Главная
Каталог
Библиотека
Избранное
Порталы
Библиотеки вузов
Отзывы
Новости
 
12+
 
Предварительный просмотр документа

Подземные горные работы. Части 3 и 4: Учебное пособие в 4 частях

Автор/создатель: Порцевский А.К.
Год: 2005 
Пособие для студентов специальностей 130403 (090500) "Открытые горные работы" и 130404 (090200) "Подземная разработка месторождений полезных ископаемых". Изучение дисциплины "Подземные горные работы" базируется на двух дисциплинах "Геомеханика" и "Строительство горных предприятий" и, в то же время, лежит в фундаменте дисциплины "Проектирование горных предприятий". Данное издание включает часть 3 "Системы разработки при подземной добыче руды" и часть 4 "Выбор технологии добычи руды".
Показать полное описание документа
Популярные ресурсы рубрик:
РЕЙТИНГ

Оценка пользователей: 5.0
Количество голосов: 5
Оцените ресурс:
5 4 3 2 1

ОТЗЫВЫ


Популярные ресурсы по теме

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра. Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе А.К.Порцевский ПОДЗЕМНЫЕ ГОРНЫЕ РАБОТЫ ЧАСТЬ 3 и 4 Учебное пособие в 4 частях Зарегистрировано в Федеральном агентстве по образованию (№ 5376 от 16.11.2005.) для студентов специальностей 130403 (090500) «Открытые горные работы» 130404 (090200) «Подземная разработка месторождений полезных ископаемых» Москва 2005 г. ЧАСТЬ 3. 2 Системы разработки при подземной добыче руды § 1. Классификации систем разработки Система разработки - это технология, организация добычи полезного ископаемого в очистном блоке. Организация добычных работ заключается в проведении подготовительных, нарезных выработок и в цикличном выполне- нии специфических для каждой системы технологических процессов (напри- мер, бурение – взрывание – доставка – крепление - закладка) в определенном порядке (сверху вниз, снизу вверх, от центра к флангам или наоборот ...). Все системы разработки объединены по группам в классификацию, наиболее из- вестны в России две классификации - М.И.Агошкова и В.Р.Именитова. У Агошкова М.И. системы разделены на классы по признаку состояния очистного пространства во время добычи руды (очистное пространство неза- полнено или как-то заполнено), а у В.Р.Именитова разделены на классы по дру- гому признаку - по способу поддержания очистного пространства при добыче руды (очистное пространство либо как-то укрепляется либо нет). Для более детального ознакомления с конкретными расчётами по систе- мам разработки автором выпущено отдельное учебное пособие1, а особенности подземной добычи редких и радиоактивных руд приведены автором в другом учебном пособии2. А. Классификация систем по Агошкову М.И. I класс. С открытым очистным пространством 1. Сплошная система (однослойная выемка с редкими целиками различ- ной формы - на пластах) 2. Камерно-столбовая система (однослойная выемка с систематическими и одинаковыми целиками - на пластах) 3. Система с подэтажной отбойкой (отбойка камеры из нескольких буро- вых штреков, ортов по высоте этажа) 4. Система с этажно-камерной отбойкой (отбойка камеры на высоту эта- жа из одной-двух буровых штреков, ортов) 5. Потолко- и почвоуступные системы (очень редко применяются) 6. Система с отбойкой глубокими скважинами из буровых восстающих II класс. С магазинированием руды в очистном пространстве 1. Система со шпуровой отбойкой из магазина (отбойка камеры слоями снизу вверх, бурение производится с навала руды под ногами) 2. Система с отбойкой руды глубокими горизонтальными скважинами из буровых восстающих и магазинированием 1 Порцевский А.К. Системы разработки при подземной добыче руды. Учебное пособие по курсу практических занятий. – М.: МГГА, 2000, 112 с. 2 Порцевский А.