Горно-геологическая характеристика рудника 
Годовая
производительность рудника составляет около 2,5 млн. т Производительность труда
подземного рабочего достигает 20 т/смену.
Системы
применяют для отработки ценных руд в сложных горно-технических условиях.
Рисунок 13. Панельно-слоевая
система разработки с гидравлической закладкой; 1 — наклонная рудная залежь; 2 —закладка; 3 — панельный штрек; 4 —
очистная заходка.
Конструктивное
решение систем этого типа зависит от размеров и мощности залежи.
Примером
однослойной выемки может служить практика рудника "Вуонос"
(Финляндия), отрабатывающего пологую залежь крепких руд мощностью 5—6 м в
неустойчивых кварцитах (рисунок 14). Разрезной штрек в центре камеры имеет
ширину 6—7 м с углом наклона стенок 60°. В дальнейшем панели отрабатывают
параллельными заходками шириной 6—7 м с одной из сторон разрезного штрека в
двух забоях одновременно. Высота штрека и заходок равна мощности залежи.
Применяют анкерное крепление кровли и гидравлическую закладку. В торце заходок
сооружают бетонные перемычки толщиной 70см. Наклонные стенки заходок позволяют
использовать материал малой прочности. Потери руды составляют 3 %, сменная
производительность труда рабочего — 9,5 т.
Примером
двухслойной выемки является практика рудника Пальковице" (ПНР),
отрабатывающего пологую залежь мощностью до 9м в относительно устойчивых
известняках и доломитах (рисунок 14). Первоначально проходят верхнюю слоевую
заходку шириной до 10м, имеющую вид траншеи. Работы ведут в двух встречных
забоях (в одном — бурение, в другом — погрузка и транспортирование руды).
Боковая сторона заходки со стороны закладочного массива ограждена щитами. После
сбойки и крепления кровли и боковой стенки верхней заходки по всей длине панели
начинают нарезать нижнюю заходку, оставляя со стороны закладочного массива
временный целик шириной понизу 4м и поверху 2м. Для отбойки руды в нижней
заходке применяют нисходящие вертикальные скважины. По мере выемки руды в
нижней заходке
Рисунок 14. Схема
сплошной выемки заходками с закладкой выработанного пространства: а и б — соответственно планы верхнего и нижнего слоев; 1 — верхняя слоевая
заходка; 2 — рудная залежь; 3 — песчаная закладка; 4 — ограждающие щиты;
5 — временный ограждающий целик; 6 — заезды на слоевые заходки; 7
— нижняя заходка; 8 — буровые скважины
ее боковую
стенку со стороны рудного массива укрепляют щитами и анкерами. В последнюю
очередь вынимают целик и выработанное пространство заполняют песчаной
закладкой.
Система
позволяет при большой мощности залежи и малопрочной закладке достичь высокой
степени извлечения. Потери и ра-зубоживание руды находится на уровне 5—6 %.
Примером
многослойной слоевой выемки руды является практика рудников Норильского ГМК.
В зависимости
от устойчивости кровли применяют варианты с восходящим, нисходящим и
комбинированным порядком выемки слоев.
При системе с
комбинированным порядком выемки слоев верхний подкровельный слой отрабатывают с
опережением (рисунок 16), остальную часть — с восходящим порядком выемки слоев
потол-коуступным забоем. Вариант применяют при слабых и неустойчивых породах
кровли.
Параметры
системы: длина панели 120 м, ширина ленты 8м, высота слоя 3—4 м, максимальная
высота обнажения 7м, недоза-кладка выработанного пространства 3—3,5 м.
Подготовка панели осуществляется ортами и вентиляционными закладочными выработками.
Рудоспуски располагают на границе, посредине панели с выходом на каждую ленту
(см. рисунок 15) или на флангах панелей с выходом на слоевые орты. Последнюю
схему применяют при мощности залежи менее 12—15 м для сокращения числа
рудоспусков за счет увеличения длины транспортирования.
Рисунок 15. Система
разработки со сплошной слоевой выемкой руды (комбинированный порядок выемки
слоев): 1 — вентиляционно-ходовой восстающий; 2
— рудоспуски; 3 — вентиляционно-закладочный квершлаг; 4 — верхний (подкровельный)
слой; 5 — слоевые орты; 6 и 7 — соответственно вентиляционные восстающий
и квершлаг; 8 — выемочные слои; 9 — откаточный квершлаг; 10 и
11 — соответственно транспортный и фланговый съезды
Очистные
работы ведут одновременно в двух-трех лентах с последовательным выполнением
операций по бурению, взрыванию, погрузке — доставке руды, креплению и закладке.
