Физико-механические свойства вмещающих пород и кимберлитов

4.3.1. Прочностные свойства вмещающих пород с глубиной повышаются: в интервале глубин 600-700 м прочность образцов при сжатии в среднем составляет 31 МПа, в интервале глубин 900-1000 м – 39 МПа, глубже 1000м - 54 МПа.

По определениям прочностных свойств в период детальной разведки месторождения усредненные показатели σ сжатия для карбонатных пород 44 МПа, для солей – 19 МПа. σ растяжения 4,2 и 1,9 МПа соответственно. В 2006 г ИГДС (Якутск) по договору с институтом «Якутнипроалмаз» проводил испытания доломитов зоны тектонического нарушения горизонта 8 (отм.-560м). Их результаты: σ сж – 68,4 МПа,    σ раст – 3,66 МПа.

Прочностные свойства кимберлитов на одноосное сжатие в подэтаже блока №3/4 (абс.отм. -180,0…-200,0 м) составляет 12,9 МПа (по результатам исследований ИГД СО РАН, 2003-2007 г.г.).

По результатам исследований прочностных характеристик кимберлитов в блоке №9 (ЯКУТНИПРОАЛМАЗ, 2011г.) усредненный предел прочности на одноосное сжатие составляет: отм. -560,0м/-573,5м – 35,3 МПа, отм. -573,5м/-587,0м – 37,4 МПа, отм. -587,0м/-600,5м – 35,2 МПа, отм. -600,5м/-614,0м – 32,4 МПа , отм. -614,0м/-627,5м – 29,4 МПа , отм.-627,5м/-641,0м – 41,5 МПа, отм. -641,0м/-654,5м – 37,5 МПа, отм. -654,5м/-668,0м – 26,6 МПа, отм. -668,0м/-681,5м – 28,4 МПа, отм. -681,5м/-690,0м – 37,9 МПа. Среднее значение по блоку №9 составляет 34,2 МПа.  

Среднее значение сигмы сжатия по эксплуатационному блоку №10 (отм.-690…-790 м) составляет 24,8 МПа.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

4.3.2. Коэффициент структурного ослабления (Кст) руд и вмещающих горных пород для подземных условий ведения горных работ находится в пределах 0.3-0.7 и требует экспериментального уточнения в зависимости от типов кимберлита и пород, а также условий их залегания.

4.3.3. По результатам испытаний, выполненных институтом «Якутнипроалмаз» на образцах из кернов, коэффициент бокового распора (λ) составил: для соли – 0.75; для остальных типов пород и кимберлитов –0.65.

4.3.4. Объемный вес вмещающих пород с глубиной увеличивается с 2.3 до 2.8 т/м³, в среднем составляя 2.6 т/м³. Объёмный вес кимберлита равен 2.35-2,47 т/м³.

4.3.5. Кимберлиты являются малопрочными и средней прочности рудами с коэффициентом крепости по проф.М.М. Протодьяконову 2-5, имеют среднюю, сильную степень трещиноватости, трещины залечены каменной солью (галитом) и сульфатами (гипс, ангидрит, екатеринит). 

4.3.6. В дальнейшем с увеличением глубины горных работ необходимы дополнительные специальные научно-исследовательские работы по определению склонности пород к хрупкому разрушению в форме горных ударов.

 

СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ

Общие положения

5.1.1. Учитывая горно-геомеханические и горнотехнические условия разработки месторождения, а также  для выемки запасов месторождения принята слоевая система разработки с твердеющей закладкой и комбайновой или комбинированной отбойкой руды. Она обеспечивает:

- выемку ценных алмазоносных руд с минимальными потерями;

- защиту горных выработок от затопления при наличии несдренированного высоконапорного метегеро-ичерского водоносного комплекса;

- эффективность управления горно-геомеханическими процессами и поддержания выработанного пространства;

- создание безопасных условий труда.

5.1.2. Месторождение по глубине разделяется на этажи, порядок отработки которых определяется проектом.

В пределах этажа запасы делятся на горизонтальные (слабонаклонные) слои: разрезные (защитные) и основные. В плане запасы слоя делятся на очистные ленты, которые отрабатываются в одну или две стадии комбайновым либо буровзрывным способом, либо комбинированным способом: первая стадия – комбайновая отбойка, вторая стадия – БВР (параметры БВР определяются в локальном проекте на выемочную единицу). В пределах этажа выделяются выемочные единицы, которые делят этаж на подэтажи, и от которых начинается развитие фронта очистных работ в вертикальном направлении.

5.1.3. Высота этажа принимается, исходя из устойчивости вертикальных выработок, условий поддержания этажных капитальных и подготовительных выработок, а также степени готовности вскрытия запасов. На основании проектов приняты следующие  высоты этажей:

- блок 2 (отм.+85/0м) – 85 м.

