Основные технологические процессы на разрезе "Томусинский"

Таблица 1.1 - Характеристика угольных пластов

Нижняя пачка пласта гораздо выдержанней, мощность её 2,7-3,5 м. Однако число породных прослойков увеличивается вдвое, суммарная мощность их не велика - до 0,3 м. Прослойки представлены алевролитом и аргиллитом. Все породные прослойки не устойчивы по мощности, часто выклиниваются как по падению, так и по простиранию пласта.

Пласт 6 имеет среднюю крепость. Верхняя пачка пласта содержит в себе 2-3 тонких (суммарной мощностью 0,1-0,2 м) прослойки аргиллита, мощность её меняется от 1,8 до 3 метров, за счёт изменений мощности прослойка. В горных выработках по пласту 6 прослеживаются трещины кливажа. Трещины развиты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, плотно притёртые имеют несколько ограниченное распространение. Расстояние между трещинами колеблется от 0,1 м до 0,5 м. Кровля пласта сложена среднезернистыми песчаниками. Породы кровли сильно трещиноватые. В породах кровли пласта трещины развиты, в основном, по трём плоскостям, однако на 6,8 м выше пласта наблюдаются сложные трещины с шаровой отдельностью. Песчаники кровли пласта крепкие, с коэффициентом до 8. Почва пласта сложена алевролитом средней крепости, трещеноватость та же, что и у пласта. Таблица 2.2.1

1.2.4 Характеристика качества углей

В настоящее время производится добыча окисленных, тощих и коксовых углей. Все угли отгружаются на энергетические цели марки СС. Пласт 3 по петрографическому составу разделяется на 4 основные пачки. Верхняя пачка мощностью 0,3-0,5 м, представлена, матовым углём. Следующая пачка мощностью 3 -3,7 м, состоит из однородного полуматового угля. Третья пачка мощностью 1-1,2 м, представлена полублестящим углём. Самая нижняя пачка сложена часто чередующимися слоями полуматового и полублестящего угля с редкими тонкими прослойками блестящего угля. По пласту из горных выработок отобрано 65 пластово-промышленных и пластово-дифференциальных проб. Зольность пласта по этим пробам колеблется от 8,1 до 21,8% , средняя зольность 17,5% . Зольность чистых угольных пачек колеблется в пределах 6,2-10,4%. Зольность отгружаемого угля пласта 3 -16,6%. Содержание влаги - 8,7%. Выход летучих - 24,5%. Калорийность отгружаемого угля Qб = 35,868 МДж/кг. При приближении к дайке горными работами по пласту 3 были встречены многочисленные внедрения диабаза в уголь пласта, что отрицательно повлияло на его зольность.

Пласт 4-5. Петрографический состав угля данного пласта отличается наиболее частой разновидностью. Зольность угля по пластовым пробам колеблется в пределах от 15,5 до 22,4%. Средняя зольность 17,5%. Уголь пласта, отгруженный потребителям, характеризуется следующими данными А-16,3%, W = 10,0%, V = 19,2%,Qб = 35,935 МДж/кг.

Пласт 6 по петрографическому составу, в основном, однородный. Представлен полосчатыми углями и только в верхней пачке пласта прослеживается две пачки матового угля мощностью 0,3 и 0,18 метров. Пласт характеризуется повышенной зольностью из-за большого наличия породных прослойков, которая колеблется от 21,4 до 28,1%, при средней зольности 22,1%. Зольность отгружаемого угля данного пласта 22,8%, W = 9,9%, V = 24,8%, Qб =35,839 МДж/кг.

1.2.5 Гидрогеологические условия

На поле разреза выделяется два горизонта грунтовых вод. Первый горизонт верховодка, выражен слабо, приурочен к лёгким суглинкам. Второй водоносный горизонт характеризуется более постоянным режимом и приурочен к слоям, перекрывающим основные породы. Притоки грунтовых вод в горные выработки не превышают 30 м3/ч.

Коренные породы обводнены повсеместно. Наибольшую обводнённость имеют конгломераты и песчаники, а также зоны тектонических нарушений. Все прочие менее выражены, а слой аргиллитов водоупорны. Водоносные горизонты подтапливаются за счёт атмосферных осадков. Массив коренных пород значительно нарушен горными выработками шахты «Томская», вследствие этого значительная часть грунтовых вод дренирует в шахту. Приток воды в разрез сейчас не превышает при полном развитии разреза 400 м3/ч. Коэффициент фильтрации колеблется от 0,000125 до 3,264 м/сут. (при среднем значении 0,07-0,18 м/сут.). Санитарно-бактериальные свойства вод первого горизонта удовлетворительны. По химическому составу и санитарным свойствам вода вполне пригодна для питьевых целей и отвечает всем требованиям ГОСТов. Подземные воды являются гидрокарбонатнокальциево-магниевыми, минеральный осадок колеблется от 300 до 880 мг/л, агрессивной углекислоты в этих водах не отмечено. Вода имеет слабощелочную реакцию, содержание фенолов до 0,001 мг/л.

