В начальный период эксплуатации месторождения применялась камерно-столбовая система разработки [8], область применения которой ограничивалась мощностью рудного тела не более 10 м. Ширина камер составляла 14 м, а целиков 7 м. С 1954 г эта система разработки на руднике не применялась.
В настоящее время на руднике «Заполярный» применяется система этажного принудительного обрушения с двухстадийной и одностадийной выемкой вкрапленных руд [10].
Двухстадийная система этажного принудительного обрушения руды и налегающих пород заключается в первочередной выемке запасов камер с последующей выемкой запасов междукамерных и панельных целиков. Размеры блока при двухстадийной выемке (рис. 9): 60×120 м. Вариант с двухстадийной выемкой применяется в основном в начальном периоде разработки (разрезке рудного тела) и для доработки отдельных частей месторождения.
Рис. 9. Система этажного принудительного обрушения с двухстадийной выемкой и полевой подготовкой горизонта выпуска.
Условные обозначения: 1 – камера; 2 – междукамерный целик; 3 – панельный целик;
4 – отрезная щель; 5 – панельный орт горизонта доставки; 6 – доставочный штрек;
7 – буровой штрек по камере; 8 – погрузочные заезды; 9 – рудоспуск; 10 – вентиляци-
онно-ходовой восстающий свежей струи; 11 - вентиляционно-ходовой восстающий
исходящей струи; 12- буровой штрек по целику; 13 – скважины для посадки кровли;
14 – выпускные воронки; 15 – дучка; 16 – контур рудной залежи.
Подготовка оснований блоков может быть рудная, полевая и комбинированная, при которой выемка камер осуществляется с рудным основанием, а отработка целиков – при полевой подготовке днища.
Параметры очистных камер, междукамерных и панельных целиков на руднике «Заполярный» приняты [10]: ширина панели – 60 м; длина панели – 60 м; ширина блока (камера + междукамерный целик) – 30 м; длина камер – 45 м; ширина – 15 м, панельных и междукамерных целиков –15 м, высота камеры равна мощности рудного тела.
При разработке поля системой со сплошной выемкой руды в целях исключения концентрации напряжений и планомерного развития очистной выемки фронт работ в блоке должен быть прямолинейным. Опережение фронта очистной выемки в одном блоке относительно другого допускается в плане не более 60 м., т.е. шага посадки кровли. С учетом повышенной интенсивности очистной выемки при использовании самоходного оборудования (рис. 9) длина камер может быть увеличена - до 100 – 130 м.
Одностадийная система этажного принудительного обрушения руды и налегающих пород заключается в отработке запасов сплошным фронтом лентами без оставления целиков (рис. 10). Основной способ управления горным давлением – полное обрушение налегающих пород. Обрушение допускается как самообрушением, так и принудительно – с помощью взрывных работ. Отработка месторождения производится блоками. Размеры блока при одностадийной выемке: 60 × 240 м. Рудное тело в пределах блока делится на панели шириной 56-60 м., ограниченные панельными штреками (ортами), расположенными на уровне буровых и вентиляционно-буровых горизонтов.
Рис. 10. Система этажного принудительного обрушения с одностадийной выемкой
Блоки отрабатывают лентами, ориентированными длинной стороной параллельно фронту очистных работ. Параметры лент принимаются: ширина – 10 ÷15 м; высота равна вертикальной мощности рудного тела; длина определяется границами блока (до 240 м).
Отгрузка горной массы осуществляется через выпускные дучки (площадной выпуск) на штрек скреперования. Проходка выпускных дучек осуществляется из выработок горизонта скреперования снизу вверх до сбойки с выработками 1 бурового горизонта.
Разделка воронок на пройденные дучки производится мелкошпуровым способом или с применением вееров скважин.
Для отработки основной залежи рудного поля применяется в основном одностадийная выемка. Целесообразность применения одного из вариантов системы выбирается исходя из горнотехнической обстановки и определяется проектом.
Отбитую горную массу выпускают на выработки горизонта скреперования. Далее, при помощи скреперных лебедок, горная масса доставляется в систему рудоспусков, через которые выпускается на горизонт откатки. По горизонту откатки и до НОФ горная масса доставляется рельсовым транспортом. Плановые показатели потерь и разубоживания при существующей технологии составляют – 20-23 % и 11-14,5 % соответственно.
Принудительное обрушение пород кровли осуществляется одновременно с отбойкой руды или с опережением до 20 м. В первом случае отбойка руды и посадка кровли осуществляется нисходящими и восходящими скважинами, пробуренными из выработок вентиляционного горизонта, и исключается необходимость проведение бурового горизонта. Во втором, обеспечивается разгрузка рудного уступа и повышается сохранность взрывных скважин и выработок выпуска.