- блок 3/4 (отм.0/-200м) – 200 м.

- блок 7/8 (отм.-380/-560м) – 180 м.

- блок 9 и 10 (отм.-560/-790м) – 130 м.

5.1.4. В пределах этажа, для увеличения производительности выемки, одновременно может отрабатываться несколько слоев. Общая схема разбивки на этажи и слои на ленты приведена на рис.5.1. Расстояние (по вертикали) между почвой одновременно отрабатываемых слоёв определяется локальным проектом.

5.1.5. Ленты в слое отрабатываются по камерно–целиковой схеме в одну или две стадии с комбайновой отбойкой, либо комбинированным способом. Параметры лент и временных междукамерных целиков определяются локальными проектами и принимаются в следующих пределах:

• разрезные (защитные) слои:   высота 4,0 м;

ширина 5,1 м;

• основные слои:   высота 4,5-4,75 м;

ширина 5,1-5,4 м;

• временные междукамерные целики:   высота 4,5-4,75 м;

ширина 5,1-5,4 м.

Отработка лент ведется под углом 3°. Во всех лентах всех слоев, кроме стыковочных, осуществляется подсыпка рудной мелочью на высоту 0,2-0,5м.

5.1.6. Возможна подработка несущего слоя на 0,1 - 0,2м. с целью полного извлечения рудной подсыпки.

5.1.7. В этаже выделяются выемочные единицы (ВЕ), представляющие собой, по определению «Единых правил охраны недр при разработке месторождений твёрдых полезных ископаемых» (ЕПРОН), минимальные участки залежи с относительно однородными горно-геологическими условиями, отработка которых осуществляется одной системой разработки и технологической схемой выемки и в пределах которых с достаточной достоверностью определены запасы и возможен первичный учёт извлечения полезных ископаемых и компонентов. При существующей на предприятии методике проведения эксплуатационной разведки с сеткой скважин 15х20м таким требованиям отвечает объём рудного массива, состоящий из трёх-шести выемочных слоёв.

5.1.8. Отработка запасов выемочных единиц ведётся по локальным проектам (при изменении элементов системы разработки в период работы на данной ВЕ разрабатываются дополнения к локальным проектам).

5.1.9. Основными условиями отработки при слоевых системах разработки являются:

- полная закладка выработанного пространства твердеющими смесями;

- выбор порядка отработки слоёв в этаже;

- параметры и очередность выемки лент в очистном слое.

5.1.10. При отработке месторождения трубки «Интернациональная» выделяются следующие варианты слоевой системы разработки: слоевая с восходящим порядком выемки слоёв (КЦСВ-Т) и слоевая с нисходящим порядком выемки слоёв (КЦСН-Т). Принципиальным отличием этих вариантов слоевой системы разработки является то, что при восходящем порядке отработки слоёв кровлей очистных лент является рудный массив, а при нисходящем – массив закладки, сформированный при отработке запасов вышележащих слоёв. Применение восходящего или нисходящего порядка отработки слоёв зависит от устойчивости обнажений очистных лент. При необходимости крепления очистных лент производится переход на нисходящий порядок отработки слоёв.

5.1.11. В зависимости от устойчивости очистных лент в изменяющихся в процессе выемки запасов этажа геомеханических условиях, в пределах отработки запасов этажа может применяться и восходящий, и нисходящий порядок отработки слоёв (см. рис. 5.1).

 

Рис. 5.1 – Схема разбивки этажа на слои, слои на ленты

5.1.12. Время твердения закладки в стенке и кровле очистной ленты до момента её обнажения регламентируется «Регламентом технологических процессов при ведении закладочных работ на руднике Интернациональный». Продолжительность периода между отработкой ленты и её закладкой составляет порядка 1 месяца, продолжительность периода между отработкой разрезного штрека (орта) и её закладкой составляет 3-4 месяца (в зависимости от контура рудного тела). При отработке ленты по контуру рудного тела возможно увеличение параметров на 1-1,5 метра по ширине,  в том случае если в кровле выработки закладочный массив, прочность которого не менее 4 МПа, если в кровле выработки  порода, то в обязательном порядке должно производиться крепление, согласно паспорту крепления на данный участок ленты, утвержденный главным инженером рудника.

5.1.13. Допускается следующий порядок отработки лент в слое:

1. ленты первой очереди через рудный целик, шириной 5,4-10,8м (одинарная-двойная ширина лент);

2. ленты второй очереди через искусственный, комбинированный целик, шириной

5,4-10,8м;

3. ленты третьей очереди – через искусственный целик, шириной 5,4-10,8м.