1.2.6 Разведанность, подготовленность поля к эксплуатации и запасы угля

Геологическая работа в пределах поля разреза «Томусинский» проводилась в течение 20 лет, начиная с 1948 года. Основным видом геологической разведки выработок являлись на всех стадиях и периодах разведки скважины механического колонкового бурения, расположенных по разведочным линиям в крест простирания угольных отложений. Каждая скважина на разведочной линии пробурена с целью получения максимальных геологических данных, чтобы в комплексной интерпретации с данными других скважин можно было ясно представить тектоническое строение участка и поведения каждого угольного пласта. Совместно с этим и с учётом поверхности участка (выемок, уступов, отвалов, карьеров) определённо расстояние между разведочными линиями и скважинами в линиях.

Кроме того, густота разведочной сети определялась еще и условными назначениями скважин при различных стадиях разведки. Всего пробурено 21 разведочная линия. В период до разведки поля разреза «Томусинский» проводимых во время эксплуатации в 1996г, было выявлено много тектонических нарушений. Запасы основного поля разреза «Томусинский» определены в пределах 120 млн. тонн. Срок службы разреза составляет 60 лет. Промышленные запасы угля с учётом эксплуатационных потерь и загорания прослойками породы составляет на 01.01.00 - 37 млн. тонн угля. По рабочим пластам оставшиеся промышленные запасы следующие: пласт 3-10 млн. тонн, пласт 4-5 - 15млн. тонн, пласт 6 -12 млн. тонн угля.

1.2.7 Физико-механические свойства горных пород

Физико-механические свойства пород представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2- физико-механические свойства горных пород

1.2.8 Горнотехнические условия

Угли оцениваемых пластов и вмещающих их пород в выветренном состоянии довольно крепкие, плотные и при открытой разработке требуют предварительного рыхления с помощью Б.В.Р. Развитие оползней при введении горных работ не отмечается. В пониженных слоях разреза, где обводненность горных пород в приповерхностной части очень высока, возможны оползни наносов и коренных пород в зоне интенсивного выветривания.

Выгорание пластов на западном и восточном водоразделах на значительную глубину ограничивает развитие добычного фронта. Ведение горных работ взрывоопасно по угольной пыли и силикозоопасно по содержанию свободной двуокиси кремния во вмещающих породах. Угли рабочих пластов склонны к самовозгоранию. На поле разреза выделяют два горизонта грунтовых вод. Породы, вмещающие угольные пласты, представлены чередующимися слоями песчаников и алевролитов с прослойками аргиллитов и конгломератов.

Глава 2 ВСКРЫТИЕ КАРЬЕРНОГО ПОЛЯ

2.1. Общие сведения о вскрыши

При разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом горная масса перемещается (транспортируется) от забоев, расположенных на рабочих горизонтах карьера, до пунктов ее приема на поверхности или в карьере.

Пунктами приема являются внутренние или внешние отвалы для вскрышных пород и склады, и обогатительные фабрики для полезного ископаемого. Рабочие горизонты в карьере пункты приема горной массы на поверхности в большинстве случаев имеют различные высотные отметки. Таким образом, при проектировании транспортных коммуникаций в карьере, обеспечивающих надежную и экономичную работу карьерного транспорта, возникает задача оптимального их размещения не только в плане, но и в профиле. Эта задача решается при проектировании вскрытия карьерного поля. Вскрытие карьерного поля осуществляется горными выработками, обеспечивающими транспортный доступ с земной поверхности к рабочим горизонтам карьера с целью доставки вскрышных пород на отвалы, а полезного ископаемого к пунктам их приема на поверхности. Вскрывающие горные выработки начинаются с поверхности или уже с вскрытого промежуточного рабочего горизонта и заканчиваются на отметке рабочей площадки вскрываемого горизонта.

Различают способ, схему и систему вскрытия.

Способ вскрытия характеризуется типом вскрывающих выработок. В большинстве случаев для вскрытия рабочих горизонтов карьера применяют открытые горные выработки. Реже вскрытие осуществляется подземными горными выработками, а также сочетанием открытых и подземных горных выработок. В некоторых случаях вскрытие отдельных горизонтов карьера может осуществляться и без проведения горных выработок.

Схема вскрытия - это совокупность всех вскрывающих горных выработок, обеспечивающих в данный период грузотранспортную связь рабочих горизонтов карьера с горизонтами доставки горной массы. Схема вскрытия характеризуется типом, числом и пространственным положением вскрывающих выработок при фактическом положении горных работ.

Система вскрытия - это последовательность изменения схем вскрытия за период существования карьера.

