Совершенствование технологического комплекса очистной выемки в условиях рудника «Мир»

Для защиты работающих в очистном забое от падения кусков, отслоившейся закладки ее нижний слой перед закладкой необходимо армировать металлической панцирной сеткой или сварной: сеткой с ячейкой размером 50—100 мм при толщине проволоки. 2—5 мм. Стыковка арматуры в смежных лентах (заходках) заключается в перевозке металлической сетки, укладываемой внахлестку, для чего у стенки очистной выработки оставляют соответствующий ее запас.

Несмотря на несколько большую трудоемкость работ по сравнению с восходящим порядком отработки, описанная система позволяет в условиях слабоустойчивого или трещиноватого рудного массива и слабых налегающих пород добиться большой нагрузки на очистной забой, применить самоходное оборудование и механизировать вспомогательные процессы добычи руд. Эта система отличается высокой степенью безопасности работ.

 

Опытный участок Белоусовского рудника

Рис. 2 Система разработки горизонтальными слоями с гидравлической закладкой и уменьшенной длиной блока: 1 – транспортный штрек; 2 – орт; 3 – наклонный съезд; 4 – вентиляционно-ходовой и рудоспускной восстающий; 5 – дренажный восстающий; 6 – самоходная буровая установка; 7 – ПДМ; 8 – каретка для осмотра и крепления кровли; 9 – закладочный трубопровод; 10 - отстойник

 

Система горизонтальных слоев с закладкой в варианте с дизельным самоходным оборудованием применима и для отработки крутопадающих залежей (рис. 7). Подготовка блока осуществлена ортами, фланговыми вентиляционными восстающими и наклонным, под углом 10—14°, съездом, пройденным по диагонали, блока в лежачем боку рудного тела.

Удельный объем горно-подготовительных работ в зависимости от мощности рудного тела колеблется от 8 до 30 м3/1000 т. При этом варианте доля наклонного съезда в объеме горно-подготовительных работ достигает 60—80%. Однако наклонный съезд позволяет механизировать все основные и вспомогательные работы в блоке, наладить обслуживание и ремонт дизельных машин в. специальном ремонтном пункте, что приводит к снижению эксплуатационных расходов.

Оценка эффективности систем с использованием дизельного и пневматического оборудования, выполненная для опытного участка Белоусовского рудника, показала, что вариант с дизельным оборудованием несмотря на увеличение расходов по статье «погашение горно-подготовительных работ» за счет снижения расходов по статьям «заработная плата», «энергия» и «амортизация» экономически равноценен при выемочной мощности 7 - 8 м, а с увеличением последней он становится предпочтительнее

По сравнению с переносным оборудованием самоходные машины с дизельным приводом, при варианте с проходкой наклонного съезда, обеспечивают экономический эффект при выемочной мощности более 5 - 6 м.

 

 

 

Зыряновский рудник

Рис. 3. Вариант слоевой системы разработки с нисходящей выемкой и бетонной закладкой: 1 — бетонная закладка; 2 — породная закладка в отработанной камере; 3 — полевой восстающий; 4 — отрабатываемый слой.

 

Зыряновский рудник. Коэффициент крепости руды по шкале проф. М. М. Протодьяконова составляет 9—13, пород висячего бока-—10—12, лежачего бока — 6—10, угол падения — 60—75°. Сульфидные руды отработаны камерами с оставлением междукамерных целиков. Камеры заложены породой, полученной при проведении выработок.  Оставленные междукамерные целики ре шили отработать слоевой системой с твердеющей закладкой, причем было испытано несколько вариантов системы. Наиболее эффективный— вариант с выемкой слоев сверху вниз сплошным забоем с бетонной закладкой (рис. 6.3).. Для обеспечения полноты закладки слои отрабатывали с наклоном 15—20° в сторону висячего бока. Прочность соседнего слоя к моменту отработки нового (через 24 сут после закладки) составила 3—4 МПа. Слоевая система разработки с бетонной закладкой в условиях Зыряновского рудника оказалась трудоемкой и малопроизводительной, что, по-видимому, объясняется несоответствием горно-технических условий (крепкие руды) и применением излишне высокопрочной (следовательно, дорогой) бетонной закладки. В дальнейшем в тех же условиях стали применять при отработке первичных камер систему с магазинированием и последующей твердеющей закладкой, а при отработке вторичных —систему подэтажных штреков (ортов), также с последующей закладкой. Производительность забойного рабочего при лучшем варианте слоевой системы с отработкой сверху вниз почти в три раза меньше производительности забойного рабочего по системе разработки подэтажными штреками.

 

2.1.2.2. Анализ зарубежной практики.

