Система разработки восходящими горизонтальными и наклонными слоями с закладкой породой твердеющими смесями, условия применения, основные параметры и показатели.

Система разработки восходящими горизонтальными и наклонными слоями с закладкой породой твердеющими смесями, условия применения, основные параметры и показатели.

Система разработки горизонтальными слоями с закладкой. Блок вынимают горизонтальными слоями начиная с нижнего. Отработанный слой закладывают, оставляя свободным только рабочее пространство. Руду отбивают на поверхность закладки и доставляют по ней механическим способом.

Условия применения: Мощность и угол падения залежи – любые; устойчивая руда; боковые породы крутых залежей – неустойчивые. Ценность руды – высокая. В вариантах с сыпучей закладкой маломощные крутые залежи отрабатывают блоками по простиранию, а мощные крутые и пологие рудные тела отрабатывают в две стадии: камеры – горизонтальными слоями с закладкой, целики – другими системами. Высота этажа колеблется от 35 до 60м. в крутых залежах, длина блока по простиранию 30-100м. При разработки в крест простирания ширина камер 5-12м., целиков 5-10м. Очистная выемка начинается с уровня кровли штрека. Над штреком иногда оставляют целик толщиной 2-5м. Отбойка руды обычно шпуровая, доставка механизированная в рудоспуски. Широко используют самоходное оборудование. На поверхности сухой закладки устраивают настил. Иногда руду и закладку доставляют конвейерами. Широко применяют гидравлическую закладку. При твердеющей закладке на очистных работах обычно используют самоходное оборудование. При большой протяженности залежей проводят заезд самоходного оборудования на все слои.

Система разработки наклонными слоями с закладкой.

Выемку руды ведут наклонными (под углом 40°) слоями; руда и закладочный материал перемещаются в очистном пространстве преимущественно под действием силы тяжести. Закладка возможна лишь сухая. Условия применения: устойчивая руда; малоустойчивые боковые породы; мощность залежи любая; угол падения не менее 50-70°; правильные контуры залежи; ценная руда. В связи с внедрением самоходного оборудования применяют сплошную выемку. В этом случае забой продвигают по длине этажа. Восстающий в этаже требуется только разрезной. Отбойка шпуровая. Руду, скатывающуюся по откосу, грузят и отвозят самоходным оборудованием. Закладку доставляют до откоса самоходным оборудованием. При выемки блока закладку на откос подают из восстающего. В блоке сначала вынимают треугольники в основании, а затем наклонные слои постоянной длины (основная стадия), после чего погашают треугольную потолочину.

#

Система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, область применения, конструктивные и технологические параметры.

Руду обрушают скважинами или сосредоточенными зарядами на полную высоту этажа и выпускают через выработки в основании блока. Залежь мощная. Руды устойчивые и ср. устойчивые, не слеживающиеся. Оптимальную высоту этажа (блока) находят из условия с учетом затрат: на проходку этажных выработок и выработок для выпуска и доставки руды; на поддержание перечисленных выработок – при неустойчивых породах и большом горном давлении; на доставку оборудования и материалов; ущерба от потерь и разубоживания руды при выпуске. В пологих залежах высота блока чаще ограничивается мощностью залежи. Отработка: этаж делят по длине на выемочные поля, состоящие каждый из нескольких блоков. Выемочное поле отрабатывают от центра к флангам (два действующих блока). Число выемочных полей равно половине необходимого числа отрабатываемых одновременно блоков (+1,3 +10,3). В основании панели или блока по всей площади проходят выработки для данного выпуска руды. Над камерами массив полностью подсекают; руда из него постепенно обрушается под действием силы тяжести и горного давления. Связь с окруж-м массивом ослабляют отсеченными выработками или вирами взрывных скважин. Выемку осуществляют с разделением этажа (панели) на блоки или всплошную. Этажное самообрушение применяют при мощности залежи не менее 20-30м. руда должна быть слабой или иметь густую сеть трещин и слабых прослойков, не должна слеживаться и возгорать.