К. Особенности подземной разработки месторождений радиоактивных руд. Учебное пособие. – М.: МГГА,1999, 38с. 3 3. Система с отбойкой руды глубокими горизонтальными скважинами из буровых камер возле восстающих и магазинированием III класс. С закладкой очистного пространства 1. Горизонтальные восходящие слои с закладкой 2. Наклонные (под углом 30-400) восходящие слои с закладкой 3. Нисходящая слоевая выемка с твердеющей закладкой 4. Сплошная и потолкоуступная системы с закладкой (редко применяют- ся) IV класс. С креплением очистного пространства (редко применяются) 1 . Системы с усиленной распорной и станковой деревянной крепью 2. Системы с каменной и комбинированной крепью V класс. С креплением и закладкой очистного пространства (редко применяются) 1. Горизонтальные восходящие слои, уступы с креплением и с закладкой 2. Вертикальные прирезки со станковой крепью и закладкой (отбойка из буровых восстающих) VI класс. С обрушением вмещающих пород 1. Слоевое обрушение (выемка слоями сверху вниз под обрушенными по- родами) 2. Столбовые системы (выемка заходками, лавой под обрушенными поро- дами на пластах) 3. Щитовые системы (выемка слоями сверху вниз под деревянным щитом и обрушенными породами) VII класс. С обрушением руды и вмещающих пород 1. Системы подэтажного обрушения (отбойка "в зажиме") 2. Системы этажного принудительного обрушения руды (отбойка "в за- жиме") 3. Система этажного самообрушения руды (без отбойки) VIII класс. Комбинированные системы 1. Выемка первичных камер системами с открытым очистным простран- ством 2. Выемка первичных камер с магазинированием руды 3. Выемка первичных камер с закладкой Б. Классификация по Именитову В.Р. I класс. С естественным поддержанием очистного пространства 1. Сплошная система 2. Камерно-столбовая система 3. Камерные системы с последующей закладкой II класс. С обрушением руды и вмещающих пород 1. Этажное принудительное обрушение и самообрушение 2. Подэтажное обрушение III класс. С искусственным поддержанием очистного пространства 1. С закладкой 4 1.1. Сплошная однослойная выемка 1.2. Горизонтальные восходящие и нисходящие слои 1.3. Наклонные слои 1.4. Селективная выемка тонких жил 2. С креплением 3. С креплением и последующим самообрушением 3.1. Столбовые системы с обрушением 3.2. Слоевое обрушение 4. С магазинированием Доля основных систем разработки на месторождениях МинЦветМета (факт на 1995 г. и прогноз ИПКОНА3 на 2010 г.) Системы с Полезное Системы с от- Системы Тип месторожде- обрушением ископае- крытым про- с заклад- ния руды и по- мое странством кой род 1.Пластообразные Никель, глубокозалегающие 30-25% 50-20% 4-34% кобальт месторождения 2.Крутопадающие неглубокие место- Вольфрам, 55-65% - 28-22% рождения непра- молибден вильной формы 3. Пласто- и линзо- образные крутопа- Свинец, 21-29% 34-32% 35-30% дающие месторож- цинк дения 4.Жильные место- олово 27-43% нет 34-24% рождения 5.Сложно-структур- Сурьма 78-66% 0,5-2,5% 6-20% ные Ртуть 36-60% 2,5-3% 47-28% Примечание. Первая цифра – удельный вес класса систем разработки на 1995 год, вторая – прогноз на 2010 год. По данным Санкт-Петербургского горного университета доля основных систем разработки месторождений полезных ископаемых по России в целом следующая4: 3 Комплексное освоение рудных месторождений: проектирование и технология подземной разработки. Под ред. Д.Р.Каплунова. - М.: изд. ИПКОН РАН, 1998, 383 с. 5 Класс систем разработки Доля добычи, % С открытым очистным пространством 35,9 С обрушением руды и вмещающих пород 33,5 С закладкой очистного пространства 8,8 С обрушением вмещающих пород 14,2 С магазинированием руды 2,6 Комбинированный 5,0 Параметры систем разработки Средняя Уд. расход Удельный Размеры расход ВВ, Система производитель- подг. - нар. блока, м разработки ность блока работ, BxL м3/1000т кг/т тыс.т / мес м3 / см Камерно- 80-200 x cтолбовая, ка- 4-6 15-30 30-50 0.35 200-400 мера b=8-20 м 60-80 x Сплошная 2-3 15-40 20-40 0.35 150-200 Подэтажной 10-30 x 2-6.5 10-35 30-60 0.3 отбойки 30-90 Этажно-камер- 10-30 x 4-15 15-25 20-35 0.45 ная 30-90 С магазиниро- 0.8-5 x 0.5-1.5 3-7 40-65 0.5 ванием 40-100 С распорной 0.8-4 x крепью, потол- 0.5-1 0.5-2 40-70 0.55 30-80 коуступная Горизонталь- 50-80 x ны-ми восхо- 0.5-1 5-8 10-20 0.55 100-120 дящими слоями Горизонталь- 50-80 ны-ми нисхо- 0.5-1.5 5-8 10-20 0.55 x100-120 дящими слоями Подэтажное 4-30 x 2-5 10-30 30-60 0.3 обрушение 50-90 Этажное обру- 4-30 x 3-10 15-25 20-35 0.45 шение 50-90 Этажное само- 20-50 x 3-13 10-30 10-30 0.1 обрушение 40-100 Cлоевое обру- 2-30 x 0.5-1 0.5-1 30-60 0.35 4 Недра России. Том 2. Экология геологической среды. Под ред. Н.В.Межеловского, А.А.Смыслова. – С.-П. - М.: С.-П. горный институт, Межрегион. центр по геол. картографии, 2002, 662 с. (с. 307). 