Рудник Маунт Айза (Австралия)

 

 

Рис.   4.   Вариант   системы   разработки   горизонтальными   слоями   с   закладкой:

1 — откаточный   штрек;   2 — квершлаги;   3 — рудоспуски;   4  и 5 — вентиляционные    восстающие; 6 — восстающие шпуры; 7 — ПДМ;  8 — центральный восстающий; 9—баррикада

 

Геологические и геотехнологические условия месторождения:

Полезное ископаемое – серебро, свинец, цинк;

Годовая производительность – 2 млн. т.;

Мощность – до 18 м;

Высота этажа – 58 м;

Подготовка:

Проводят откаточный штрек и квершлаги (рис. 2.3). Доступ в очистной блок или их группу осуществляется из центрального восстающего, пройденного в лежачем боку площадью поперечного сечения 3X2,4 м, который служит для перемещения людей, доставки оборудования, а также для подачи свежего воздуха. В каждом блоке на флангах проходят вентиляционные восстающие.

Очистная выемка: вертикальные шпуры бурят под углом 65° с л. н. с, равной 1,5 м. На более слабых Участках бурят горизонтальные шпуры с применением пневмопод-держек. Шпуры диаметром 31 мм бурят с отбитой руды цельными бурами.

Доставка: уборка отбитой руды осуществляется ПДМ.

 

УГД: Закладочный материал состоит из обесшламленных хвостов обогащения, доставляемых по трубам диаметром 100 мм по центральному восстающему при твердом по массе пульпы 69 %. Основная часть воды из закладочного массива удаляется по дренажным трубам, меньшая — посредством фильтрации через закладочный массив. Для ускорения фильтрации в нем сооружают дренажный восстающий. Люди могут работать на поверхности закладочного материала через 8 ч после заливки, а ПДМ — через 2 сут. Закладка обычно осуществляется до уровня, расположенного на расстоянии 2 м ниже кровли лежачего бока. При закладке слоя по частям устраивают перегородки из сухого закладочного материала. Для поддержания кровли, висячего, а иногда и лежачего боков широко используется  анкерное  крепление. Для  большей  надежности устанавливается металлическая сетка с размерами ячеек 150 мм. В слабых породах анкеры соединяют стальными полосами.

ТЭП:

Сменная производительность забойного рабочего достигает 50 т;

Подача закладки составляет 200 т/ч;

Особенности технологии: ПДМ и шахтные бурильные установки оказываются отрезанными в блоке как только начинается очистная выемка. Оборудование в разобранном виде доставляют по центральным восстающим. За исключением капитальных ремонтов, обслуживание и мелкий ремонт оборудования в этом случае осуществляются в блоке.

С увеличением глубины разработки (при этом значительно возрастает горное давление) увеличивается и размер   междуэтажных целиков, а это, в свою очередь, связано с полным их извлечением. Уменьшение или полная выемка запасов руды в междуэтажных целиках достигается созданием искусственных или комбинированных целиков. Расход цемента при создании междуэтажного цели-1ка составляет 10% по массе. Высота его принимается равной 1,25 (мощности рудного тела.

 

Рудник «Кобар»

 

 

Рис. 5 . Система разработки горизонтальными слоями с закладкой с применением   самоходного   оборудования   на   руднике   «Кобар»: 1 - соединительный   орт;   2 -наклонная выработка;   3 - соединительный   орт для  следующего   слоя;      4 - заезд   к   рудоспуску;      5 - наклонные    шпуры;     6 - откаточный квершлаг;   7 - рудоспуск;   8 - закладка

Геологические и геотехнологические условия месторождения:

Разрабатываемое рудное тело залегает под углом 70—80° (рис. 5), мощность залежи 4,5—21 м, в среднем 10,5 м.

Подготовка: Подготовку осуществляют наклонным съездом, пройденным в породе на расстоянии 3—15 м от контакта рудного тела На уровне каждого слоя очистные забои соединяют с наклонным съездом ортами. При отработке первых слоев руду из забоев по орту и уклону доставляют непосредственно к главным рудоспускам, в дальнейшем ее перепускают по пальцевым рудоспускам, пройденным в лежачем или висячем боку. Высота этажа. 90 м высота слоя 4,5 м. Между закладкой и кровлей забоя оставляют свободное пространство для бурения высотой 3 м.

Очистная выемка:  Отработку ведут на всю длину рудного тела по простиранию (150—360 м). Восходящие шпуры бурят самоходными буровыми установками. Глубина шпуров 5 м. Осмотр и оборку кровли после взрывания производят с самоходной платформы, оборудованной дизельным приводом.

Доставка: Отбитую в камере руду грузят и доставляют погрузочно-доставочными машинами типа ST-5А, TL-55 и 916LHD.

УГД: В качестве закладки используют хвосты обогатительной фабрики, которые гидротранспортом по трубам подают в камеру.

