Горная промышленность

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

1.     Общая часть……………………………………………………………..

1.1.  Введение………………………………………………………………..

1.2.  Общие сведение о месторождения……………………………………

1.3.  Краткая горно-геологическая характеристика месторождения …….

1.4.  Краткая гидрогеологическая характеристика………………………..

1.5. Современное состояние горных работ на шахте……………………..

1.6.  Транспорт  и подъем горной массы…………………………………...

1.7. Вентиляция, водоотлив, водо- и воздухоснабжение…………………

1.8. Энергоснабжения и электрооборудования……………………………

1.9. Технологический комплекс поверхности……………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Общая часть

1.1.  Введение

Горная промышленность является основной сырьевой и топливной базой современной индустрии. За последние годы техника и технология горного производства претерпели большие изменения.

При подземной добыче на проходческих работах получило широкое распространения новое высокопроизводительное буровые, погрузочно-транспортное и вспомогательное оборудование. В связи с внедрением мощных забойных механизмов, средств автоматики и телемеханики имеется облик самих шахт, изменяются системы разработки и создаются  новые их варианты , происходит концентрация горных работ, интенсификация выемки шахтных полей.

Значительное развитие получил прогрессивный открытый способ разработки месторождений полезных ископаемых. На карьерах получают распространение циклично-поточная технология добычи, рекультивация земель, нарушаемых при ведении открытых горных работ.

Для более полного и комплексного извлечения полезных компонентов из руд  обеспечение рентабельной разработки бедных и сложных месторождений развиваются новые геотехнические методы добычи полезных ископаемых.

При ведении горных работ большое внимание уделяется полноте извлечения полезных ископаемых в процессе добычи, увеличению качества (сокращению разубоживания) добываемых руд. В практике получили признание новые показатели полноты и качества извлечения полезных ископаемых из недр, создана и применяется методика численной оценки экономических показателей, связанных с потерями и снижением полезных ископаемых при добыче.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2.    Общие сведение о месторождения.

Основной сырьевой базой Донского горно-обогатительного комбината в настоящее время является Донские месторождения хромовых руд, которые находятся в промышленной  эксплуатации с 1938 года.

Первым осваивалось месторождение «Гигант» (1938г.). Затем в число действующих были вовлечены месторождения «Алмаз-Жемчужина» (северная часть, 1940г.), «Спорное» (1943г.), «Геофизическое VI» (1956г.), «ХХ лет Каз. ССР» (1958г.), «Комсомольское» (1975г.), «Геофизическое 1» (1976г.), «№ 21» (1985г.) и др.

Длительная и прогрессирующая открытая разработка месторождений привела к отработке основных запасов верхних рудоносных горизонтов. Оставшиеся разведанные запасы Донского ГОКа (98%) могут быть только подземным способом.

С 1974 года на базе глубокозалегающих месторождений начато строительство шахты «Молодежная» на месторождении «40-лет Октября» и шахты «Центральная» на базе месторождений «Алмаз-Жемчужина», «Миллионное», «Первомайское» и «№ 21» в 1978 году.

В 2001 году шахта «Центральная» переименована в шахту «10-летия независимости Казахстана».

В 2002 году ОАО «Донской ГОК» переименован в Донской ГОК – филиал ОАО «ТНК «Казхром» (в дальнейшем Донской ГОК).

Институтом Казгипроцветмет в 2002 году в предпроектных проработках по шахте «ДНК» «Вскрытие и отработка горизонтов от плюс 240 м до минус 560 м»  рассмотрена необходимость изменения основных технических решений в части порядка отработки объединенного рудного поля и производительности шахты, вызванная следующими причинами:

• восполнение выбывающих мощностей Донского ГОКа при открытой разработке месторождений;
• доведение производительности шахты «ДНК» до 3,8 млн.т руды в год в соответствии с перспективным графиком развития Донского ГОКа до 2030 года;
• соблюдение выбранного порядка отработки месторождений (сверху вниз) с учетом влияния подземной разработки на поверхностные и иные объекты.

В  существующее положение в горном производстве при отработке запасов месторождения «Миллионное» в этаже горизонтов 0 – минус 160 м в соответствии с очередностью вскрытия и отработки, освоения мощности шахты на уровне 1400 тыс.т руды в год. Проектные решения по вскрытию и отработке запасов месторождений «Алмаз-Жемчужина», «Миллионное» и «Первомайское» в отметках горизонтов плюс 240 – минус 160 м, в том числе «подкарьерных» запасов. В книге 4 рассмотрены проектные решения по вскрытию и отработке запасов месторождений «Миллионное» и «Алмаз-Жемчужина» в отметках горизонтов минус 240 – минус 320 м. Проектные решения по вскрытию и отработке глубинных запасов месторождений Алмаз-Жемчужина» и «Миллионное» (в отметках горизонтов минус 400 – минус 560 м), а также месторождения «№ 21» (в отметках горизонтов плюс 240 – 0 м).

