Совершенствование технологического комплекса очистной выемки в условиях рудника «Мир»

Министерство образования Российской Федерации

 

Красноярский государственный университет

цветных металлов и золота

 

 

 

Институт горного дела и геологии

 

Кафедра ПРМ

 

Специальность 090200 Группа ГП-02-1

 

Студент Хоровенько Д.О.

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовой работе

 

по курсу "Технология очистной выемки"

 

на тему: "Совершенствование технологического комплекса очистной выемки в условиях рудника «Мир»”.

 

 

Выполнил студент ______________ Хоровенько Д.О.

                                        подпись

 

Руководитель ______________ Е.Г. Малиновский

                                подпись

 

Работа рассмотрена и допущена к защите

 

"__" _________ 2006 г. ____________

                                            подпись

 

 

Работа защищена с оценкой ____________ "__" ___________ 2006 г.

 

 

 

 

 

 

Красноярск – 2006 г.

Содержание.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аннотация.

В данной курсовой работе была произведена попытка усовершенствования конструкции системы разработки, планируемой к применению на алмазодобывающем руднике компании «АЛРОСА». Усовершенствование главным образом коснулось способа отбойки, а также был изменена конструкция горно-подготовительных и нарезных выработок.

Курсовая написана на 31 листе и содержит 11 таблиц и 15 рисунков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

      От принятой системы разработки зависят такие важнейшие показатели работы рудника, как производительность труда горнорабочих, себестоимость добычи руды, величина потерь и разубоживания при добыче, затраты и величина потерь при переработке, количество и себестоимость конечной продукции и, наконец, величина приведенных затрат и размер получаемой прибыли.  Поэтому выбор системы разработки и ее конструктивных элементов представляет одну из самых ответственных задач как для проектируемого, так и для действующего рудника. Системы подземной разработки играют ключевую роль в организации эффективной добычи полезного ископаемого. Ими же определяется уровень безопасности, причем не только при очистной выемке, но и по предприятию в целом и даже вне его. Показатели использования запасов недр всецело определяются принятой системой разработки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Исходные данные.

1.1. Горно-геологическая характеристика месторождения.

1.1.1. Характеристика рудного тела

Кимберлитовое месторождение "Мир" представлено трубообразным субвертикально падающим рудным телом, в поперечном сечении близким к эллипсу с размерами малой и большой полуоси 140 на 300м. Длинная ось трубки вытянута в СЗ направлении. С глубиной площадь поперечного сечения трубки уменьшается и форма ее усложняется, приобретая удлиненно-овальные очертания.

Угол падения – 90 град;

Глубина залегания р.т. – 0 м;

Глубина распространения – 1250 м;

Крепость руд – 3,5;

                пород – 5;

Средняя прочность на сжатие, МПа            26 (руда), 40 (порода);

Объемная масса, т/м3     2,5 (руда), 2,5 (порода);

Горизонтальная площадь трубки (средняя) , м2    26 508     

Устойчивость руд – средняя;

                         пород – средняя;

Ценность – весьма ценные;

Рельеф – равнинный;

Допустимость обрушения поверхности – не допускается.

 

Рудное тело характеризуется средней степенью трещиноватости, трещины залечены галитом и сульфатами. Коэффициент структурного ослабления кимберлита - 0.5. Коэффициент разрыхления кимберлитов составляет 1.6 при буровзрывной отбойке и 1.3 – при комбайновой выемке.

Месторождение расположено в зоне сплошного распространения многолетнемерзлых пород.

1.1.2 Характеристика вмещающих пород

Вмещающие породы месторождения сложены осадочными породами илгинской (интервал глубин от поверхности 0-170 м), верхоленской (170-315м), метегерской (315-430м), ичерской (430-520м), чарской (555-855м), олекминской (855-1045м), толбочанской ( 1045-1240м) свит. Пластовое тело долериттов мощностью 35м (520-555 м) разделяет отложения ичерской и чарской свит. Основными породами свит являются :

• иглинской – песчанистые известняки, алевролиты, доломиты;
• верхоленской – мергели, доломиты;
• метегерской и ичерской – глинистые доломиты, долмитовые известняки;
• чарской – галит, доломито-ангидриты, доломит;
• олекминской – известковые доломиты, известняки, ангидрито-доломиты;
• толбочанской – доломитовые известняки, галит, ангидрито-доломиты, глинистые доломиты.

Прочностные свойства вмещающих пород увеличиваются с глубиной. Так прочность пород на сжатие составляет на глубине 0-500м – 20 МПа; 500-800м – 32 МПа, 800-1000м – 48 МПа.

Месторождение является опасным по выделению горючих газов, а также по нефтебитумопроявлениям. Источником газов в породах является выделение их из рассолов и нефти, а также из каверн и трещин.

Газоносность пород, обусловленная открытой пористостью, по данным разведки, составляет :

• для чарской свиты – 1.6 м3/т;
• для олекминской свиты – 2.9 м3/т;
• для толбачанской свиты – 3.3 м3/т.

Нефтебитумопроявления прослежены до глубины 1200м и приурочены , как правило, к карбонатным породам, ангидрито-доломитам всех свит нижнего кембрия. Наиболее нефтенасыщенным является разрез олекминской свиты. Масштаб нефтебитумопроявлений в кимберлитах значительно меньше, чем во вмещающих породах.

1.1.3. Гидрогеологическая характеристика месторождения

Месторождение характеризуется весьма сложными гидрогеологическими условиями, что в первую очередь связано с наличием в толще массива пород мощного водоносного горизонта. Основной водоносный комплекс приурочен к породам метегерской и ичерской свит. Кровлей водоносного комплекса  является граница многолетнемерзлых пород верхоленской свиты. Абсолютная отметка кровли минус 5 ... плюс 20 м. Подошва горизонта находится на абсолютной отметке минус 130 ... 150 м. Общая мощность водоносного комплекса составляет порядка 150 м. Подземные воды метегеро-ичерского комплекса имеют хлоридно-натриевый состав, минерализацию от 95 до 130 г/л, содержат растворенные газы (азот – 70-90%, метан – 5%, сероводород – 2-3% ). Осложняющим фактором является присутствие в рассолах сероводорода, средние концентрации которого в рассолах за весь период наблюдений за функционированием системы водопонижения на карьера "Мир" составляют 100-120 мг/л.

Водоприток в карьер - до 1200 м3/час.

 

1.2. Горно-технические условия.

Верхняя часть месторождения отработана карьером на глубину 525 м, до абсолютной отметки – 190 м.

Месторождение находится в черте города Мирный, с населением около 50 тыс. жителей. Неподалеку примерно в 10 километрах располагается обогатительная фабрика. Производительность её составляет 7000 тыс. т/сут.

 

2. Система разработки

2.1. Выбор и обоснование системы  разработки.

2.1.1. Выбор системы разработки  по горно-геологическим условиям.

От принятой системы разработки зависят такие важнейшие показатели работы рудника, как производительность труда горнорабочих, себестоимость добычи руды, величина потерь и разубоживания при добыче, затраты и величина потерь при переработке, количество и себестоимость добычи руды, себестоимость конечной продукции горного предприятия, а также величина приведенных затрат и размер получаемой прибыли. К числу основных факторов, учитываемых при выборе системы разработки относят:

1. Безопасность труда. Практика  показывает, что безопасность людей, занятых на подготовке очистной выемки, определяется в первую очередь не по горно-геологическим условиям, а правильностью выбора системы разработки и ее конструктивных элементов.

2. Себестоимость добычи  полезного ископаемого зависящая  от производительности труда горнорабочих. Последняя в свою очередь зависит от механизации и автоматизации производственных процессов, от совершенства организации труда.

По классификации, согласно ПТЭ, в основу которой положен способ управления горным давлением и включающей в себя двадцать три системы разработки, составим таблицу технического сравнения систем разработок. Методом исключения определим системы разработок наиболее приемлемые для условий месторождения.

Таблица 1. Классификация систем подземной разработки рудных месторождений.

Класс	Система
I Система с открытым выработанным  пространством	1. Сплошная 2. Потолкоуступная 3. Подэтажных штреков (ортов) 4. С доставкой руды силой взрыва 5. Этажно-камерная
II. Система с магазинированием руды	6. С магазинированием руды блоками 7. С магазинированием и отбойкой  руды глубокими скважинами
III. Системы с закладкой	8. Горизонтальными слоями с закладкой 9. Сплошная с однослойной выемкой  и закладкой 10. Столбовая с однослойной выемкой  и закладкой 11. С камерной выемкой и закладкой
IV. Системы с креплением	12. С распорной крепью 13. С крепежными рамами 14. Сплошная с однослойной выемкой  м креплением 15. Столбовая с однослойной выемкой  и креплением
V. Системы с обрушением	16. Слоевого обрушения 17. Столбовая с обрушением налегающих пород 18. Подэтажного обрушения 19. Этажного обрушения
VI. Комбинированные системы	20. С креплением и магазинированием  руды 21. С креплением и закладкой 22. С магазинированием руды и  обрушением

 

Исходя из горно-геологических условий залегания месторождения применение систем I класса не позволяет мощность рудного тела, её форма, свойства руды и вмещающих пород, показатели извлечения также данных систем не удовлетворяют ценности руды.

Системы II класса исключаются по устойчивости руды и вмещающих пород, которые не позволят обнажать большие площади.

Системы разработки с закладкой выработанного пространства (III класс) применимы к данному месторождению, из-за своей универсальности и возможности применения практически во всех горно-геологических условиях. Показатели извлечения при применении систем этого класса удовлетворяют требованиям при отработке ценных руд.

Системы с креплением очистного пространства (IV класс) затрудняют применение из-за большой мощности рудного тела. Применение систем этого класса предполагает управление горным давлением по средствам искусственных элементов (крепью), что скажется негативно на производительности блока и повышении себестоимости добычи.

Системы V класса применимы для отработки данного месторождения, однако из-за проявлений газо- и нефтебитумонасыщенности рудного массива и вмещающих пород, что потребует дополнительных мероприятий по снижению негативных последствий этих проявлений. В конечном итоге систем разработки V класса приводят к уменьшению затрат на добычу по сравнению с системами III класса. Однако при больших объемах отбойки и наличии отрицательных зимних температур, возникает проблема слеживаемости что затрудняет применение систем разработки V класса.

Применение комбинированных систем разработок допускается их гибкостью под различные горно-геологические условия.

 

2.1.2. Анализ разработки  месторождений рудниками-аналогами.

 

Для того, чтобы предлагать что то новое (проектировать), необходимо знать состояние и устройство объектов-аналогов, для принятия действительно передовых решений. С этой целью был проведен анализ рудников, применяющих выбранную ранее систему горизонтальные слои с закладкой, и имеющих схожие горно-геологические условия залегания (мощность – месторождения мощные и средней мощности, угол залегания  –  в основном крутопадающие).

 

2.1.2.1. Анализ отечественной практики.

 

Норильский ГМК

Рис. 1 Сплошная  слоевая  система  разработки с твердеющей закладкой и выемкой  слоев  сверху  вниз   (нисходящий  порядок)

Слоевая система с нисходящим порядком отработки характеризуется тем, что в рудное тело по мощности (при пологом залегании) или в пределах этажа разделяют на слои, которые, отрабатывают одновременно и независимо друг от друга с некоторым опережением верхних слоев в направлении сверху вниз. Каждый слой отрабатывают лентами, ширина и высота которых определяются устойчивостью кровли, рудной стенки (для верхнего слоя) и габаритами самоходного оборудования.

Каждый выемочный слой, играющий роль искусственной кровли для последующего выемочного слоя в обязательном порядке рассчитывается по нормативной прочности закладки.