РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

О. К. Мороз

РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Конспект лекций для студентов, обучающихся по
специальности 21.05.04 «Горное дело»

 

 

Донецк – 2017

Особенности вскрытия рудных месторождений

 

Классификация схем вскрытия рудных месторождений:

1. Способ вскрытия рудного тела:

1.1 Вертикальными стволами.

1.2 Наклонными стволами.

1.3 Штольни.

1.4 Сочетание или комбинация выработок с различным углом наклона (комбинированная схема вскрытия).

2. С размещением вскрывающей выработки:

2.1 в лежачем боку[3];

2.2 в висячем боку[4];

2.3 в рудном теле;

2.4 с пересечением рудного тела.

3. При способе подъема:

3.1 скипами;

3.2 клетями;

3.3 конвейерами;

3.4 самоходными средствами (ПДМ, автосамосвалы).

4. При наличии концентрационного горизонта и без концентрационных горизонтов.

 

Особенности вскрытия рудных месторождений

 

Разнообразие форм и условия залегания рудных месторождений обусловили широкий диапазон схем вскрытия.

Рисунок 3.1 – Схема вскрытия

 

Широкий диапазон мощностей, различных конфигураций рудных тел приводит к тому, что геомеханические процессы в горном массиве проходят более интенсивно. Поэтому схемы вскрытия рудных месторождений проектируются таким образом, чтобы капитальные горные выработки за весь срок их существования находились вне зоны влияния горных работ.

Возможная в данных условиях схема вскрытия вертикальными стволами и этажными квершлагами обладает существенным недостатком, а именно: большой протяженностью дополнительных вскрывающих выработок – квершлагов. Это заставляет иметь большие первоначальные капитальные затраты.

В таких случаях рекомендуется применение схемы вскрытия с концентрационными горизонтами, когда добыча полезного ископаемого с нескольких этажей концентрируется на «групповых» квершлагах (концентрационных). При этом используются дополнительные вскрывающие выработки, рудоспуски и слепые стволы.

Преимущества данной схемы вскрытия:

1. Меньший объем дополнительных вскрывающих выработок (квершла-гов).

2. Сокращение объема горно-капитальных работ за счет уменьшения числа дробильных установок, приемных бункеров скипового подъема, водо-отливных установок, которые сооружают только на основном горизонте. На промежуточном горизонте сооружают простой околоствольный двор небольшого объема.

3. При движении по рудоспускам осуществляется вторичное дробление руды. Это приводит к уменьшению энергозатрат на дробление. Объем скипов: от 20 до 50 и более тонн.

 Недостатки схемы вскрытия с концентрационными горизонтами:

1. Наличие дополнительных вскрывающих выработок и пунктов перегруз-ки.

2. Наличие дополнительных погрузочно-разгрузочных устройств (напри-мер, опрокиды, ямы, бункеры).

3. Ступенчатая сложная схема перемещения людей, оборудования и мате-риалов.

4. Усложняется схема проветривания забоев.

5. Переподъем руды.

6. Увеличение сроков строительства шахты.

Для принятия решения по использованию концентрационных горизон-тов необходим технико-экономический анализ. В условиях, когда разрабатываются рудные месторождения технологическими схемами, требующими подачи в очистные забои большого количества крепежного материала, а также при разработке радиоактивных, химически-активных и других руд, требующих интенсивного проветривания, применяется вышеприведенная схема.

На участках между концентрационными выработками и стволами, на разрабатываемых этажах квершлаги проводятся малым сечением (однопутевые), а околоствольные дворы – простейшего типа и имеют вспомагательное значение.

 

 

Системы разработки с магазинированием отбитой руды

Системы разработки с магазинированием отбитой руды – системы, при которых выработанное пространство заполняется отбитой рудой.

 

Магазинирование

На сегодня не существует надежного и технологически безопасного способа деблокирования дучек. Отсюда потери полезного ископаемого в выработанном пространстве.

Рисунок 11.1 – Эскиз дучки

 

Этот недостаток присущ всем системам разработки с донным выпуском руды. Для систем с магазинированием он наиболее широко (часто) проявляется при мощности рудных тел от 2 до 5 метров.

На рудных телах при разработке такой мощности применяется полевая подготовка, дающая возможность выходить на массив отбитой руды выработкой большего сечения.

Подготовка этажа осуществляется полевыми штреками (7) и квершлагами (3).

Остальные параметры и элементы конструкции остаются без изменений по сравнению с предыдущим вариантом.

После вскрытия рудного тела блоковыми квершлагами (28), проводится подсечной штрек (27) и с него начинается очистная выработка. Расстояние между блоковыми квершлагами (28), которыми осуществляется выход на массив замаганизированной руды (погрузочные квершлаги), от 8 до 10 метров. Длина их определяется расстоянием (удалением) полевого штрека от рудного тела. Как правило, 8 – 15 метров. Это элемент не системы разработки, а способа подготовки. Кроме того, длина погрузочного квершлага зависит от принятого типа механизации.

При применении ковшового типа породопогрузочной машины квершлаг проводится перпендикулярно. При породопогрузочной машине непрерывно-го действия с загребными лапами – проводится по диагонали.

 

Рисунок 11.2 – Технологическая схема системы разработки с магазинированием полезного ископаемого

 

– угол, определяющий конструкцию породопогрузочной машины.

Отсутствуют люки и технологические сужения. Поэтому нет ограничения движения породы. Коэффициент подготовки для системы № 1 и системы № 2:

Разубоживание:

,

Р – содержание полезного компонента в массиве руды;

q – содержание полезного компонента в отбитой рудной массе (выдаваемой из блока).

Альтернатива – чем меньше засорение руды, тем больше потери.

На пластах, мощностью более 2 метров, величина уступа равна 4 или 6 метров, равно как и разбежка (4, или 6 м).

Отбойка ведется параллельными шпурами (скважинами).

 

Рисунок 11.3 – Отбойка параллельными шпурами

 

Отбойка веерными скважинами

Поскольку величина между частями зарядов отличается от средней расчетной меньшего сопротивления (W), то ближе к выработке руда будет переизмельчена, а на удалении – негабарит.

Формирование выработки – заходки (33). (W≈const)

 

Рисунок 13.1 – Схема отбойки веерными скважинами

 

Для обеспечения безопасности работающих бурильщиков, торец штрека огораживается металлической (переносной) решеткой (34), для исключения падения работающих в выработанное пространство. Повышенные требования к безопасности – анкеруются канаты по всей длине в бока выработки. Бурильная установка дешевая, с фиксированным углом наклона шпинделя.

 

Приложение А. Условные обозначения

1. главный ствол;

2. вспомогательный ствол;

3. квершлаг;

3*. блоковый квершлаг;

4. рудоспуск;

5. слепой ствол;

6. вентиляционный штрек;

7. откаточный штрек;

8. этажные восстающие;

9. орт;

10. опережающий штрек;

11. система сбоек;

12. ниши;

13. отбойные шпуры;

14. отбитая руда;

15. скрепер;

16. тяговый канат;

17. система натяжных и отклоняющих роликов;

18. скреперная лебедка;

19. осевой (скреперный) восстающий;

20. рассечной штрек;

21. забойный скрепер;

22. блоковый скрепер;

23. буровые восстающие;

24. штрек скреперования;

25. подсечная щель;

26. система дучек (дучка);

27. подсечной штрек;

28. блоковые квершлаги;

29. подэтажный штрек;

30. потолочина;

31. рассечной восстающий;

32. вентиляционные ляды;

33. заходка;

34. переносная металлическая решетка;

35. закладочный восстающий;

36. рудный погрузочный восстающий;

37. погрузочный подэтажный штрек;

38. буровой орт;

39. штольня.

Оглавление

 

1 Общая терминология, используемая в курсе. 2

2 Особенности вскрытия рудных месторождений.. 5

3 Особенности вскрытия рудных месторождений.. 6

4 Вскрытие пологопадающих и горизонтальных рудных залежей.. 8

5 Системы разработки рудных месторождений.. 9

6 Сплошная система разработки по простиранию... 11

7 Сплошная система разработки с отбойкой по падению... 13

8 Потолкоуступная система разработки.. 15

9 Системы разработки с магазинированием отбитой руды... 16

10 Система разработки со шпуровой отбойкой из магазина.. 17

11 Магазинирование. 19

12 Система разработки с отбойкой из подэтажных штреков.. 22

13 Отбойка веерными скважинами.. 25

14 Система разработки с закладкой выработанного пространства.. 26

15 Система разработки с обрушением руды и вмещающих пород.. 29

16 Система разработки с подэтажным обрушением и торцевым выпуском руды 31

17 Применение ромбовидных панелей.. 37

18 Способы подготовки рудных месторождений.. 38

19 Экологические аспекты добычи руды... 45

Приложение А. Условные обозначения.. 55

 

 

[1] На основании европейской документации: весьма мощные: более 60 м.

[2] Влияние воздуха, осадков, химического воздействия и температуры.

[3] При разработке рудных месторождений терминов «кровля» и «почва» нет.

[4] Их заменяют породы висячего и породы лежачего боков.

[5] Резервирование позволяет составлять паспорт качества руды по каждому блоку и более эффективно осуществить усреднение качества выдаваемой на поверхность руде.

[6] Разубоживание – снижение качества отбитой рудной массы за счет примеси пустых пород.

О. К. Мороз

РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Конспект лекций для студентов, обучающихся по
специальности 21.05.04 «Горное дело»

 

 

Донецк – 2017

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: