6. Повторная разработка россыпей
А. Оценка геомеханических условий разработки
§ 119. Естественный процесс промерзания воды в течение длительного времени или промораживание массива специальными способами в затопленных выработках ранее отработанных шахт приводят к образованию льдопородного массива и изменению устойчивости обнажений пород, поэтому класс устойчивости пород кровли и состояние целиков повторно разрабатываемой шахты определять заново в соответствии с Методикой (Приложение 3).
§ 120. Остаточные проявления горного давления в вовлекаемых в эксплуатацию подземных выработках подразделять на три типа:
I тип - деформации несущих опор (целиков различного назначения и элементов деревянной крепи) незначительные; абсолютные смещения толщи налегающих пород не превышают 40 - 50 мм; выработанное пространство заполнено льдом;
II тип - разрушения несущих опор (междукамерных и других целиков) умеренные; абсолютные смещения толщи налегающих пород не превышают нескольких десятков сантиметров; выработанное пространство до половины объема заполнено обрушенными породами кровли, остальное - льдом; льдопородный массив имеет обычную слоистую структуру;
III тип - разрушение несущих опор значительное; абсолютные смещения толщи налегающих пород - вплоть до полного сближения ее с почвой; выработанное пространство заполнено обрушенной породой с небольшим количеством включений льда.
§ 121. Напряженно-деформированное состояние горного массива на участке повторно разрабатываемого шахтного поля при полном заполнении выработанного пространства льдопородным материалом считать стабилизированным.
Б. Гидрогеологическая разведка отработанного шахтного поля
§ 122. Проект повторной разработки запасов ранее отработанных шахтных полей должен включать:
- план шахтных полей с нанесением всех целиков и других запасов, подлежащих выемке, а также подготовительно-нарезных выработок отработанных шахт;
- дату погашения запасов вовлекаемых в повторную разработку шахтных полей.
Информацию предоставляет маркшейдерская служба предприятия, на котором проектируется повторная подземная разработка.
§ 123. Сведения о наличии воды или льда в выработанном пространстве получать в результате выполнения специальных геологоразведочных работ, включающих:
- бурение контрольных скважин с поверхности;
- бурение контрольных шпуров из подземных горных выработок.
§ 124. Контрольные скважины бурить диаметром 150 - 250 мм с заглублением на 1 м в плотик.
Контрольные шпуры бурить глубиной не менее чем на 1 м превышающей глубину отбойных шпуров.
§ 125. Гидрогеологические разведочные работы, предшествующие извлечению барьерного целика между ранее отработанным и эксплуатируемым шахтными полями, осуществлять в соответствии со следующими требованиями:
- контрольные скважины пробуривать в ранее отработанном шахтном поле на расстоянии от 5 до 20 м от контура извлекаемого целика;
- предусматривать бурение контрольных скважин в места наиболее вероятного скопления воды (панельные сборные штреки, околоствольные дворы, бункерные ямы перегрузов, точки с минимальными отметками уровня плотика), располагающиеся на расстоянии от извлекаемого барьерного целика 5 м и ближе.
§ 126. Гидрогеологические разведочные работы, предшествующие извлечению отдельного целика вытянутой формы в ранее отработанном шахтном поле, осуществлять в соответствии с требованиями, предусматривающими бурение:
- контрольных скважин с обеих длинных сторон целика на расстоянии 10 - 15 м от его контура;
- контрольных скважин со стороны торцов извлекаемого целика на расстоянии 5 - 10 м по оси целика;
- контрольных скважин в места наиболее вероятного скопления воды при расположении этих мест от извлекаемого целика ближе 10 м;
- контрольных скважин для разведки трассы проводимой к целику вскрывающей выработки - с поверхности по оси выработки с максимальным расстоянием между скважинами 50 м.
Минимальное число скважин для оценки состояния заполненности выработанного пространства определять проектом.
При приближении забоя повторной выработки к границе отрабатываемого целика на расстояние 5 м пробуривать контрольные шпуры.
При обнаружении воды в выработанном пространстве производить дополнительные разведочные работы, обеспечивающие однозначное установление границы распространения воды и ее количество. Проектирование и ведение горных работ допускаются, если объем воды не превышает 5% от объема горной массы в пределах контура ее распространения, с условием разработки специальных мероприятий по нейтрализации прорыва воды в горные выработки.
§ 127. Гидрогеологические разведочные работы при извлечении отдельного целика или других запасов равносторонней формы осуществлять в соответствии с требованиями § 125, располагая контрольные скважины с 4-х сторон извлекаемого целика, или других запасов.
§ 128. Гидрогеологические разведочные работы при извлечении запасов, относительно равномерно распределенных по площади в ранее отработанном шахтном поле, осуществлять в соответствии со следующими требованиями:
- контрольные скважины бурить по осям панельных сборных штреков, количество скважин определять проектом;
- контрольные скважины у барьерных целиков располагать на расстоянии 5 - 10 м от торцов барьерных целиков по их оси;
- предусматривать бурение контрольных скважин в места наиболее вероятного скопления воды;
- бурить контрольные шпуры при приближении забоя выработки к границе отрабатываемого целика на расстояние 5 м.
§ 129. По результатам бурения контрольных скважин оформлять "Акт разведки отработанного шахтного поля на воду" (Приложение 10), утверждаемый техническим руководителем предприятия.
§ 130. "Акт разведки..." прилагать к рабочему проекту выемочного участка.
§ 131. Гидрогеологическую разведку отработанного шахтного поля производить в соответствии с "Проектом разведки отработанного шахтного поля на воду", разрабатываемым и утверждаемым в порядке, установленном для проектирования.
В. Вскрытие и подготовка выемочного участка
§ 132. Использовать вскрывающие и подготовительные выработки близ расположенного шахтного поля или предусматривать проведение специальных вскрывающих и подготовительных выработок.
§ 133. Число и размеры выемочных участков в шахтном поле, порядок разделения его на выемочные единицы определять проектом. Выбор схемы вскрытия, машин и оборудования, сечений вскрывающих выработок осуществлять на основе технико-экономических расчетов.
§ 134. Допускается подготовка и сдача в эксплуатацию отдельных выемочных участков при условии обеспечения общего отступающего порядка отработки шахтного поля.
§ 135. Допускается выборочная опережающая отработка отдельных выемочных участков в шахтном поле при условиях оставления предохранительных целиков шириной не менее 20 м у главных транспортных и вентиляционных выработок и сохранения общешахтной схемы проветривания.
§ 136. Выемочный участок подготавливать панельным сборным штреком, проводимым от околоствольного двора или главного транспортного штрека, а также вентиляционными скважинами (рис. 14, 15).
§ 137. Расположение панельного сборного штрека и вентиляционных скважин внутри выемочного участка определять проектом.
§ 138. Порядок и скорость проведения выработок при подготовке выемочного участка определять графиком подготовки и отработки запасов, входящим в состав проекта шахты.
Г. Очистная выемка
§ 139. Горные работы при повторной подземной разработке запасов песков разделять по назначению, техническим и проектным решениям на три вида (табл. 9):
I - отработка барьерных целиков между отработанной и действующей шахтами;
II - отработка различного назначения целиков и оставленных запасов в ранее отработанных шахтах, примыкающих к действующей шахте;
III - отработка различного назначения целиков и оставленных запасов в ранее отработанной шахте, не граничащей с действующими шахтами.
Таблица 9
ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРНЫХ РАБОТ ПРИ ПОВТОРНОЙ
ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ РОССЫПЕЙ
┌──────────────┬──────────────────────────────────────────────────────────┐ │ Наименование │ Характеристика работ по видам повторной разработки │ │ работ ├──────────────────┬────────────────────┬──────────────────┤ │ │ I │ II │ III │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Разведка на │Разведочные │Разведочные скважины│Разведочные │ │воду │скважины бурить в │бурить в ранее │скважины бурить по│ │ │ранее отработанном│отработанных шахтных│всей площади │ │ │шахтном поле у │полях у отдельных │повторно │ │ │извлекаемого │извлекаемых целиков,│отрабатываемого │ │ │барьерного целика │в других участках │шахтного поля │ │ │согласно проекту │ранее отработанных │согласно проекту │ │ │ │шахтных полей │ │ │ │ │согласно проекту │ │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Вскрытие │Проведение │Проведение транс- │Шахтное поле │ │ │вскрывающих │портных вскрывающих │вскрывать │ │ │выработок для │выработок (стволов) │наклонными │ │ │выемки целика не │для выемки целиков │стволами │ │ │требуется │не требуется │ │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Подготовка │Проведение │Подготовительные │Шахтное поле │ │ │подготовительных │выработки для выемки│подготавливать │ │ │выработок не │целиков проходить из│панельными │ │ │требуется │действующей шахты │сборными штреками,│ │ │ │ │проводимыми по │ │ │ │ │льду, пустой │ │ │ │ │породе или пескам │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Очистная │Проводить оконту- │Запасы извлекать: │Запасы извлекать: │ │выемка целиков│ривающую рассечку │узкими проходческими│узкими │ │и других │или вентиляционный│забоями, расширением│проходческими │ │оставленных │штрек вприсечку с │проходческих забоев,│забоями, │ │запасов │льдопородным мас- │длинными очистными │расширением │ │ │сивом, производить│забоями │проходческих │ │ │расширение этих │ │забоев, длинными │ │ │выработок │ │очистными забоями │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Проветривание │Схему │Схему проветривания │Выработки для │ │ │проветривания │выработок для │извлечения запасов│ │ │эксплуатируемой │повторной выемки │проветривать по │ │ │шахты при выемке │запасов объединять │отдельной схеме │ │ │целика не изменять│со схемой │ │ │ │ │проветривания │ │ │ │ │действующей шахты │ │ ├──────────────┼──────────────────┼────────────────────┼──────────────────┤ │Проектирование│Выемка целика │Выемка запасов из │Составляется │ │ │регламентируется │ранее отработанного │отдельный проект │ │ │проектом │шахтного поля │повторной │ │ │действующей │регламентируется │разработки запасов│ │ │россыпной шахты │проектом действующей│ │ │ │ │россыпной шахты │ │ └──────────────┴──────────────────┴────────────────────┴──────────────────┘
§ 140. Очистную выемку оставленных запасов песков в ранее отработанных шахтных полях вести под защитой ледяного или льдопородного массива камерной системой разработки: узкими короткими заходками (узкой камерой) (рис. 14) или длинным очистным забоем (рис. 15).
§ 141. Прогноз и контроль устойчивости пород кровли и целиков при выемке камерных запасов осуществлять в соответствии с Методикой (Приложение 4).
§ 142. Ширину узкой камеры определять из условия устойчивого пролета кровли, обеспечивающего безопасность очистных работ на период полной отработки камеры. Выемку песков производить из панельного сборного штрека в направлении, параллельном оси междукамерного целика. Допускается последующее расширение узкой камеры до проектного пролета, но не более 10 м.
§ 143. Разработку узкими камерами применять при выемке отдельных целиков шириной не более 10 м в породах I и II классов устойчивости и не более 3 м - в породах III класса.
§ 144. К основным параметрам, определяющим безопасность и эффективность
разработки узкими камерами отнесены: ширина (пролет) камеры (l ) и ее длина
к
(L ).
к
§ 145. Допустимый пролет камер (l ) в породах I и II классов
пр
устойчивости принимать равным 10 м, в породах III класса - 3 м.
§ 146. Срок отработки камерных запасов не должен превышать 20 суток.
§ 147. Длину узкой камеры, отрабатываемой забоем на полную ширину, определять по формуле:
L = (N - N ) x n x l x K x K , м, (1)
к к а ц ц в
где:
N - срок отработки камерных запасов, сут. (не более 20);
к
N - время зачистки почвы под актировку, сут. (не более 2);
а
n - число очистных циклов в сутки, ед.;
l - уходка забоя за цикл, м;
ц
K - коэффициент цикличности, K = 0,85 - 1,0;
ц ц
K - коэффициент, учитывающий организацию работ (при прерывной рабочей
в
неделе K = 0,86, при непрерывной K = 1).
в в
§ 148. Длину узкой камеры, отрабатываемой забоем шириной до 3 м с
последующим ее расширением, определять по формуле:
b - b'
к к
L = (N - N -------) x n x l x K x K , м, (2)
к к а n' - l' ц ц в
ц
где:
b' - ширина узкого очистного забоя, м;
к
b - полная ширина камеры, м;
к
l' - уходка забоя за цикл при расширении камеры, м;
ц
n' - число очистных циклов в сутки при расширении камеры, ед.
§ 149. Управление горным давлением при разработке узкими камерами осуществлять поддержанием толщи налегающих пород на боковом породном или льдопородном массиве.
Допускается вести выемку песков без крепления камер.
Крепление сопряжений узких камер с панельным сборным штреком осуществлять по паспортам, разрабатываемым начальником участка и утверждаемым техническим руководителем предприятия.
§ 150. Допускаются производство очистных работ в выемочном участке одновременно несколькими узкими камерами, число которых определять проектом.
§ 151. Выемку узких камер вести прямолинейным или уступным по ширине забоем с опережением уступов не более 5 м.
§ 152. Ширину (допустимый пролет) камер с длинным очистным забоем определять величиной устойчивого пролета обнажения кровли, обеспечивающего безопасность очистных работ на период полной отработки камеры. Выемку песков в камерах с длинным очистным забоем производить из нарезной выработки (камерной рассечки) длинным забоем в направлении, перпендикулярном оси междукамерного целика.
§ 153. Выемку целиков шириной более 10 м в породах I и II классов устойчивости вести камерами с длинным очистным забоем.
§ 154. К основными параметрам, определяющим безопасность и эффективность разработки камерами с длинным очистным забоем, отнесены (рис. 16): ширина (пролет) камеры, ее длина и ширина междукамерного целика.
§ 155. Допустимый пролет камер принимать не более 20 м.
§ 156. Срок отработки камерных запасов в породах I и II классов устойчивости не должен превышать 20 суток.
§ 157. Срок отработки камеры исчислять с момента начала обнажения ее кровли при расширении нарезной выработки (рассечки).
§ 158. Длину камер принимать в пределах 40 - 60 м.
§ 159. Управление горным давлением при разработке камерами с длинным очистным забоем осуществлять плавным опусканием толщи налегающих пород на податливых несущих опорах (МКЦ).
При отсутствии непосредственной кровли, представленной малоустойчивыми породами, а также при очистной выемке слоя малоустойчивых пород непосредственной кровли совместно с продуктивным пластом допускается вести очистную выемку без крепления очистного пространства.
При очистной выемке слоя малоустойчивых пород непосредственной кровли совместно с продуктивным пластом возводить в камерах постоянную крепь (одиночные стойки, кусты, костры).
Сопряжения камер с панельным сборным и вентиляционным штреками крепить постоянной крепью.
§ 160. Отработку запасов панели при разработке камерами с длинным очистным забоем вести в отступающем порядке - от границы панели к главному транспортному штреку или околоствольному двору. При разработке узкими камерами допускается наступающий порядок отработки запасов панели - от главного транспортного штрека или околоствольного двора к границе панели, при условии крепления сопряжения отработанной узкой камеры и панельного сборного штрека кустовой крепью согласно специально разработанному паспорту.
§ 161. Для оконтуривания шахтного поля в начальный период очистных работ допускается наступающий порядок отработки отдельных камер пролетом не более 10 м (рис. 16).
§ 162. При разработке камерами с длинным очистным забоем допускается параллельная одновременная отработка двух камер в выемочном участке при условии, что к моменту завершения зачистки почвы под актировку в отстающей камере, пролет опережающей камеры не будет превышать 10 м.
При соосном расположении МКЦ в смежных камерах величину опережения очистных забоев принимать не более 6 м; до завершения зачистки почвы камер под актировку разрешается вести работы только по созданию необходимого, не более 6 м, опережения очистных забоев; зачистку почвы под актировку допускается выполнять одновременно в смежных камерах после завершения в них отбойки песков.
§ 163. Опережение очистных забоев смежных камер при смещенном расположении МКЦ принимать равным допустимому пролету камеры.
§ 164. Зачистку почвы камеры с составлением акта на погашение камерного
запаса песков производить по достижении проектного пролета камеры (b ),
кд
непосредственно после завершения отбойки песков. Время зачистки почвы
камеры не должно превышать 2-х суток.
§ 165. До зачистки почвы под актировку в камере, в которой завершена отбойка песков, продвигание забоев в последующей камере запрещается.
§ 166. При смещенном (более 6 м) расположении МКЦ в смежных камерах опережение очистных забоев определять по положению линий очистных забоев в панели, включая в размер опережения ширину МКЦ и рассечки.
§ 167. Повторную подземную разработку производить при температуре массива вмещающих пород на горизонте горных работ не выше минус 20 °C.
§ 168. При обнаружении пустот между льдопородным массивом и кровлей горные работы приостанавливать. Способ крепления кровли над пустотами и порядок возведения крепи определять в мероприятиях, утверждаемых техническим руководителем предприятия. После крепления кровли над пустотами горные работы возобновляются.
§ 169. Паспорта буровзрывных работ должны обеспечивать правильное оформление кровли и исключать ее нарушения сейсмическим воздействием взрывов.
§ 170. На каждой шахте иметь типовые паспорта буровзрывных работ и описание безопасных приемов работ по приведению кровли в безопасное состояние.