#

Этажно-камерная система разработки с камерно-целиковой выемкой, обрушение междукамерных и между этажных (потолочин) целиков.

Этажно-камерная система разработки является дальнейшим развитием системы подэтажных штреков и отличается от нее тем, что отбойку руды производят без разделения камеры на подэтажи на всю ее высоту вертикальными или горизонтальными комплектами скважин. При этом этаж разбивают на блоки, каждый из которых включает камеру, между- камерные и междуэтажные целики.

Условия применения. Систему применяют для разработки крутопадающих (70-90°) мощных рудных тел с относительно невысоким содержанием полезного компонента в руде при устойчивом рудном массиве и вмещающих породах.

Параметры. Высота этажа (блока) 60-80 м. Ширина камер при разработке по прости­ранию составляет 30-60 м (размер определяется устойчивостью боковых пород). Ширина междукамерных целиков составляет 8-15 м, высота днищ - 10-14 м.

Подготовительно-нарезные работы: подготовка включает проведение полевого отка­точного и вентиляционного штреков, а также полевого штрека для буровых работ и матери - ально-ходового восстающего. Нарезка состоит в проходке верхнего и нижнего буровых ор­тов, скреперного орта, выпускных выработок днища и отрезного восстающего.

Очистная выемка. Очистные работы начинают с расширения отрезного восстающе­го, в отрезную щель на всю ширину камеры. Руду в камере отбивают веерным комплектом восходящих и нисходящих скважин на отрезную щель. Отбитая руда под действием собст­венного веса через выпускные выработки попадает на почву скреперного орта, откуда скре­перной лебедкой доставляют к откаточному штреку и через полок грузят в вагонетки. Выра­ботанное пространство поддерживается междукамерными и междуэтажными целиками.

Технико-экономические показатели (ТЭП): потери руды 15-20%; разубоживание руды 8-10%; производительность забойного рабочего 50-60 т/смену; удельный объем подготови­тельно-нарезных выработок на 1000 т руды составляет 10-12 м; удельный расход на отбойку - 0,350-0,450 кг/т.

Достоинства: высокая производительность камеры; низкая себестоимость очистной выемки; повышение безопасности работ.

Недостатки: значительные потери и разубоживание руды; трудность соблюдения про­ектных размеров междукамерных целиков, так как скважины в результате искривления не­редко входят в контур целика и при взрыве нарушаются; повышенный выход негабарита, также связанный с отклонением скважин от заданного направления.

#

Системы разработки с естественным поддержанием очистного пространства.

Эти системы применяются главным образом при устойчивой руде и вмещающих породах. При малой устойчивости вмещающих пород они могут применяться только в мощных залежах при условии оставления предохранительных целиков около слабых боковых пород либо в виде теряемой «корки»(1-3м), либо отрабатываемых в дальнейшем целиков(5-8м) вместе с другими целиками. Очистное пр-во поддерживается в основном за счет естественной устойчивости руды и вмещающих пород, а также за счет частичного или полного магазинирования руды. Для сис-м характерны: высокая произ-ть труда рабочих; интенсивность разработки мест-я; низкая себестоимость добычи; малое разубоживание руды (исключая условия тонких залежей); сравнительно большие потери руды в целиках.

#

Требования к использованию недр при разработке месторождений.

1) обеспечение полноты геологического изучения, рационального комплексного использования и охраны недр;

2) обеспечение наиболее полного извлечения из недр запасов основных и совместно с ними залегающих полезных ископаемых и попутных компонентов;

при разраб мес-ий некотор часть пол иск остается неивлеч. В итоге извл-ся 85-95%(в слож случах-30-50%). Эти оставл-ые пол иск принято называть потерями. Основ требов к экспл-ии месс-ия—как можно меньше оставлять потерь.

Потери бывают:

1конструктивные(условные)-связаны с тем, что приходится оставлять целики(для поддерж, охранные, под водоемами, дорогами, около стволов, штолен, тоннелей). Их лучше считать временно неакт-ые запасы

2от неправил-го ведения горных работ(в полном смысле)

Качест-ое требов эксп-ии—разубоживаие-изменение(сниж) содерж-ия рудного компон в рудной массе. Оно увелич затраты на перер-ку, танс-т, подъем.

Разубоживание бывает:

1конструктивное-если тонкие жилы, прих-ют преднам-но пустую породу по проекту.

2от непр ведения горных работ-прихват пустой породы при сист-х с обруш, камерных(скваж). Засор-ие может быть пустыми породами, некондиц-ой рудой, окис-ми рудами.

В струк-ре показ-ей извл пол иск фигурируют балансовые запасы-часть развед-ых запасов,к-ые могут быть переданы в эксп-ию. Те запасы, к-ые не могут быть переработаны относятся к забалансовым.

 

3) охрана месторождений полезных ископаемых от затопления, обводнения, пожаров и других факторов, снижающих качество полезных ископаемых и промышленную ценность месторождений или осложняющих их разработку;

4) предотвращение загрязнения недр при проведении работ, захоронении вредных веществ и отходов производства, сбросе сточных вод;

5) предотвращение размещения отходов производства и потребления на водосборных площадях подземных водных, которые используются для целей

Степени испол-я недр опр-ют:

1геолого- разведка

2полнота выемки развед-х запасов

3полнлта выемки пол комп из руд массы при ее переработке

4комплексность испол-я недр

Полноту выемки определяют:

1принятое min промыш содер пол комп (бортовое)

2выбранныя технгол-ия(сист разр-ки)

3кач-во горных работ

#

Отбойка руды. Классификация способов отбойки руды. Функциональная оценка свойств полезного ископаемого в расчетах параметров отработки.

Отбойка руды — отделение части руды от массива с одновремен­ным дроблением ее на куски. Отбойка руды производится с при­менением буровзрывных работ, механических средств и самообру­шения. Выбор способа отбойки зависит от горно-геологических условий, физико-механических свойств руды и от принятой си­стемы разработки.

При отбойке руды буровзрывным способом заряды помещают в шпуры или в глубокие скважины или же применяют так назы­ваемые минные заряды. Шпуры в рудном теле пробуривают на глубину не более 5 м диаметром до 75 мм. Для их бурения приме­няют специальные пневматические бурильные молотки (перфора­торы) или самоходные буровые каретки на пневматическом или гусеничном ходу. В зависимости от направления перемещения очистного забоя шпуры располагают горизонтально, вертикально или наклонно, причем в последних двух случаях они могут иметь направление как снизу вверх, так и сверху вниз. Целесообразная глубина, диаметр, расположение шпуров устанавливаются прак­тикой, а их число и масса заряда взрывчатого вещества — специаль­ными расчетами.

При шпуровой отбойке достигается равномерное, достаточно мелкое дробление руды, полная ее выемка у контактов залежи и сравнительно меньшее разубоживание. Однако шпуровая отбойка имеет большую трудоемкость, низкую комфортность условий труда и затрудняет одновременное обрушение больших объемов руды. Применяется шпуровая отбойка при разработке неустойчивых руд системами с креплением выработанного пространства, а также залежей мощностью не более 5—8 м.

