Выбор системы разработки и обоснование устойчивых параметров конструктивных элементов системы разработки

Согласно последовательности выбора, необходимо из оставшихся конкурентоспособных систем оставить наиболее выгодную из них, путем сравнения технико-экономических показателей систем. Таких как потери и разубоживание руды, расход подготовительно-нарезных выработок, производительность блока и др.

Все данные наиболее вероятные системы относятся  к классу разработок с обрушением пород, то есть без поддержания очистного (выработанного) пространства. Отработка залежи будет проводиться в нисходящем порядке.

При системах разработки этажного принудительного обрушения (рис. 1) руду отбивают на всю высоту блока. Объём одновременно отбиваемой руды достигает несколько сотен тыс. т. Крепость и устойчивость руды может изменяться в широком диапазоне. 
 
 
 

Рис. 1 Этажно - принудительное обрушение с компенсационными камерами: Вариант   с   вертикальными    компенсационными камерами, 1 - общий вид выработки; 2 — скреперные штреки. 

Применяют отбойку  на горизонтально-подсечные компенсационные  камеры и вертикальные компенсационные  щели или камеры. Отбойку в зажатой  среде слоями толщиной 15—25 м обычно ведут на ранее взорванную руду, прилегающую к взрываемому массиву; магазинированную руду перед отбойкой разрыхляют частичным выпуском. Потери и разубоживание руды составляют 15—20% и более.

Однако, одностадийные  системы с обрушением руды и вмещающих  пород (без предварительной выемки компенсационных камер) обеспечивают улучшение технико-экономических  показателей добычи.

Эффективен вариант  подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды (рис. 2).

Рис. 2 Подэтажное обрушение с торцевым выпуском руды. 1- вентиляционный штрек, 2 – откаточный штрек, 3 – блоковый восстающий, 4 – наклонный съезд, 5 – рудоспуски, 6 – полевые доставочные штреки. 

Подготовка блоков заключается в проведении через 7—9 м на контакте с лежачим боком  подэтажных штреков, из которых в  шахматном порядке проходят орты, служащие для бурения, погрузки и  доставки руды. Потери руды около 10 - 15 %, разубоживание колеблется в пределах 10—20%. Производительность труда на очистной выемке 80 – 90 т в смену (до 150 т в смену). Достоинства: высокая производительность и интенсивность выемки, сравнительно небольшой объем подготовительно – нарезных работ, конструктивная простота, высокая механизация. Недостатки относительно высокие показатели разубоживания и потери.

Рассмотрим вариант  подэтажного обрушения с донным выпуском руды. Такую систему разработки применяют при неблагоприятных условиях для послойного выпуска и слабой руде. Потери руды около 15 - 20 %, разубоживание 20—25%. Производительность труда бурильщика 120 – 150 т в смену. Достоинства: относительно безопасные условия труда при выемке руд. Недостатки: трудности механизации и значительный объем подготовительно – нарезных работ, относительно высокие показатели разубоживания и потери.

Итак, рассмотрев представленные конкурентоспособные  системы разработки по некоторым  технико-экономическим показателям, указав их достоинства и недостатки, а также учитывая, горно-геологические  условия, для разработки нашего месторождения  можем сделать выбор в пользу подэтажного обрушения с торцевым выпуском руды. 
 

2 Система разработки с подэтажным обрушением с торцевым выпуском руды

Выемочной единицей при применении системы подэтажного  обрушения является часть подэтажа (панель, секция). Руду обрушают на высоту подэтажа. Выпуск отбитой руды осуществляют под обрушенными породами через выработки в основании каждого подэтажа. Подэтажи отрабатывают в нисходящем порядке.

Подэтажное обрушение  применяют тогда, когда невозможно по условиям устойчивости руды или  невыгодно этажное обрушение. Подэтажное обрушение предпочтительнее этажного, если руды недостаточно устойчивы, и выработки для выпуска могут выйти из строя (разрушаться) раньше, чем будет выпущена вся руда из блока; мощность или угол падения неприемлемы для этажного обрушения; залежь имеет сложную форму, вследствие этого при этажной отработке возможны большие потери или чрезмерное примешивание пустых пород по контактам; в рудном теле много включений пустых пород или же руда имеет резкие колебания качества, поэтому необходима раздельная (селективная) выемка руды и породы.

Основные варианты систем – подэтажное обрушение с  донным выпуском и торцевым выпуском руды. 
Подэтажное обрушение с донным выпуском широко распространено в Кривбассе при отработке мягких и средней крепости руд, что связано с проведением выработок минимального поперечного сечения и усиленным их креплением. В таких выработках невозможно применение мощного самоходного оборудования. Поэтому в условиях Кривбасса подэтажное обрушение базируется на использовании переносного оборудования.