В 1976 году институтом «Уралгипроруда» выполнен технический проект «Шахта Центральная», по которому началось строительство первой очереди рудника. В 1987 году институтом «Уралгипроруда» выполнена корректировка проекта «Шахта Центральная. 1 очередь»  для первоочередного вскрытия и отработки запасов месторождения «Миллионное» в этаже горизонтов от минус 160 до 0 м (первый этап 1 очереди строительства). «ТЭО расширение Донского ГОКа» было выполнено институтом «Уралгипроруда» в 1989 году, в котором рассмотрена последовательность дальнейшего вскрытия и порядка отработки объединенного поля шахты «Центральная». В 1990 году институтом «Уралгипроруда» были даны ответы на замечания технико-экономической экспертизы Госплана Казахской ССР по ТЭО «Расширение Донского ГОКа». В этом же году (1990г.) институтом «Уралгипроруда» был выполнен дополнительный вариант ТЭО «Расширение Донского ГОКа».

После этого проектирование по данной шахте не велось и лишь в 2002 году институтом «Казгипроцветмет» были выполнены предпроектные проработки по шахте «10-летия независимости Казахстана» I и II очереди строительства. Вскрытие и отработка горизонтов плюс 240 – минус 560 м, в которых обоснована необходимость изменения основных технических решений в части порядка отработки объединенного рудного поля и производительности шахты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Краткая  горно-геологическая характеристика

месторождения.

 

В первый этап отработки попадает рудное тело 1: по простиранию – на всем протяжении (от профиля 1 до профиля Х11); по падению – от уровня верхней выклинки, находящейся в интервале отметок горизонтов от плюс 70 м до минус 110 м, до уровня нижней выклинки (от горизонта минус 40 до горизонта минус 160 м). В разработку попадает 70% запасов рудного тела.

Размеры рудного тела 1 в плане: длина – 600 м, ширина - 120¸250 м. Тектоническими нарушениями № 2 и № 3 оно разбито на три блока длиной (с севера на юг) 120, 350 и 220 м. Минимальная мощность рудного тела по скважинам равна 3,4 м, максимальная – 130,8 м.

Форма рудного тела – вытянутая линза с тупым выклиниванием по падению. Простирание рудного тела 1 субмеридиональное (азимут простирания – 3450, азимут падения рудного тела – 2450), углы падения рудного тела изменяются от 00 до 460.

Рудовмещающий скальный массив на горизонтах разработки  характеризуется довольно однородной структурой и механическими свойствами. В пределах рассматриваемого участка выделяется 3 тектонических нарушения, средняя мощность зон дробления которых составляет 1,6 м.

Физико-механические свойства пород и руд (по данным института «ВИОГЕМ») приводятся в таблице.

Средняя плотность руды для месторождения «Миллионное» составляет 3,92 т/м3, вмещающих пород – 2,60 т/м3, средний коэффициент крепости (f) по М.М. Протодьяконову для руд - 3¸5, пород – 6.

Породы надрудной толщи, в основном, средне- и слабо трещиноватые, прочные и средней прочности (f – 4,5 – 11). Породы обладают средней и низкой устойчивостью. В горных выработках возможны вывалы объемом до 25-50 м3 и с течением времени – образование свода высотой до 1,0 м. Для поддержания выработок необходимо их крепление.

Руды на участке представлены крепкими кусковатыми (раздробленными) и сыпучими разностями. При этом наблюдается сложная перемещаемость крепких и слабых руд через 5-10 м. На участке преобладают руды крепкие, но по степени трещиноватости они относятся к классу пород низкой устойчивости.

Подрудная толща характеризуется в большей степени слаботрещиноватыми породами, которые, в основном, относятся к классу устойчивых. Однако при длительном сроке эксплуатации горных выработок здесь возможно образование вывалов кровли. При пересечении выработками зон дробления неустойчивые участки необходимо крепить.

Особое положение занимают породы в зонах контактов с рудными телами. Породы здесь сильнотрещиноватые и раздробленные, мало прочные и средней прочности (f=0,5 – 2,5), в основном, неустойчивые. Породы необходимо крепить вслед за забоем. На незакрепленных участках возможны крупные вывалы объемом до 200 м2 и образование свода обрушения высотой до 4-5 с одновременным увеличением ширины выработки.

В целом по участку инженерно-геологические условия разработки относятся к сложным, а горно-технические условия – к разряду весьма сложных.