Отбойка руды взрыванием зарядов в скважинах глубиной 5—50 м и более диаметром от 60 до 150 мм широко распростра­нена при разработке мощных рудных тел. В зависимости от глубины, диаметра и расположе­ния скважин для их буре­ния применяют различное оборудование: перфораторы, погружные пневмоударники, буровые агрегаты и станки, оснащенные различным бу­ровым инструментом. При вращательном бурении ис­пользуют твердосплавные, алмазные и шарошечные ко­ронки. Скважины располагают параллельно или под углом к поверхности массива, на которую производят послой­ную отбойку руды. Эта по­верхность граничит или со свободным пространством, объем которого в 1,3—1,4 раза больше объема взорванной руды, или с раздробленной на куски горной массой. Отбойка в зажиме, как указывает проф. В. Р. Именитов, рекомендуется в мощных и средней мощности залежах с любым углом падения при крепких и средней крепости рудах. Ее применение исключается в слабых рудах, склонных к слеживанию, так как при взрывании шпуров происходит ее уплотнение, что затрудняет или делает невозможным последующий ее выпуск. Отбойка в за­жиме позволяет снизить выход крупных кусков, что интенсифици­рует выпуск и доставку руды в 1,5—2 раза, исключает необходи­мость в предварительном образовании открытого пространства, обеспечивает условия для магазинирования руды. Расположение скважин в забое может быть парал­лельным и веерным. При веерном расположении с одного положе­ния станка можно пробурить серию скважин, а затем уже заряжать их, что является достоинством способа. Недостатки: увеличение суммарной длины скважин ввиду их меньшего использования при заряжании; неравномерное дробление руды — переизмельчение в местах сближения скважин и недостаточное дробление у концов скважин; неравномерный отрыв руды на границе камеры. Веерное расположение применяется главным образом при руде средней крепости, а также там, где по условию расположения буровых выработок нельзя бурить параллельные скважины. Параллельное расположение скважин применяют при крепкой и очень крепкой руде, равномерность дробления которой имеет особо важное значение, а также при бурении скважин из очист­ного пространства. Преимущества отбойки руды взрыванием зарядов в глубоких скважинах по сравнению с взрыванием в шпурах заключаются в повышении производительности труда по отбойке в 2—3 раза, повышении безопасности работ, снижении запыленности руднич­ного воздуха, обеспечении условий для применения более произ­водительных систем разработки. Отбойка руды взрыванием зарядов в глубоких скважинах при­меняется при мощности месторождения не менее 6—8 м и устой­чивой руде. Минная отбойка — отбойка руды путем взрывания сосредото­ченных зарядов большой массы, располагаемых в специально про­водимых для этой цели или уже имеющихся выработках. Минную отбойку применяют при разработке мощных месторождений креп­ких руд при обрушении целиков и потолочин, в которых имеются готовые выработки для размещения зарядов, или же для этого проводят серию горизонтальных выработок небольшого сечения с короткими ответвлениями в виде камер (карманов). В них укла­дывают взрывчатое вещество, после чего выработку вновь забучи­вают рудой или же оставляют открытой. Механическая отбойка полезного ископаемого производится с помощью отбойных молотков или комбайнов в комплексе с меха­низированной крепью; применяется при добыче относительно мягких руд (марганца, калийных солей). Самообрушение — наиболее экономичный способ отделения ру­ды от массива. Происходит око под действием собственного веса руды и давления налегающих пород.

#

Требования к процессу отбойки с точки зрения габарита кусков руды.

При взрывной отбойке часть кусков может иметь размер 1—2 м и более. Крупные куски требуется дополнительно измельчать в выемочном блоке (т. е. осуществлять вторичное дроб­ление руды) до максимально допустимого размера по условию транспортабельности, называемого габаритным или кондиционным размером кусков руды.

Габаритный размер кусков зависит от поперечных размеров выработок, типов и размеров оборудования для доставки, транс­портирования и подъема руды, наличия или отсутствия подземной дробильной установки 'перед скиповым подъемом и т.п. Следова­тельно, выбирают габаритный размер кусков совместно с элемен­тами и параметрами технологии, от которых он зависит.

Поэтому целесообразно выявить общие требования к производ­ственным процессам, вытекающие из их взаимосвязи через габа­ритный размер кусков.

Габаритный размер кусков руды. Отбитая руда при перемеще­нии ее проходит, например, через перепускные выработки в вы­емочном блоке, размещается в рабочем органе погрузочной маши­ны, в скреперном ковше или на конвейере, пропускается через люк, размещается в вагоне, проходит через капитальный рудо­спуск, бункер и дозирующее устройство (питатели и затворы) ски­пового подъема, размещается в скипе.

Минимально допустимое отношение ширины выпускной выра­ботки к поперечному размеру куска руды изменяется приблизи­тельно от 1,8: 1 до 5: 1. Меньшие величины относятся к легкодо­ступным местам выпускных выработок, в которых затор ликвиди­ровать легко и пропускная способность которых не лимитирует производительности рудника в целом или крупных его участков. Значения от 4: 1 и выше относятся к особенно ответственным и труднодоступным местам, например к участкам капитальных ру­доспусков, в которых может накапливаться руда. (Размеры сече­ния рудоспусков обычно выбираются такие, какие необходимы при данном габарите кусков, и потому имеют с ним обычно лишь пря­мую, но не обратную связь.)

Выделим ограничения с точки зрения подъема руды. Скиповой подъем возможен при крупности кусков не более 400—500 мм (по условию работы дозаторов и допустимого износа скипов под ударами падающей руды). На многих шахтах перед поступлением руды в загрузочный бункер скипов ее измельчают примерно до минус 200 мм в дробилках, которые принимают куски крупностью до 900—1500 мм. Это позволяет увеличить габарит кусков до лю­бой величины.

#

Система разработки восходящими горизонтальными и наклонными слоями с закладкой породой твердеющими смесями, условия применения, основные параметры и показатели.

Система разработки горизонтальными слоями с закладкой. Блок вынимают горизонтальными слоями начиная с нижнего. Отработанный слой закладывают, оставляя свободным только рабочее пространство. Руду отбивают на поверхность закладки и доставляют по ней механическим способом.

Условия применения: Мощность и угол падения залежи – любые; устойчивая руда; боковые породы крутых залежей – неустойчивые. Ценность руды – высокая. В вариантах с сыпучей закладкой маломощные крутые залежи отрабатывают блоками по простиранию, а мощные крутые и пологие рудные тела отрабатывают в две стадии: камеры – горизонтальными слоями с закладкой, целики – другими системами. Высота этажа колеблется от 35 до 60м. в крутых залежах, длина блока по простиранию 30-100м. При разработки в крест простирания ширина камер 5-12м., целиков 5-10м. Очистная выемка начинается с уровня кровли штрека. Над штреком иногда оставляют целик толщиной 2-5м. Отбойка руды обычно шпуровая, доставка механизированная в рудоспуски. Широко используют самоходное оборудование. На поверхности сухой закладки устраивают настил. Иногда руду и закладку доставляют конвейерами. Широко применяют гидравлическую закладку. При твердеющей закладке на очистных работах обычно используют самоходное оборудование. При большой протяженности залежей проводят заезд самоходного оборудования на все слои.

Система разработки наклонными слоями с закладкой.

Выемку руды ведут наклонными (под углом 40°) слоями; руда и закладочный материал перемещаются в очистном пространстве преимущественно под действием силы тяжести. Закладка возможна лишь сухая. Условия применения: устойчивая руда; малоустойчивые боковые породы; мощность залежи любая; угол падения не менее 50-70°; правильные контуры залежи; ценная руда. В связи с внедрением самоходного оборудования применяют сплошную выемку. В этом случае забой продвигают по длине этажа. Восстающий в этаже требуется только разрезной. Отбойка шпуровая. Руду, скатывающуюся по откосу, грузят и отвозят самоходным оборудованием. Закладку доставляют до откоса самоходным оборудованием. При выемки блока закладку на откос подают из восстающего. В блоке сначала вынимают треугольники в основании, а затем наклонные слои постоянной длины (основная стадия), после чего погашают треугольную потолочину.