6 шение 30-60 Столбовая, на 20-80 x 10-20 10-15 30-50 0.3 мягких пластах 300-800 Технико-экономическая характеристика систем разработки Система Потери руды, Разубоживание, Затраты на разработки % % добычу, у.е./т Камерно-столбовая с самоходным оборудо- 25-60 5-15 4-6 ванием Сплошная 15-30 5-15 3.5-5.5 5-10 – в камере Подэтажной отбойки 5-10 3-7 до 30 – в блоке 5-15 – в камере Этажно-камерная 5-15 3-5 до 30 – в блоке С магазинированием 5-10 5-15 6-9 С распорной крепью, 5-10 5-10 10-20 потолкоуступная Горизонтальными 5-10 5-10 7-12 восходящими слоями Горизонтальными 3-8 5-10 10-20 нисходящими слоями Подэтажное обруше- 15-20 15-25 3-6 ние Этажное обрушение 15-25 20-30 2.5-4.5 Cлоевое обрушение 5-10 5-10 9-15 Столбовая, на мягких 10-15 5-10 5-12 пластах В. Другие классификации систем разработки5: В учебной и технической литературе можно отыскать следующие клас- сификации: а) по признаку «тип, морфология месторождения» - Крэйна, Юнга, И.Покровского, Г.Е.Баканова, Л.И.Барога; б) по признаку «поддержание выработанного пространства» - Сперра, Митке, В.Н.Семевского; в) по признаку «поддержание очистного пространства» - МакКлеланда, В.И.Грудева, Е.П.Прокопьева, Н.А.Старикова, Вольфсона-Барласа, М.И.Агошкова, Г.Н.Попова, Льюиса, Райта, Джексон-Гарднера, Н.И.Трушкова, К.М.Чарквиани, Ш.Н.Мамедова, В.Р.Именитова; г) по признаку «поддержание в период выемки и последующее заполне- ние выработанного пространства» - В.Т.Маркелова; 5 Байконуров О.А. Классификация и выбор методов подземной разработки месторождений. - Алма-Ата, Наука, 1969, 606 с. 7 д) по признакам «тип забоя, способ поддержания кровли, способ подсечки блока и т.п.» - Американского института горных инженеров и металлургов; е) по признаку «стадийность выемки» - А.И.Стешенко; ж) по признаку «тип фронта работы этажа и тип заполнения выработан- ного пространства» - О.А.Байконурова. Все они хороши по-своему, но всё же труднообъяснимы студентам. Именно поэтому автору представляется необходимым наметить принципы по- строения совершенно новых классификаций систем разработки. Принципы построения новых классификаций систем разработки6: 1) по направлению движения фронта очистных работ для пологих залежей – в горизонтальном; для крутопадающих – в вертикальном; 2) по комплексу используемого в блоке оборудования на выпуске отбитой руды из блока – самотёчная доставка или при- нудительная; выпуск определяет и буровую технику: а) если самотёчная доставка, то бурение скважин осуществляется перенос- ными станками (с редкими исключениями, такими же редкими как исключения в правилах русского языка); б) если принудительная доставка, то бурение шпуров осуществляется са- моходными установками; 3) по судьбе целиков: остаются в неприкосновенности (камерно-столбовая и др. системы); ликвидируются: а) если межкамерные - то среди заложенных закладкой камер; б) если межэтажные – то при отбойке нижерасположенного этажа; без целиков (системы с закладкой); 4) по определяющему выбор системы разработки признаку и последова- тельности расчётов: пологая или крутая залежь; обрушение поверхности, тогда на первый план выходят расчёты сдвижения охраняемых объектов; устойчивость пород, руды, тогда сначала требуются расчёты безо- пасных размеров полостей; возгораемость, слёживаемость, окисляемость – вынуждают приме- нять принудительную доставку без магазинирования руды в очистном про- странстве; ценность руды определяет требуемую полноту извлечения, напри- мер, щадящую шпуровую отбойку с твердеющей закладкой пустот; 5) по степени нарушения естественного состояния горного массива: 6 Порцевский А.К. Выбор рациональной технологии добычи руд. Геомеханическая оценка состояния недр. Использование подземного пространства. Геоэкология.