкой, магазинированием руды.

В зависимости от назначения и расположения целики делят на охранные, оставляемые для охраны от обрушения вскрывающих выработок и сооружений; междуэтажные, оставляемые над и под выработками основного горизонта; междукамерные оставляемые между двумя соседними камерами; внутризабойные (опорные), оставляемые внутри очистного пространства камеры или выемочного участка.

Поддержание рудными целиками - простой и эффективный
способ. Однако его применение при разработке ценных руд нецелесообразно вследствие значительных потерь.

Искусственное поддержание очистного пространства возможно за счет крепления и(или) закладки выработанного пространства.

Для крепления очистного пространства применяют дерево, бетон, металл и другие материалы. Конструкции крепи очистных выработок: штанговая, тросовая, распорная (простая, усиленная); костровая; крепёжные рамы; станковая крепь и др.

Процесс закладки состоит в заполнении выработанного пространства закладочным материалом. Этот способ широко распространен при подземной разработке руд цветных, редких металлов и золота.

В качестве закладочных материалов применяют песок, шлаки, дробленые горные породы, полученные в шахте или добытые на поверхности.

Разработка с закладкой связана с большими расходами, но является надежным средством поддержания, способствует, полноте извлечения руды, уменьшению расхода крепежных материалов, пожаробезопасности работ, улучшению условий вентиляции.

В зависимости от способа транспортировки закладочных материалов в отработанное пространство камер и состояния закладки различают сухую (самотечную, механическую, пневматическую) и гидравлическую (без добавления вяжущих или с вяжущими - твердеющую) закладку.

Закладочный материал после размещения в выработанном пространстве оседает. Коэффициент усадки колеблется от 20÷25% объема при сухой самотечной закладке, до 5÷10% при гидравлической.

Твердеющая закладка представляет собой смесь ряда компонентов - вяжущего, заполнителя и воды. После укладки она затвердевает, образуя монолитный массив.

Твердеющую закладку применяют с целью повышения полноты и качества извлечения полезных ископаемых из недр. Ее широко используют при комбинированной (открыто-подземной) разработке месторождений, опережающей выемке ценных руд при сохранении более бедных для последующей разработки, добыче запасов на больших глубинах с повышенной опасностью горных ударов; отработке пожароопасных месторождений, а также месторождений, находящихся под охраняемыми объектами и водоемами.

В некоторых случаях снизить давление на забой и призабойную крепь можно, уменьшив пролет обнажения обрушением кровли – применением способа обрушения руд и вмещающих пород. Кровлю обрушают путем удаления крепи, а при щитовой крепи - перемещением щита к забою.

Допустимая длина обрушаемой консоли зависит от свойств пород и мощности месторождения. Поэтому расстояние, через которое производится обрушение пород (шаг обрушения), бывает различным.

Характер обрушения кровли также различен: слабые породы разрушаются и опускаются быстро на небольшой площади, крепкие обрушаются только на больших участках, иногда внезапно.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные процессы очистных горных работ.

2. Дайте определение понятий «очистное пространство», «очистная выработка», «очистные работы».

3. Что понимают под отбойкой руды? Варианты взрывной отбойки?

4. Особенности буровзрывных работ при скважинной отбойке?

5. В чем заключается вторичное дробление кусков руды? Способы вторичного дробления?

6. Охарактеризуйте условия применения механической отбойки. Дайте определение понятиям «комбайн» и «комплекс».

7. Дайте определение понятия «выпуск руды». Виды выпускных выработок?

8. Что понимают под доставкой руды? Способы доставки руд?

9. В чем заключается управление горным давлением? Какие существуют способы управления горным давлением?

Поиск по сайту: