Подземная разработка россыпных месторождений

     Доставка  полезного ископаемого из забоя  осуществляется в направлении, перпендикулярном к забою.

4.2.5. Комбинированные  системы разработки.

 

     Комбинированная система разработки заключается в сочетании конструктивных элементов различных систем. Эту систему зачастую применяют при разработке сложных по конфигурации месторождений с переменными мощностью и ширины пласта в пределах выемочного участка. 

5. Отвалообразование.

 

     Общая организация работ по промывке выданных на поверхность песков зависит от состояния разрабатываемой россыпи. На мерзлых россыпях отбойка песков производится буровзрывным способом. Пески, выданные на поверхность, отправляют в отвал. Промывку песков осуществляют по мере их оттайки. Отвалы организуют около ствола. При разработке россыпей в отличие от разработки прочих месторождений отвалами называют склад песков, а складирование называют соответственно отвалообразованием.

     Песковые  отвалы различают по способу образования и форме, что зависит от способа выдачи песков на поверхность и механизации отвальных работ (табл. 5.1). 
 
 

Таблица 5.1

Виды  отвалов песков. 

Способы подъема	Отвальное оборудование	Форма отвала	Вид в плане
Скипами	Скипы, бульдозеры	Конусно-пирамидная, Клиновидный сектор	Эллипс или  сектор
Скреперной  установкой	Скрепер, бульдозер	Клиновидный сектор, Усеченная пирамида	Сектор
Ленточным конвейером	Консольный  ленточный отвалообразователь, Ленточный  отвалообразователь и бульдозер	Гребенчато-кольцевая  Клиновидный сектор	Сектор

 

При выдаче песков скипами по наклонному стволу (рис. 5.1.) разгрузка прямо в отвал осуществляется опрокидыванием скипов на разгрузочной раме отвала.

 

Рис.5.1 Сооружение отвала при выдаче песков по наклонному стволу. 

     Такой отвал в плане имеет эллипсовидную либо грушевидную форму. С коническим вертикальным сечением. Угол наклона отвала равен углу наклона ствола (около 30^е). Угол откоса отвала равен углу откоса мерзлых песков 40-50°. Формирование отвала начинается с сооружения деревянной рамы (наклонной эстакады) длиной 10 - 12 м, по которой укладывают рельсовый путь для скипа. Подъемную лебедку устанавливают над устьевой частью ствола на некотором расстоянии и на расстоянии 15 - 20 м от основания отвала. Направляющий шкив (ролик) подъемного каната укрепляют на конус разгрузочной рамы. Наращивание отвала через 2 - 4 м осуществляют установкой рам высотой 3 - 6м. Рельсовый путь на отвале также наращивают с помощью металлических выдвижных рельсовых рам, что уменьшает время передвижки и затраты на обслуживание отвала. Для оттаивания под действием солнечной радиации такие отвалы разваловывают в плоские.

     При подъеме по вертикальному стволу мерзлые пески разгружают непосредственно  у ствола, затем канатным скрепером  или бульдозером убирают в отвал (рис. 5.2).

     Для уборки песков от отвала и разваловки используют трехбарабанные или двухбарабанные наиболее мощные лебедки, устанавливаемые  в отепленном помещении на насыпи или тележке, перемещаемой по рельсовому пути. При формировании отвала бульдозером отвал имеет форму усеченной пирамиды.

     При подъеме песков скреперной установкой отвал также имеет форму клиновидного сектора. 

Рис. 5.2. Формирование отвала при выдаче по вертикальному стволу. 

     При конвейерном подъеме на отвалах  используют также отвальные

конвейеры - ленточные отвалообразователи, чаще ленточные конвейеры отвалообразователи в комплексе с бульдозером.

При выдаче песков по штольням рельсовым транспортом  в опрокидных

вагонетках устраивают подэстакадные отвалы. Рельсовый путь, выходящий из штольни, продолжают на фермах деревянной эстакады, высота которой зависит от размеров площадки у устья штольни и угла откоса склона поверхности. Отвал формируется односторонней или двухсторонней боковой разгрузкой вагонеток на эстакаде. Распределение песков и доставка их к приемному бункеру промывочного прибора выполняется скреперной установкой или бульдозером.

     По  окончании действия штольни пески  из-под эстакады вычищают вручную  с рыхлением слежавшихся уплотненных  объемов отбойными молотками  или кайлением.

     Наибольшее  число отвалов формируют и  разрабатывают бульдозерами. Достоинством бульдозерного способа формирования отвала является относительная независимость  работы шахтного подъёма и отвалообразования.

     Угол  заложения отвала принимают 6 - 15°; чем  больше объём песков, тем круче принимается угол наклона отвала для того, чтобы сократить размеры площади под отвалами.

     Отвалы  талых песков чаще разрабатывают  гидромониторами, совмещая процесс  рыхления с транспортированием песков к приемным устройствам струей воды.

     К отвалообразованию предъявляются  определенные требования, соблюдение которых обеспечивает снижение затрат на формирование и разработку отвала. Отсыпку песков следует производить  на предварительно подготовленную площадку, спланированную и расчищенную.

     После обработки отвала его основание зачищают на глубину 10 см, не дожидаясь оттайки почвы. Для сокращения трудоемкости зачистки, отвал укладывают и разваловывают на снежный покров.

     В процессе отсыпки необходимо соблюдать  форму отвала. Приемный бункер промывочного прибора следует установить на минимальном расстоянии от центра тяжести отвала. Бункер для приема песков устраивают в котловане, вода из которого удаляется самотеком. Отвал должен размещаться таким образом, чтобы на него наиболее продолжительно в течение суток действовала солнечная радиация для оттайки.

     Доставку  песков к промывочному прибору осуществляют бульдозерами, ленточными конвейерами, скреперными установками.

     Бульдозер начинает отработку отвала с дальнего конца. При значительном расстоянии от отвала до приемного бункера промывной установки (160 - 250 м) экономичнее подача песков конвейерами.

     Отвалы  талых песков предпочтительно размывать  гидромониторами, при этом пески  самотечно поступают к промывочному прибору.

6. Основные направления  развития технологии подземной разработки россыпей.

 

     В настоящее время запасы месторождений  неглубокого залегания практически  отработаны. В будущем все в  большей степени основным объектом эксплуатации станут погребенные россыпи  глубокого залегания.

     В силу этого обстоятельства затраты на проведение вскрывающих выработок существенно возрастают, что, в свою очередь, требует увеличения размеров шахтных полей. Возрастание размеров шахтного поля с одной стороны, автоматически влечет за собой увеличение сроков отработки шахтных полей и длины подготовительных выработок, это обстоятельство, в свою очередь, обусловливает необходимость более длительного поддержания вскрывающих и подготовительных выработок, а с другой, позволяет увеличить нагрузку на пласт, т.е. производительность шахты.

     С учетом вышеприведенного становится необходимым  проходить вертикальные вскрывающие  стволы большего поперечного сечения  и для их крепления возводить  каменную или металлическую крепь. При вскрытии и разработке мерзлых  россыпей наряду с вертикальными сохраняется целесообразность применения наклонных стволов, предусматривающих конвейерный или автомобильный подъем песков.

     В качестве основной системы разработки талых россыпей, очевидно, должна наибольшее применение получить система длинных  столбов с выемкой продольными лавами, обеспечивающая возможность механизированной доставки песков в лавах и выемочных штреках скреперными установками, скребковыми или ленточными конвейерами. При этом транспортирование песков по главным штрекам предусматривает ленточными конвейерами или рельсовым транспортом.

     Бурение шпуров при подземной разработке мерзлых россыпей относится к  наиболее дорогостоящим и трудоемким процессам. Доля затрат на бурение в  полной стоимости добычи 1 куб. м.  горной массы составляет 25 - 35%. Высокая трудоемкость и стоимость бурения связаны с большим объемом ручных операций, занимающих при бурении перфораторами или сверлами около 88% всех трудовых затрат, а также низкой механической скоростью бурения. Исследованиями ВНИИ-1 установлено, что перспективным направлением совершенствования технологии бурения является применение самоходных буровых кареток, позаоляющих полностью механизировать процесс бурения. На подземных работах комбината «Куларзолото» успешно применялись буровые каретки «Айр-Мини-Бур» (США). При этом уровень механизации процесса бурения составил 95% против 12% при ручном бурении, а сменная производительность возросла в 3 раза (до 250 - 300 м/смену). Для бурения в ограниченном выработанном пространстве могут найти применение буровые каретки фирмы TAMROCK Минибур-1Ф, Axera D05, Бумер-Н127 («Атлас Копко» Швеция).

     В 30-е годы, работая главным инженером  комбината «Лензолото», А. И. Скуратов ставил вопрос о необходимости создания специальных комплексов по типу угольных для отработки талых малообводненных россыпей и пытался внедрить механизированную крепь, за что был обвинен во вредительстве и вынужден был отстаивать свою идею на коллегии Наркомата.

     Перспективно  продолжить исследования по выемке песков при небольшой валунистости, представленной мелкими валунами, очистными комбайнами со шнековым или буроскалывающим исполнительными органами.

     Одним из путей повышения производительности труда на мерзлых россыпях является применение самоходных машин: для погрузки, доставки и транспортирования песков при малой мощности пластов - самоходные скреперные установки; при мощности пласта более 2м. погрузочные машины ПНБ-3, ПНБ-4, погрузочно-доставочные машины фирмы PAUS (Германия) Scoop Tram PFL 12 с ковшом емкостью 1,2 м³, TORO 200, Кавасаки, ST-2DR, ПД-5 и др.; для транспортирования по наклонному стволу - самоходные вагоны или ленточные конвейеры КЛШ-500.

     Основными системами разработки, позволяющими применять самоходное высокопроизводительное оборудование, являются камерно-лавная и камерно-столбовая. С целью снижения потерь песков в целиках должны быть продолжены исследования по эффективному применению ледяных целиков и льдозакладки выработанного пространства.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

 

     Учитывая, что преподавание дисциплины в соответствии с учебным планом осуществляется в 11-ом семестре, учебный процесс должен организовываться таким образом, чтобы студент:

• во-первых, закрепил целостное представление  о горнодобывающей отрасли, в  которой ему предстоит профессионально  трудиться;

• во-вторых, продолжил осваивать профессиональный язык отрасли;

• в-третьих, ознакомился с возможными путями своего профессионального развития и применения;

• в-четвертых, оценил правильность своего выбора профессии;

• в-пятых, получил ориентиры в изучении будущих дисциплин Учебного плана своей специальности.

     Поэтому, естественным образом, определяются рекомендуемые  методы обучения, которые по современной  классификации относятся к методам  активного обучения, т.е.:

• лекционные занятия - в виде либо "лекции-беседы", либо "лекции-дискуссии";

• практические занятия - в виде либо "круглых  столов", либо инженерных обоснований  и расчетов на реальной основе;

• реферат - как небольшое самостоятельное  исследование по теме реферата с акцентированием  цели и результатов исследования.

     При успешной реализации изложенных рекомендаций итоговый контроль по дисциплине как зачет можно выполнять по суммарным результатам оценки практических занятий, письменных работ и рефератов.

     На  примерах использования прогрессивной  техники и технологии подземных  горных работ необходимо показать основные направления развития горно-обогатительного комплекса Восточно-Сибирского региона.

     Особое  внимание следует уделить показателям  использования недр при разработке месторождений полезных ископаемых, методам их определения и соответствующим экономическим последствиям. Величину ущерба от потерь и разубоживания руды на стадиях горно-обогатительного передела целесообразно рассматривать не только в абсолютном, но и в относительном выражении.