Отбойку руды
осуществляют, как правило, крутонаклонными (55—70°) шпурами диаметром 42—56 мм
и глубиной 4 м, уход забоя за цикл составляет 8,5 м, выход руды — 1,5—2 м3/м.
К погрузке —
доставке руды приступают после набора закладкой прочности в верхней части слоя (через
1—3 сут) не менее 0,7 МПа для погрузочно-доставочных машин (ПДМ) с общей массой
15 т; 1 МПа —с массой 30 т и 1,5 МПа — с массой 35—40 т. Цикл очистной выемки
осуществляется за четыре смены. Время, затраченное на отработку слоя, равно 19
сут, продолжительность закладочных работ составляет 5 сут, а время
затвердевания закладки —12 сут.
Значения
производительности оборудования, применяемого при разработке месторождения
системой со сплошной слоевой выемкой руды (комбинированный порядок выемки
слоев), приведены ниже.
Бурильная
установка:
"Симба
312".......................... 160
м/смену
"Бумер 136"........................... 78
м/ч
Погрузочно-транспортная
машина ЛФ-12 1500 т/сут
При варианте
с нисходящей слоевой выемкой рудное тело также разделяют на панели и подготовку
осуществляют диагональным наклонным съездом. Опережение очистных работ в
панели, по сравнению со смежной, должно быть не менее 30 м, а фронт очистной выемки может иметь горизонтальную или чаще ступенчатую форму. При этом
расстояние между ближайшими стенками очистных заходок должно составлять не
менее 8—24 м. Очистные работы в слоях ведут тупиковыми выработками сразу на все
сечение или с предварительной проходкой разрезной выработки.
Параметры
системы (вариант со слоевой выемкой руды) и показатели буровзрывных работ
На почве
очистной заходки перед подачей закладки оставляют слой рудной мелочи высотой
0,3—0,5 м, на который укладывают пленку. Прочность закладки в кровле на момент
ее обнажения должна быть не менее 8 МПа при толщине несущего слоя закладки не
менее 2 м и ширине обнажения не более 8 м. С боковой стороны очистной ленты прочность закладки должна составлять не менее 1 МПа при высоте обнажения до 7 м. Угол наклона выемочных слоев должен быть не ниже (3—4°)' угла растяжения закладочной смеси.
Основные технико-экономические показатели системы разработки со сплошной
слоевой выемкой руды приведены в таблице 2
Таблица 2 - Основные
ТЭП
Развитие
систем разработки мощных пологих залежей происходит в направлении сокращения
потерь руды в целиках, что достигается применением камерных систем с двухстадийной
выемкой и твердеющей закладкой и систем со сплошной слоевой выемкой.
Эффективность
разработки этими системами зависит от оптимизации параметров панелей,
месторасположения рудоспусков, рациональной организации очистных, закладочных
работ и их интенсификации.
Правильный выбор систем разработки
рудных месторождений имеет важное значение и в основном определяет
эффективность их разработки.
На большинстве рудных месторождений
по горнотехническим условиям можно применять несколько разных систем разработки.
Однако для каждого месторождения должна быть выбрана наиболее рациональная
система, удовлетворяющая разным техническим и экономическим требованиям, среди
которых самыми важными являются:
-
обеспечение
безопасных и здоровых условий труда для работающих;
-
достижение
минимальной себестоимости продукции;
-
выполнение
заданной производительности рудника по добыче руды с соблюдением принятых
кондиций по её качеству;
-
рациональное
использование недр, экономически обоснованный минимум потерь и разубоживания
руды, а также комплексная разработка полезных компонентов и месторождений.
Выбор систем разработки производим по
постоянным и переменным факторам.
Все системы разработки рудных
месторождений с экономической точки зрения могут быть разделены на две группы.
К первой относятся системы
разработки, у которых себестоимость добычи 1 тонны руды небольшая, но потери и
разубоживание повышены: Это системы с естественным поддержанием очистного
пространства при оставлении постоянных целиков и системы с обрушением руды и
вмещающих пород.
Вторая группа включает системы
разработки с небольшими потерями и разубоживанием, но с большой себестоимостью
1 тонны руды. К ним относят системы с искусственным поддержанием очистного
пространства.