ТЭП: Сменная производительность труда забойного рабочего составляет 64 т/чел.см

 

Рудник «Грунд» (ФРГ)

 

 

Рис. 6 Система с механизированной монолитной закладкой на руднике «Грунд»: а – схема подготовительных выработок; б - система горизонтальных работок при системе горизонтальных подэтажных слоев с монолитной подэтажных слоев закладкой

 

Подготовка:

Подготовительные работы включают проведение полевых откаточного и вентиляционного штреков и ортов (рис. 16.3). Высота блока 50 м, длина 100 м. Блок по высоте делят на выемочные слои (ленты) высотой 3-3,5 м. Слои отрабатывают в две стадии. Все основные слои соединены наклонными сбойками со слоевыми полевыми штреками.  Один такой штрек предназначен для отработки двух основных слоев и двух межслоёвых целиков. В одновременной отработке может находиться несколько жил.

Очистная выемка: В первую очередь извлекают тупиковыми забоями четные слои, оставляя между ними по высоте такие же по размеру междуслоевые целики руды, которые извлекают во вторую очередь с отставанием в один слой (рис. 16.4). Для этого с отработанного первого слоя бурят снизу вверх шпуры. Руду отбивают на почву отработанного слоя. Одновременно отбивают уступ длиной 7 м. Общая высота обнажения боковых пород в призабойном пространстве достигает 11,5 м, т. е. равна суммарной высоте трех слоев.

Доставка: Погрузку и доставку руды выполняют самоходные машины ковшового типа, работающие по челноковой схеме.

УГД: После уборки руды начинаются закладочные работы. В нижнем слое возводят изолирующую перемычку легкого типа. Закладочный материал подают с вышележащего слоя автосамосвалами. Монолитная закладка в ; блок поступает по трубопроводу, проложенному в блоковом восстающем, нижняя часть которого служит рудоспуском.

Особенности технологии: Рассмотренная система отличается высокой производительностью труда, позволяет использовать мощное горное оборудование. Очистные работы здесь ведутся под устойчивым горным массивом.

Недостатками технологии является сложность проветривания очистных выработок, в которых перемещаются самоходные машины с дизельным приводом, и большой объем подготовительных выработок, проходимых по породному массиву.

 

 

 

Рудник Супериор компании «Магма Коппер» (США)

Рис. 7. Слоевая нисходящая выемка руды под искусственным перекрытием на руднике Супериор (США):

1 — восстающий- 2 —орт; 3 — шпуры; 4 — очистная заходка; 5 — крепежная стойка; 6 — слоевое перекрытие; 7 и 8 - затвердевающая закладка соответственно при расходе цемента 7,7 и 4,8 %

 

Геологические и геотехнологические условия месторождения:

Полезное ископаемое – медь;

Годовая производительность – 1 млн. т.;

Мощность –от 4,7  до 38 м;

Преобладающие рудные минералы — халькопирит и борнит. Кровля пласта сложена неустойчивыми известняками и сланцами.  Руда имеет блочное строение и сильно трещиноватая. Добычные работы осуществляются на глубине около 1000 м.

Подготовка: При мощности рудного тела более 12 м блок подготавливают ортом, проведенным из штрека лежачего бока. В связи с тем что он будет подвержен большому горному давлению, его крепят стойками диаметром 30 см и стальными перекладами толщиной 300 мм, устанавливаемыми через 1,5 м. В лежачем боку проходят восстающий, состоящий из рудоперепускного и ходового отделений. Заходки шириной 3 м проводят под прямым углом к транспортному орту.

Очистная выемка: Шпуровая отбойка.

Доставка: Доставка руды осуществляется ПДМ типа «Атлас Копко Каво 310» с ковшом емкостью 1 м3, что соответствует 3 т отбитой руды.

УГД: Отработанные ленты закладываются по очереди твердеющей закладкой. Транспортный орт заполняется закладочным материалом в последнюю очередь после укладки на его подошве необходимого перекрытия.

ТЭП: Производительность труда рабочего при этом достигла 10,6 т/смену по сравнению с 5,5 т/смену при системе разработки со станковой крепью и закладкой.

 

Рудник Страткона (Канада).

Рис. 8. Система разработки горизонтальными слоями с закладкой с образованием столбчатых целиков на руднике Страткона (Канада): 1 — восстающие; 2 — столбчатые целики; 3 — ходки; 4 — рудоспуски; 5 — перемычка; 6 — панельный междукамерный целик; 7 — закладочный массив; 8 — отбитая руда; 9 — восстающие шпуры; 10 — металлическая сетка; 11 — анкерная крепь; 12 — закладочная скважина; 13 — вентиляционный восстающий

Геологические и геотехнологические условия месторождения:

В руде содержится 1,15 % никеля и 0,42 % меди;

Годовая производительность – 2,2 млн. т.;

Мощность – 70 м;

Угол падения – 60 град.

Месторождение представлено серией параллельных линз длиной по простиранию около 760 м. Руда и вмещающие породы устойчивые.

Очистная выемка: Мощные участки месторождения отрабатываются вкрест простирания камерами шириной 13,5 м, с оставлением ленточных целиков шириной 5,5 м. Скреперная доставка осуществляется трехбарабанными лебедками мощностью 30 кВт со скреперами шириной 1530 мм. После закладки выработанного пространства отрабатывают рудные целики.