Система вскрытия характеризует совокупность применяемых способов и схем вскрытия рабочих горизонтов карьерного поля за период разработки месторождения в целом.

Вскрытие рабочих горизонтов с использованием основных видов карьерного транспорта (железнодорожного, автомобильного и конвейерного) требует проведения специальных наклонных вскрывающих горных выработок. Параметры этих выработок должны соответствовать техническим возможностям карьерного транспорта, учитывать интенсивность его движения и физико-технические характеристики вмещающих пород.

По отношению к фронту работ уступов вскрывающие выработки могут иметь фланговое или центральное заложение (рис. 2.1).

При колесном карьерном транспорте и наличии одной вскрываю щей выработки, обслуживающей данный горизонт, в пределах фронта работ уступа имеет место возвратное (прямое и обратное) движение транспорта. Вскрывающая выработка в этом случае обеспечивает подачу на рабочий горизонт порожних транспортных средств и выдачу груза. Такой фронт работ на уступе называется тупиковым. Он нашел наибольшее применение при железнодорожном транспорте.

В случае обслуживания рабочего горизонта двумя и более вскрывающими выработками имеется возможность организации как возвратного, так и поточного движения транспорта в пределах фронта работ уступа. В этом случае одна вскрывающая выработка служит для подачи порожних транспортных средств, а вторая - для выдачи груза. Такой фронт работ на уступе называется сквозным. Сквозной фронт работ с поточным движением транспорта обеспечивает более интенсивное использование оборудования, но требует дополнительных средств для строительства и эксплуатации второй вскрывающей выработки.

а-

Рисунок 2.1 - Типы фронта горных работ уступов:

а, в - тупиковый с возвратным движением транспорта и фланговым заложением вскрывающих выработок; б - тупиковый с возвратным движением транспорта и центральным заложением вскрывающих выработок; г - сквозной с поточным движением транспорта и фланговым заложением вскрышных выработок

В зависимости от угла падения залежи вскрытие рабочих горизонтов может быть различным. Так при разработке горизонтального месторождения число рабочих горизонтов за период существования карьера не меняется и работы по проведению вскрывающих выработок заканчиваются в период строительства карьера.

Для наклонных и крутых месторождений при сдаче карьера в эксплуатацию вскрывают несколько верхних горизонтов.

В дальнейшем с вовлечением в разработку более глубоких горизонтов осуществляется и их вскрытие.

Таким образом, вскрытие рабочих горизонтов в этом случае производится в течение всего периода эксплуатации месторождения.

2.2 Открытые горные выработки и их назначение

При производстве открытых горных работ используются два типа горных выработок - капитальные и разрезные траншеи.

Капитальные траншеи - открытые наклонные горные выработки, предназначенные для вскрытия рабочих горизонтов. В зависимости от рельефа поверхности капитальная траншея может иметь поперечное сечение в виде трапеции или неправильного четырехугольника (треугольника). Капитальные траншеи служат длительный срок и используются для расположения в них транспортных коммуникаций.

Основными элементами капитальной траншеи являются ширина Вк т ее основания, глубина Нк.т, продольный уклон iк.т., угол откоса бортов αк.т., длина 1к.т. в плане и строительный объем VK т (рис.2.2).

А-А

Рисунок 2.2 - Общий вид (а) и план (б) капитальной траншеи.

Ширина основания капитальной траншеи определяется либо видом карьерного транспорта, либо способом ее проведения. Минимальная ширина основания капитальной траншеи должна быть не менее суммы поперечного размера транспортных средств, безопасных зазоров между ними, поперечного размера площадок, кюветов и других элементов транспортных коммуникаций. Она должна обеспечивать возможность проведения траншеи при принятой технологической схеме и используемом оборудовании (см. раздел 6.8). Глубина капитальной траншеи равна разности отметок устья капитальной траншеи (начало траншеи на поверхности) и вскрываемого рабочего горизонта. При вскрытии одного уступа глубина капитальной траншеи равна высоте вскрываемого уступа. Продольный уклон капитальной траншеи устанавливается в зависимости от вида карьерного транспорта. В зависимости от продольного уклона капитальные траншеи делятся на наклонные и крутые (табл. 2.1).

Таблица 2.1 – зависимость уклона капитальной траншеи

Угол откоса бортов капитальной траншеи устанавливается в зависимости от срока ее службы, физико-технических свойств пород, степени их обводненности. Он должен обеспечить устойчивое положение ее бортов. При длительном сроке службы капитальной траншеи, проводимой в рыхлых и полускальных породах, угол откоса ее бортов должен быть не больше угла естественного откоса пород. В скальных породах его значение принимается в пределах 50—60°. Длина (м) капитальной траншеи является производным параметром ее глубины и продольного уклона, т.е.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12