Осложняющими факторами отработки запасов будут являться:

• наличие крайне неустойчивых зон тектонических нарушений и зон контактов вмещающих пород с рудным телом;
• остаточные напоры подземных вод;
• напряженное состояние горного массива, являющееся предшественником проявлений динамических явлений в горных выработках;
• склонность руд к слеживаемости, что затрудняет технологию ее выпуска;
• наличие газовых выделений (состав газа – 88-92% водорода), приуроченных к зонам повышенной трещиноватости и имеющих локальный характер;
• пылевая нагрузка, как следствие, возможность заболевания работников пневмокониозом (в частности, силикозом).

Руды и породы характеризуются низкой фоновой радиоактивностью (4-6

мкр/ч), что не требует разработки проведения специальных санитарно-гигиенических мероприятий.

Сейсмичность территории – 5 баллов, что не накладывает ограничений на строительство.

Вероятность эндогенных пожаров при отработке запасов исключена, так как руды и породы относятся к не самовозгорающимся, а месторождение в целом – к не пожароопасным.

При подземной разработке для пород и руд участка коэффициент разрыхления равен 1,6.

Все горизонтальные горно-капитальные выработки на участке 1 первого этапа построены и слабо обводняются за счет терщинно-жильных вод. До 1998 года при отсутствии горно-подготовительных и горно-добычных выработок суммарные среднемесячные водопритоки на каждый из горизонтов (минус 80 и минус 160 м) не превышали 1 м3/ч.  В 1999 году с началом добычи руды в горном массиве началось образование зоны обрушения, которая постепенно увеличиваясь в размерах, захватывает новые водоносные зоны тектонических нарушений и привлекает дополнительные водопритоки за счет трещинно-жильных вод. В результате с 2001 года суммарные водопритоки на горизонты повысились и изменялись: на горизонте минус 80 м – от 2,5 до 4,5 м3/ч, на горизонте минус 160 м – от 4,5 до 17,5 м3/ч.

При дальнейшей отработке участка 1 зона обрушения, увеличиваясь, достигнет своей верхней частью подошвы зоны экзогенного выветривания и начнет дополнительно привлекать к обводнению горных трещинно-грунтовые воды. Кроме того, в результате отработки подкарьерных запасов зона обрушения выйдет в карьер «Миллионный» и под основание водонасыщенных внутрикарьерных отвалов. В этих условиях возможно не только увеличение водопритоков за счет дополнительного привлечения поровых вод отвалов, но и проявление такого инженерно-геологического явления, как вынос (а иногда и прорыв) воды и разжиженной рудопородной массы из зоны обрушения через очистные выработки в горно-подготовительные. Для предотвращения этих явлений воды, накопившиеся в карьере, должны быть полностью откачены, а постоянно прибывающие в карьер воды (карьерные водопритоки) должны улавливаться и удаляться из карьера за счет постоянно действующего карьерного водоотлива или за счет сброса (перепада) их в нижележащие подземные горные выработки. При выполнении этих условий средней суммарный водоприток в горные выработки участка 1 к концу отработки его запасов прогнозируется в размере 270 м3/ч. Все водопритоки участка будут улавливаться системой водоотлива и собираться в водосборниках горизонта минус 160 м около ствола «Вспомогательный», но только до тех пор, пока в 2017 году не начнется отработка запасов на нижележащем участке 6. Тогда часть водопритоков с участка 1 начнет перетекать через зону обрушения на участок 6. Поэтому максимальные суммарные водопритоки в водосборники насосной горизонта минус 160 м будут наблюдаться в 2016 году. Они будут включать водопритоки с участков первого и второго этапов, а также водопритоки с карьеров «Миллионный» и «Объединенный» и по прогнозным расчетам составят: средний – 590 м3/ч, максимальный – 850 м3/ч.

На отдельных участках горных выработок рудничные воды могут обладать слабой и средней углекислотной агрессивностью на бетоны с маркой W4, W6, а также слабой сульфатной агрессивностью на бетоны с маркой W4.

Все рудничные воды обладают средней агрессивностью к металлическим конструкциям, а грунты – средней агрессивностью на конструкции из углеродистой стали.

Первоочередное вскрытие и начало отработки запасов месторождения «Миллионное» в этаже горизонтов 0 – минус 160 м выполнено в соответствии с корректировкой проекта «шх. Центральная …», при этом производительность  шахты была определена из условий развития очистных работ с применением систем разработки с обрушением вмещающих пород и принята равной 2,0 млн.т руды в год. Поверхностный комплекс надшахтных зданий и сооружений в настоящее время полностью построен из расчета производительности шахты,  равной 2,0 млн.т руды в год.