- М.: изд. МГГУ, 2003, 767 с. 8 полное нарушение - системы с обрушением пород; частичное нарушение – системы с целиками; щадящее нарушение – системы с заменой горного массива закла- дочным массивом. §2. Технология очистных работ в блоке Технология создания отрезной щели Особенность очистной отбойки руды в камерах заключается в предвари- тельном создании здесь некоторого компенсационного пространства, чтобы раздробленная взрывом руда могла где-то свободно разместиться (коэффициент разрыхления при отбойке обычно 1,2-1,3). Другая цель – создание второй об- нажённой поверхности, параллельно которой выбуривают, например, веера скважин и тем снижают удельный расход ВВ на отбойку. Выпускают отбитую в восстающем и щели руду через заранее пройденные выработки днища камеры. Компенсационное пространство в камере – отрезной восстающий и щель - создаётся двумя вариантами: а) мелкошпуровой отбойкой с проходческого пол- ка снизу вверх; б) секционным взрыванием зарядов в длинных параллельных скважинах. Подробности проходки восстающих приведены в главе – Техноло- гия проведения горизонтальных и вертикальных горных выработок. Рассмотрим наиболее часто встречающийся вариант. Если отбойка в каме- ре будет производиться вертикальными прирезками, то на уровне кровли каме- ры проходят из восстающего специальную горизонтальную выработку, из ко- торой в торце камеры вниз бурят длинные параллельные скважины на всю вы- соту камеры. Сначала секционно отбивают восстающий, затем по торцу камеры – отрезную щель (используя восстающий как компенсационное пространство). Другой вариант проходки отрезного восстающего рассмотрен в параграфе - Опыт подземной отработки редкометальных месторождений. I класс. Системы с открытым очистным пространством (здесь и далее по М.И.Агошкову) В процессе выемки руды очистное пространство остается свободным, пустым и его устойчивость к обрушениям обеспечивается лишь рудными или породными целиками. Условия применения - высокая устойчивость руд и по- род, глубина разработки до 800 м (глубже возможны горные удары). Сплошная система Используется при разработке горизонтальных и пологих залежей мощ- ностью от 1 до 6 м. Выемка ведётся сплошным забоем по простиранию или вкрест простирания пласта, в очистном пространстве остаются неравномерно расположенные целики (там, где встречается бедная руда и пустая порода). При разработке ценных руд и мощности залежи менее 2 м, вместо целика, соору- 9 жают бетонные столбы (хотя тогда система разработки будет отнесена к IV классу). При мощности залежи более 3-4 м забой делят на уступы по высоте. Отбойка руды - горизонтальными шпурами. Вслед за очистными работами обычно принудительно обрушают кровлю (через 300 м от забоя) - для снижения горного давления. Диаметр целиков и расстояние между ними (ширина камеры) зависят от устойчивости кровли: D=3-18 м, В=5-30 м. Оборудование: при малой мощности и в наклонных залежах используют- ся ручные перфораторы и скреперная доставка (производительность рабочего забойной бригады 10-15 т/смену; при мощности более 2,5 м применяется са- моходная буровая и погрузочно-доставочная техника, включая экскаваторы, самосвалы и самоходные вагоны (производительность рабочего забойной бри- гады 70-120 т/смену). 10 Преимущества: небольшой объём подготовительно-нарезных работ в блоке, возможность выемки рудного тела неправильной формы, удобные усло- вия для внутризабойной сортировки руды, хорошее проветривание. Недостатки: большие потери руды в обязательных целиках, возможно об- рушение кровли в забое. Камерно-столбовая система Используется при разработке горизонтальных и пологих залежей мощно- стью от 3 до 30 м. Характеризуется регулярным чередованием очистных камер и межкамерных целиков-столбов, между блоками расположены ленточные це- лики. Из-за высоких потерь руды в целиках применяется лишь на месторожде- ниях малоценных руд (железо в Губкино, гипс в Новомосковске…). При углах падения пласта больше 30-35о доставка от забоя до приёмных воронок произво- дится силой взрыва. Ширина камер 8-20 м, целиков 4-6 м. В ленточных цели- ках возможно устройство вентиляционных коллекторов (на уровне кровли ка- мер). Б-Б А А 10 м 5м 12 м 100 м А-А 20 м Б Б 15 м Рис. 2. Камерно-столбовая система Оборудование: самоходная техника для бурения, погрузки и доставки руды к стволу (производительность рабочего забойной бригады 60-80 т/смену). Потери руды 50-60%, разубоживание 5-35%. Преимущества: возможность комплексной механизации всех процессов, низкая себестоимость, хорошее проветривание, нет крепи, есть возможность внутризабойной сортировки. Недостатки: большие потери руды в целиках, возможны обрушения кров- ли в забое.
Яндекс цитирования