Выпуск руды из смежных выпускных отверстий

Эффективность выпуска руды из смежных отверстий зависит от расстояния между их осями. Если расстояние между осями отверстий велико, то сферы их влияния могут не пересекаться и выпуск происходит обособленно. Поэтому на практике выпускные отверстия располагаются на небольшом расстоянии друг от друга с тем, чтобы эллипсоиды разрыхления пересекались.

Теория выпуска рассматривает простейший случай, когда имеют место так называемые идеальные условия: блок большой площади со всех четырех сторон окружен массивом руды с вертикальными стенками; просачивания мелочи между крупными кусками практически нет (руда при выпуске опускается без расслоения); режим выпуска равномерно-последовательный (одинаковыми дозами поочередно из всех отверстий по площади блока); контакт руды и налегающих пород – горизонтальный (положения контакта 2, см. рис. 3.17а).

При значительной высоте выпускаемого слоя руды (высота блока Н_бл) можно считать, что в начале выпуска контакт руды и породы опускается, сохраняя свое горизонтальное (положения 3, см. рис. 3.17а). Происходит это до определенного уровня, соответствующего Н_к.э.- высоте касающихся эллипсоидов. Касающиеся эллипсоиды выпуска (по проф. Г. М. Малахову) - это эллипсоиды в соседних отверстиях, диаметр которых равен расстоянию между осями отверстий D_о (см. рис. 3.17а). Высоту Н_к.э.называют также – критической высотой h_кр. Когда контакт руды с породой опустится ниже вершин касающихся эллипсоидов (достигнет критической высоты), частицы, расположенные над осями отверстий, начнут смещаться к выпускному отверстию с наибольшей скоростью, и поверхность руды будет прогибаться.

Высоты критическая h_кр и касающихся эллипсоидов Н_к.э. между собой состоят в следующих соотношениях:

- по Малахову Г.М. - h_кр= (1-0,5)h_кас ≈ 0,75h_кас;

- по Куликову В.В. - h_кр = 0,5h_кас.

При дальнейшем выпуске руды ниже h_кр воронки прогиба переходят в воронки внедрения, т. е. начинает происходить засорение выпускаемой руды (положение 4, см. рис. 3.17а).

Н_к.э. = mD_о²,

где Dо - приведенное расстояние между осями смежных отверстий, м; m – коэффициент сопротивления истечению руды, м^-1(для крепких руд при K_р=1,3÷1,45 m=0,4÷0,5 м^-1; при K_р=1,2 m=0,55÷0,65 м^-1; при K_р=1,1÷1,15 m=0,9÷1,0 м^-1; для руд средней крепости при K_р=1,3÷1,4 m=1,2 м^-1; при K_р=1,2 m=1,7 м^-1); а - расстояние между отверстиями в ряду, м; b - расстояние между рядами отверстий, м.

Зная величину коэффициента извлечения чистой руды к_ч.р можно прогнозировать и величины потерь металла п и разубоживания руды р.

При отбойке руды на компенсационное пространство следует учитывать объемы руды, извлекаемые при подсечке, образовании компенсационных пространств, проведении подготовительно-нарезных выработок. После взрыва на компенсационную камеру высота слоя обрушенной руды Н может быть больше или меньше высоты блока, высота навала рудной массы Н зависит от коэффициента разрыхления () и объема компенсационного пространства (рис. 3.18).

Н = Н_блК_р(1-V_к/V_бл),

где V_бл – объем запасов блока; V_к – все пустоты в блоке (компенсационная камера, выработки подсечки, подготовительно-нарезные выработки).

Нередко отбитая руда имеет как горизонтальный, так и вертикальный контакты с обрушенными породами, а иногда два или даже три вертикальных контакта. Это является причиной дополнительных потерь и разубоживания руды. В этих случаях формула для расчета К_ч.русложняется.

Обычно коэффициент извлечения чистой руды составляет 0,60÷0,75, а потери и разубоживание в сумме достигают 0,25÷0,4. В неблагоприятных условиях (когда массово обрушаются целики, и сверху, и с боков рудная масса окружена обрушенными вмещающими породами) величина К_ч.р снижается до 0,3 и даже меньше, а сумма потерь и разубоживания доходит до 0,5÷0,6.

Таким образом, на показатели извлечения оказывают влияние высота слоя обрушенной руды и расстояние между выпускными отверстиями, размер выпускных отверстий, наличие боковых контактов отбитой руды с обрушенной породой, свойства сыпучей среды, угол падения залежи, режим выпуска.

Влияние различных факторов на процесс и показатели выпуска

Влияние высоты блока, расстояния между дучками и диаметра выпускных отверстий.

Так как при равномерно-последовательном выпуске опускание контакта руды с обрушенными породами до критической высоты происходит горизонтально, то можно заключить, что относительные потери обратно пропорциональны высоте блока, а абсолютные не зависят от высоты блока. Для уменьшения потерь руды необходимо снижать критическую высоту, что достигается сближением дучек.

Целесообразно чтобы высота блока превышала расстояние между дучками для кусковатых руд средней ценности:

Н_бл / l ³ 4÷6;

для мелкокусковых руд

Н_бл / l ³ 8÷10;

для ценных руд эти соотношения увеличиваются.

Таким образом, высота блока должна быть как можно больше и обязательно больше критической высоты h_кр, а расстояние между выпускными дучками должно быть как можно меньше. Чем меньше это расстояние, тем дольше сохраняется горизонтальное положение контакта руды с породой, тем позже начинается выпуск разубоженной руды. Однако расстояния между выпускными отверстиями ограничиваются устойчивостью надштрекового целика (рис. 3.19).

В виде исключения нецелесообразна большая высота блоков при:

1) слеживающейся руде, во избежание ее уплотнения; 2) неустойчивой, хрупкой руде; 3) недостаточно крутом падении залежи, из-за больших потерь на ее лежачем боку.

Диаметр выпускного отверстия следует расширять. Это позволяет увеличить объем эллипсоида выпуска.

При изменении формы сечения дучки возможно получать эллипсоиды с неодинаковыми размерами малых полуосей во взаимно перпендикулярных направлениях.