Для окончательного выбора системы
разработки используем сравнение технико-экономический параметров систем.
Так как в пределах месторождения рудное тело невыдержанное
по мощности, средняя мощность равна 24 м, выдержанное по углу наклона 12, залегание пологое, устойчивость руды и вмещающих пород непостоянна и изменяется
от средней до неустойчивой, а также резко снижается в местах тектонических
нарушений, глубина залегания от 1000 до 1300 м, земная поверхность охраняется, руда ценная, сульфидная склонная к слёживанию и самовозгоранию, то для таких
условий возможность выбора системы разработки весьма узка.
Целесообразно выбрать систему разработки с
минимальными потерями и разубоживанием (из-за высокой ценности руды), с
закладкой выработанного пространства (из-за необходимости сохранения земной
поверхности, так как (Н/m)‹200, большой глубины
разработки и удароопасности месторождения) твердеющими смесями (из-за опасности
самовозгорания руды). К таким системам относится сплошная (без оставления целиков)
слоевая система разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими
смесями, потому что она обеспечивает необходимые параметры и
технико-экономические показатели по системе разработки и сплошная камерная
система разработки с закладкой выработанного пространства.
Большая мощность перекрывающих друг
друга залежей руд различного качества, экономическая целесообразность
первоочерёдной отработки сплошных (богатых) руд и необходимость сохранения
вкрапленных для последующей выемки обусловили управление горным давлением при
очистной выемке полной закладкой выработанного пространства твердеющими
смесями.
Сплошные системы разработки
рекомендуется применять при отработке сильно нарушенных руд, а при выемке руд
любой нарушенности на глубинах свыше 500м.
Сплошные системы разработки
характеризуются отсутствием в выработанном пространстве рудных целиков,
воспринимающих нагрузки вне области защиты рудным массивом. Ширина такой
области в условиях рудников Талнаха лежит в пределах 40 - 70м.
К классу сплошных систем разработки с
твердеющей закладкой относятся сплошная слоевая, сплошная камерная и
камерно-слоевая.
Особенность применения на рудниках
Талнаха сплошных систем с твердеющей закладкой заключается в следующем:
- глубина залегания рудных залежей
150-1500м, угол падения 3-25°, мощность залежей сплошных руд до 40м;
- большие площади рудных залежей;
-высокая ценность сплошных руд;
- сильная тектоническая
раздробленность большинства рудных полей и в частности рудников "Октябрьский"
и "Таймырский";
- нарушенность сплошных руд и пород
непосредственной почвы и кровли от весьма сильной до слабой, иногда резко изменяется
в плане и разрезе;
- потенциальная удароопасность
сплошных руд и ряда вмещающих пород
- склонность сплошных руд к
слёживанию и самовозгоранию.
Исходя из горно-геологических условий
и принципов сплошной слоевой системы разработки горизонтальными или
слабонаклонными слоями, возможны три порядка выемки рудного тела по его
мощности (три варианта системы):
-снизу вверх ( восходящий порядок
выемки );
-сверху вниз ( нисходящий );
-сочетание первых двух
(комбинированный).
А также имеет место вариант отработки
рудного тела камерными системами разработки, а именно камерно-столбовая система
отработки с целиков и заполнением отработанных камер твердеющими смесями.
Общим для всех вариантов является
разделение рудного тела на выемочные участки (панели) с возможным независимым ведением
работ на каждом из них.
Сущность восходящего порядка выемки
слоёв состоит в том, что рудное тело в пределах панели разделяется на
вертикальные полосы (ленты), которые отрабатываются слоями снизу вверх, причём как
правило между кровлей слоя и поверхностью закладки оставляют свободное так
называемое технологическое пространство.
Восходящий порядок выемки слоёв может
применяться при разработке слабо и средне нарушенных руд на глубинах до 800 м. Этот вариант может применяться и в том случае, если в отрабатываемой ленте встречаются изолированные
участки сильно нарушенных руд длиной не более двукратной ширины ленты (
очистной выработки ).
Преимущества восходящего порядка
выемки: сравнительно небольшая продолжительность развития работ в панели;
возможность совмещения во времени в одной очистной выработке процессов бурения,
погрузки и доставки руды; не высокие требования к прочности закладки,
обнажённой только в стенке очистной выработки; сравнительно простые схемы
подготовки и проветривания.
Недостатки этого варианта:
возможность применения до определённых пролётов и глубины разработки вследствие
разрушения руды в стенке очистной выработки и консольно-нависающем массиве;
невозможность использования в сильно нарушенных рудах; сравнительно не высокая
производительность панели из-за ограниченного числа одновременно действующих
забоев.
Сущность нисходящего порядка выемки
слоёв заключается в том, что рудное тело по мощности разделяют на
горизонтальные (слабо наклонные) слои, которые отрабатывают заходками
(одновременно или последовательно) независимо друг от друга с некоторым
опережением верхними нижних. Нисходящий порядок выемки слоёв может применяться
при разработке руд любой нарушенности, залегающих на любых глубинах.
Преимущества нисходящего порядка
выемки слоёв: возможность применения в любых горно-технических условиях; все
слои, кроме первого, находятся в разгруженной зоне; меньшая по сравнению с восходящей
выемкой изрезанность рудного массива подготовительными выработками в результате
применения слоёв большей высоты; более высокая производительность панели за
счёт возможности вовлечения в одновременную работу большего числа очистных
забоев.
К числу существенных недостатков
нисходящего порядка отработки слоёв относятся: большее время (по сравнению с
восходящей выемкой) для достижения максимальной производительности панели;
значительный удельный объём нарезных работ при расположении в каждой заходке
разрезных штреков; высокие требования к прочности закладки и технологии
закладочных работ при формировании несущего слоя (пачки слоёв) искусственной
кровли; сложность схемы проветривания заходок.
Сущность комбинированного порядка
выемки слоёв заключается в том, что верхний подкровельный слой отрабатывают с
опережением, а остальную часть рудного тела аналогично варианту с восходящим
порядком выемки слоёв.
Комбинированный порядок выемки слоёв
может применяться при отработке слабо и сильно нарушенных руд, а также при
сильно нарушенных и раздробленных породах кровли. Этот вариант можно также
применять при разработке участков рудного тела, в нижней части которого (в
разрезе) залегают слабо или средне нарушенные руды, а в верхней - сильно
нарушенные. В таком случае сильно нарушенные руды отрабатывают нисходящими
слоями, а надработанные слабо или средне нарушенные - восходящими.
Надработкой рудного тела верхним
(подкровельным) слоем, расположенным как правило в наиболее нарушенных породах
кровли и рудного тела, очистной забой разгружается от повышенного опорного
давления, приводится в неудароопасное состояние призабойная часть сплошных руд
и существенно уменьшается влияние прогиба на рудную консоль. За счет
комбинированного порядка расширяется область применения технологии восходящей
выемки, однако остаются недостатки этого варианта, кроме первого.
Вариант отработки запасов камерами,
заключается в том, что рудное тело по мощности не разделяют на слои, а
отрабатывают сразу на всю мощность.
Преимущества: меньшая по сравнению со
слоевой выемкой изрезанность рудного массива подготовительными выработками в
результате отработки на всю мощность; более высокая производительность панели
за счёт возможности вовлечения в одновременную работу большего числа очистных
забоев.
Систему применяют
для отработки мощных залежей (20— 30м) ценных руд, если стоимость дополнительно
извлекаемого металла за счет сокращения потерь руды компенсирует затраты на
закладку выработанного пространства. Вмещающие породы средней устойчивости и
устойчивые.
По сравнению
с двухстадийной выемкой эта система обладает преимуществом, так как для
закладки используется материал относительно невысокой прочности, сокращаются
потери руды и затраты на поддержание выработанного пространства из-за
отсутствия необходимости возобновления работы на ранее отработанных первичными
камерами участках.
Вариант
системы для отработки мощных горизонтальных залежей изображен на рисунке 16.
Подготовка
залежи к отработке заключается в проведении панельных штреков, располагаемых на
границах панели на уровне верхней и нижней подсечек. Подсечные выработки
проходят в руде на контакте с вмещающими породами и располагают таким образом,
чтобы на границе секций оставался ленточный целик.
Параметры
системы: ширина панели 120—150 м, ширина секций (длина камер) 20—30 м, ширина
камер-прирезок 6—10 м, высота камер соответствует мощности рудного тела и равна
20—40 м.
Очистные
работы производят в камерах, расположенных ступенчато, параллельно фронту
очистной выемки. Разбуривание массива и подача закладки осуществляются через
выработки верхней подсечки. Погрузочно-доставочные орты в нижней подсечке
соединяют через 80—120 м транспортным штреком с рудоспуском.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
|