#

Система разработки с обрушением руды и вмещающих пород, область применения, конструктивные и технологические параметры.

Руду обрушают скважинами или сосредоточенными зарядами на полную высоту этажа и выпускают через выработки в основании блока. Залежь мощная. Руды устойчивые и ср. устойчивые, не слеживающиеся. Оптимальную высоту этажа (блока) находят из условия с учетом затрат: на проходку этажных выработок и выработок для выпуска и доставки руды; на поддержание перечисленных выработок – при неустойчивых породах и большом горном давлении; на доставку оборудования и материалов; ущерба от потерь и разубоживания руды при выпуске. В пологих залежах высота блока чаще ограничивается мощностью залежи. Отработка: этаж делят по длине на выемочные поля, состоящие каждый из нескольких блоков. Выемочное поле отрабатывают от центра к флангам (два действующих блока). Число выемочных полей равно половине необходимого числа отрабатываемых одновременно блоков (+1,3 +10,3). В основании панели или блока по всей площади проходят выработки для данного выпуска руды. Над камерами массив полностью подсекают; руда из него постепенно обрушается под действием силы тяжести и горного давления. Связь с окруж-м массивом ослабляют отсеченными выработками или вирами взрывных скважин. Выемку осуществляют с разделением этажа (панели) на блоки или всплошную. Этажное самообрушение применяют при мощности залежи не менее 20-30м. руда должна быть слабой или иметь густую сеть трещин и слабых прослойков, не должна слеживаться и возгорать.

#

Этажно-камерная система разработки с камерно-целиковой выемкой, обрушение междукамерных и между этажных (потолочин) целиков.

Этажно-камерная система разработки является дальнейшим развитием системы подэтажных штреков и отличается от нее тем, что отбойку руды производят без разделения камеры на подэтажи на всю ее высоту вертикальными или горизонтальными комплектами скважин. При этом этаж разбивают на блоки, каждый из которых включает камеру, между- камерные и междуэтажные целики.

Условия применения. Систему применяют для разработки крутопадающих (70-90°) мощных рудных тел с относительно невысоким содержанием полезного компонента в руде при устойчивом рудном массиве и вмещающих породах.

Параметры. Высота этажа (блока) 60-80 м. Ширина камер при разработке по прости­ранию составляет 30-60 м (размер определяется устойчивостью боковых пород). Ширина междукамерных целиков составляет 8-15 м, высота днищ - 10-14 м.

Подготовительно-нарезные работы: подготовка включает проведение полевого отка­точного и вентиляционного штреков, а также полевого штрека для буровых работ и матери - ально-ходового восстающего. Нарезка состоит в проходке верхнего и нижнего буровых ор­тов, скреперного орта, выпускных выработок днища и отрезного восстающего.

Очистная выемка. Очистные работы начинают с расширения отрезного восстающе­го, в отрезную щель на всю ширину камеры. Руду в камере отбивают веерным комплектом восходящих и нисходящих скважин на отрезную щель. Отбитая руда под действием собст­венного веса через выпускные выработки попадает на почву скреперного орта, откуда скре­перной лебедкой доставляют к откаточному штреку и через полок грузят в вагонетки. Выра­ботанное пространство поддерживается междукамерными и междуэтажными целиками.

Технико-экономические показатели (ТЭП): потери руды 15-20%; разубоживание руды 8-10%; производительность забойного рабочего 50-60 т/смену; удельный объем подготови­тельно-нарезных выработок на 1000 т руды составляет 10-12 м; удельный расход на отбойку - 0,350-0,450 кг/т.

Достоинства: высокая производительность камеры; низкая себестоимость очистной выемки; повышение безопасности работ.

Недостатки: значительные потери и разубоживание руды; трудность соблюдения про­ектных размеров междукамерных целиков, так как скважины в результате искривления не­редко входят в контур целика и при взрыве нарушаются; повышенный выход негабарита, также связанный с отклонением скважин от заданного направления.

#