При подготовке этаж разбивают на подэтажи высотой  от 10 – 15м в нарушенных неустойчивых рудах до 30 – 40м в рудах средней  устойчивости. На откаточном горизонте  проводят откаточные штреки, и из них  через 50 – 60 м – погрузочные орты. Длина блока равна расстоянию между ортами. На подэтажах проводят через 10 м скреперные штреки с двусторонним расположением выпускных воронок. Скреперные штреки соединяют между  собой хозяйственными ортами (для  сообщения между ними и подачи свежего воздуха) и сборными вентиляционными  ортами (для отвода из штреков загрязненного  воздуха). Сообщение между подэтажами обеспечивается ходовыми восстающими, а отвод с них загрязненного  воздуха – вентиляционными. Каждый скреперный штрек связан с погрузочным  ортом рудоспуском.

Очистные работы в подэтаже ведут почти так  же, как при этажном обрушении. Руду отбивают веерными скважинами в  зажиме или на компенсационные камеры и щели. Скважины при небольшой высоте подэтажа бурят колонковыми перфораторами, при значительной – станками НКР-100М. Бурение осуществляют из буровых штреков, проведенных над воронками. Руду доставляют скреперными установками. Расстояние между выпускными отверстиями равно 5 м. Подэтажное обрушение с торцевым выпуском применяется в более устойчивых рудах и имеет несколько разновидностей. Наиболее перспективным является подэтажное обрушение с торцевым выпуском и комплексным использованием самоходного оборудования (рис. 14.6.а.б.). В России успешно применяется на ряде рудников. Подготовка состоит в проведении выработок откаточного горизонта, полевых штреков на каждом подэтаже, наклонного съезда для передвижения самоходного оборудования между подэтажами, проходки рудоспусков для перепуска руды с подэтажей на откаточный горизонт и вентиляционных восстающих.

Высота этажа  равна 60 – 120м, высота подэтажа – 9 – 17 м, расстояние между подэтажными  погрузочными ортами – 8 – 11 м. В качестве выемочной единицы можно выделить часть этажа по простиранию длиной до 250 – 400 м, обслуживаемую одним  рудоспуском.

Очистную выемку начинают с проведения подэтажных погрузочных  ортов перпендикулярно подэтажным штрекам. Часть подэтажа, отрабатываемая одним ортом, называется  панелью. Каждую панель обуривают веерами взрывных скважин диаметром 52 – 56 мм на полную длину. По окончании обуривания отбивают руду в зажиме, выпускают и доставляют ее до рудоспуска. За один раз взрывают не более двух вееров скважин. В то время как в одних ортах ведут добычу руды, а в других бурят взрывные скважины, третьи по мере надобности находятся в процессе проведения. Таким образом, при такой системе разработки на разных подэтажах действует несколько забоев, в которых одновременно и параллельно выполняют различные производственные процессы. Это позволяет наиболее полно использовать оборудование и достигать высоких технико-экономических показателей. 
Очистные и проходческие работы осуществляют с применением комплексов самоходного оборудования обычно с дизельным приводом. В их состав входят бурильные установки для бурения шпуров или скважин с двумя-тремя манипуляторами, самоходные зарядные установки, ковшовые погрузочно-доставочные машины или комплексы ковшовых погрузчиков иавтосамосвалов (если длина доставки значительная).  
 
 

Расчетная схема  для определения параметров подэтажей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3 Расчет параметров  принятой системы

Для систем подэтажного  обрушения с торцевым выпуском руды учеными предложены следующие зависимости, м:

высоту подэтажа принимают 9 ≤ h_п.э 20;

при расположении погрузочно-доставочных выработок  на подэтажах по простиранию для  обеспечения правильной ромбовидной  формы большинства панелей необходимо, чтобы крайние подэтажные выработки  шли по контакту лежачего бока, что  возможно при

                                                     b_п.э=2h_п.э/tg ;

толщина отбиваемого  слоя руды V = 0,2· h_п.э;

Выполним расчеты  основных конструктивных элементов  для данного случая обрушения  с торцевым выпуском руды:

1. Исходя из  данных условий высоту этажа  для данного месторождения примем  равной  h_э = 60 м;

Высоту подэтажа принимаем равной  h_п.э=15;

Согласно исходным данным угол падения залежи α  = 45⁰, тогда

                                            b_п.э = ;

Толщина отбиваемого  слоя руды V = 0,2· h_п.э = 0,2·15 = 3 м; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной  данной курсовой работы,  были изучены  такие системы разработки как  этажно-принудительного обрушения с отбойкой руды на камеры компенсации, подэтажного обрушения с донным выпуском руды и с торцевым выпуском руды.

Были рассмотрены  способы и методы выбора одной из систем разработки в соответствии с исходными данными, а так же учитывая экономические показатели – потери и разубоживание руды, производительность.

Произведены расчеты  основных параметров выбранной системы  разработки - подэтажное обрушение  с торцевым выпуском руды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Гребенюк В. А. Справочник по горнорудному делу.- М., Недра, 1983.

Баранов А. О. Проектирование технологических схем и процессов  подземной добычи руд

Именитов В.Р. Процессы подземных горных работ  при разработке рудных месторождений. – М.: Недра, 1978

Агошков М. И., Борисов С.С., Боярский В.А.Разработка рудных и нерудных месторождений М. : Недра, 1970