Деление шахтного поля на этажи и блоки
Системы разработки
Общие положения
Понятие системы разработки
Разработка месторождения полезного ископаемого включает 3 стадии:
1.вскрытие;
2.подготовка;
3.очистная выемка
Очистная выемка состоит из таких производственных процессов как:
- отбойка руды;
- доставка;
- поддержание очистного пространства.
Совокупность этих производственных процессов, которые осуществляются в определенной последовательности во времени и пространстве с целью получения готовой продукции (руды), определяет технологию добычи руды. И одним из основных элементов технологии добычи руды является применяемая система разработки. Для того, чтобы создать конструкцию системы разработки в горном массиве проводят: подготовительные выработки, которые оконтуривают запасы выемочного участка (блока, панели), открывают доступ к очистным забоям, служат для сообщения транспорта, для обеспечения нарезных и очистных работ энергией, технической водой, свежим воздухом. К подготовительным выработкам относят:
Ø откаточные и вентиляционные штреки и орты;
Ø восстающие между этажными горизонтами;
Ø ходовые выработки пройденные из откаточных и вентиляционных штреков;
Ø выработки служащие для перепуска руды, оборудования.
При применении на очистной выемке самоходного оборудования проходят наклонные съезды для заезда на подэтажные выработки.
Подготовительные выработки проводятся как по руде, (при этом возмещается часть затрат на их проведение за счёт попутной добычи руды), так и во вмещающих устойчивых горных породах. Однако только подготовительных выработок в блоке или панели не достаточно для ведения очистных работ. Необходимо еще проведение нарезных выработок. Нарезка– проведение выработок для создания фронта очистных работ в подготовленной части месторождения (блоке, панели). Эти выработки необходимы для производства процесса отбойки и доставки руды, подачи свежего воздуха на рабочие места и безопасного передвижения людей. К нарезным выработкам относят:
ü доставочные штреки и орты;
ü подсечные штреки;
ü панельные нарезные штреки;
ü отрезные восстающие;
ü буровые штреки и орты;
ü дучки;
ü слоевые штреки;
ü подэтажные штреки;
ü погрузочные заезды и др.
Так как по назначению и технологии проведения нарезные выработки близки к подготовительным, то их часто объединяют общим термином «подготовительные выработки» или «подготовительно-нарезные выработки». Подготовительно-нарезные выработки образуют основу конструкции любой системы разработки.
Система разработки – это определённый порядок проведения подготовительных, нарезных и очистных выработок в этаже, увязанный во времени и пространстве.
Очистная выемка – извлечение полезного ископаемого при отработке камер, блоков, панелей; к очистной выемке также относят образование компенсационных камер, отрезных щелей, подсечки блока и пр.
Требования к системам разработки
В соответствии с горно-геологическими условиями месторождения полезного ископаемого для его разработки применяется соответствующая этим условиям система разработки.
В зависимости от того, какая система разработки принята на данном месторождении соответственно будут:
- условия работы: много ручного труда или применение самоходной техники;
- показатели извлечения полезного ископаемого;
- материальные и трудовые затраты;
- воздействие на окружающую среду.
Поэтому при выборе системы разработки на данном месторождении к ней предъявляют определенные требования:
1. Система разработки должна быть безопасной и должна обеспечить нормальные санитарно-гигиенические условия труда как для рабочих связанных с очистными работами, так и для других работников и населения. Всякая система разработки должна быть безопасной, а несчастные случаи могут происходить только при несоблюдении правил безопасности;
2. Система разработки должна обеспечить максимальное извлечение полезного ископаемого из земных недр, т.к. при больших потерях руды сокращаются извлекаемые запасы руды, тем самым сокращается срок службы рудника, его производительность и, в целом, возрастают затраты на 1т добытой руды;
3. Система разработки должна обеспечить, по возможности, постоянное качество выдаваемой руды на поверхность для эффективной работы обогатительной фабрики. Это связано с тем, что при изменении качества руды, поступающей на обогатительную фабрику невозможно быстро перенастроить технологическую цепочку обогащения руды и процент извлечения полезного компонента в концентрат резко снижается;
4. Принятая система разработки должна обеспечить максимально возможную в данное время производительность труда и минимальную себестоимость производства. Себестоимость добычи руды зависит в большой степени от затрат на подготовительно-нарезные выработки, очистные работы. А эти затраты, в свою очередь определяются производительностью труда при проведении выработок и ведении очистных работ. На себестоимость добычи руды влияет также расход материалов (особенно дорогостоящих, таких как лес, закладочные материалы).
Для того, чтобы можно было оценить эффективность системы разработки, чтобы можно было сравнить конкурирующие варианты при выборе системы разработки для отработки конкретного месторождения существует ряд технико-экономических показателей:
1) производительность труда, т/см; м3/см
- забойного рабочего на очистных работах;
- забойного рабочего по системе разработке с учётом подготовительно-нарезных работ;
- по отдельным профессиям (бурильщика, машиниста ПДМ, рабочего на выпуске руды…).
2) производительность блока (панели), т/мес;
3) удельный объём подготовительно-нарезных работ
а) Vпнуд =(1000*∑Vпн)/Qбл, м3/1000т,
где ∑Vпн – суммарный объём всех выработок в блоке (панели), м3.
Qбл - запасы руды в блоке или панели, т.
б) удельный объём подготовительно-нарезных работ может измеряться в %
Vпнуд =∑Vпн/Ббл*100, %,
где Ббл - запасы руды в блоке, м3;
∑Vпн - суммарный объём выработок, м3.
4) коэффициент подготовительно-нарезных работ (коэффициент подготовки)
Кпн =∑Lпн/Qбл-Qпн*1000, м/1000т,
где ∑Lпн - суммарная длина выработок в блоке (панели), м;
Qбл - запасы блока, т;
Qпн - запасы руды, извлекаемые при проведении подготовительно- нарезных выработок, т
5) потери руды П, % или дол.ед.;
6) разубоживание Р, % или дол.ед.;
7) себестоимость добычи руды по системе разработке С, руб/т.
Сплошная система разработки
Основной выемочной единицей при этой системе является панель.
Сущность системы заключается в сплошной отработке панели без разделения на блоки. Очистное пространство панелей поддерживается с 4-х сторон панельными (барьерными) целиками, а кровля – изолированными столбообразными целиками, которые оставляют в очистном пространстве.
Условия применения следующие:
- руды и породы устойчивые;
- мощность рудного тела 1-20(25)м;
- угол падения залежи 0-10о – при применении самоходного оборудования, до 35о – при применении переносного оборудования;
- ценность руды средняя из-за больших потерь в целиках, которые, как правило, не извлекаются;
- содержание полезного компонента в руде должно быть примерно постоянным.
Сплошные системы разработки включают несколько вариантов , которые различаются способом подготовки. Так, при углах падания от 20о до 35о шахтное поле по падению разделяют на этажи и откаточные штреки проводят по рудному телу (рис.1)
При углах падения до 20о разработка безэтажная, а подготовка либо полевая, либо по руде (рис.2).
Различаются варианты и способом доставки руды (скреперная доставка, самоходное оборудование, конвейерами).
В зависимости от мощности рудного тела возможны следующие варианты сплошной системы разработки:
а) мощность рудного тела не более 3м. При этом варианте система разработки характеризуется тем, что применение самоходного оборудования технически затруднительно и экономически не целесообразно. Поэтому при такой мощности и углах падения до 35о применяют вариант с переносным оборудованием (скреперная доставка). Откатка руды рельсовая. При горизонтальном залегании рудного тела вагоны подают непосредственно в очистное пространство и загружают скрепером через полок.
Вариант сплошной системы разработки с этажной подготовкой. Этот вариант применяют при отработке рудных тел мощностью 1-3,5м, редко до 4м и углом падения до 30о (35о).
1. откаточный штрек
2. вентиляционный штрек
3. подсечной штрек
4. дучки
5. ниша для скреперной лебёдки
6. скреперная установка
7. разрезной восстающий
8. крепь
9. сбойка
10. вентиляционная перемычка
11. целики
Подготовительные работы.
Подготовительные работы заключаются в проведении этажных штреков 1, 2, которыми месторождение делят на этажи. Наклонная высота этажа до 50м. Она ограничивается эффективной длиной скреперной доставки; чем больше мощность скреперной лебёдки, тем больше принимается наклонная высота этажа.
Этаж делится на блоки, размер которых по простиранию определяется размерами рудных тел и необходимой интенсивностью разработки месторождения. На практике длина блоков не превышает 100м.
Выше откаточного горизонта на 4-6м проводят штрек подсечки 3, который сбивается с откаточным горизонтом дучками 4. На против каждой дучки или через одну создают ниши 5 для установки скреперной лебёдки 6.
На фланге выемочного блока проводят разрезной восстающий 7.
Очистные работы.
Очистные работы в блоке начинают с расширения разрезного восстающего 7. Отбойка руды мелко-шпуровая, dшп=40-46мм, Lшп=2м, располагают порядно, бурят шпуры ручными перфораторами либо, при мощности 3-3,5м, колонковыми перфораторами. В качестве ВВ применяют патронированное ВВ, либо при больших объёмах используется гранулированное ВВ, взрывание электрическое (электороогневое, СИНВШ).
Доставка руды.
Доставка руды осуществляется скреперными установками мощностью 30-50 кВт, чаще всего применяют 2-х барабанные скреперные лебёдки (2ЛС-30).
Если ниши под скреперные лебёдки пройдены напротив каждой дучки, то расстояние между ними увеличивают и применяют 3-х барабанные скреперные лебёдки.
Управление горным давлением.
Управление горным давлением осуществляется за счёт регулярного или нерегулярного оставления внутризабойных целиков. Регулярное оставление целиков осуществляется при недостаточно устойчивых рудах и породах, при равномерном распределении полезного компонента в залежи, когда ценность руды средняя или ниже средней. Нерегулярное – при устойчивых покрывающих породах и рудах и при неравномерном расположении полезного компонента. В случае если при нерегулярном оставлении целиков пролёты обнажения получаются достаточно большими, то для поддержания пород кровли дополнительно применяют крепь 8 (костровая, кустовая крепь). Кроме того, при сплошной системе разработки во всех случаях проводят работы по приведению кровли в безопасное состояние и креплению её штанговой крепью.
Проветривание.
Проветривание осуществляется за счёт общешахтной депрессии. Свежий воздух с откаточного горизонта через дучку, опережающую забой, попадает в выработанное пространство, омывает забой и через сбойку 9 выбрасывается на вентиляционный горизонт 2. В отработанных дучках устанавливают вентиляционные перемычки 10.
Достоинства варианта:
- простота конструкции;
- малый объём ПНР;
- малая себестоимость добычи, т.к. нет больших затрат на крепление;
- оборудование сравнительно небольшой стоимости.
Недостатки:
- высокие потери руды в целиках;
- большая доля ручного труда;
- тяжёлые условия работы бурильщиков.
Основные условия безопасной работы:
1. Регулярное приведение кровли очистного забоя в безопасное состояние;
2. Движение людей по выработанному пространству должно осуществляться вдоль линии целиков и вдоль линии очистного забоя. При необходимости эти места должны быть снабжены трапами и освещены.
Технико-экономические показатели
Производительность забоя 30-60 т/смен, 4-12 тыс. т/мес.
Коэффициент ПНР 1-2 м/1000т.
Потери руды 12-15%.
Разубоживание 5%.
б) При мощности рудного тела более 3м.
Такая мощность позволяет применять самоходное оборудование. Для бурения шпуров применяют самоходные буровые каретки (бурильные установки). Для бурения скважин – станки Симба, Соло, ПБУ-80м, 2БУ-80С и др.
Для погрузки руды в транспортные средства применяются: ковшовые погрузчики, погрузные машины типа ПНБ, подземные экскаваторы.
Для доставки и транспорта руды применяют автосамосвалы МоАЗ, самоходные электрические и дизельные вагоны. Широко используются ковшовые ПДМ. В зависимости от мощности рудного тела при применении самоходного оборудования рудное тело отрабатывается либо сразу на всю мощность, либо с разделением на слои.
Вариант сплошной системы разработки с однослойной выемкой и применением самоходного оборудования при мощности залежи до 8м.
1- транспортный штрек
2- панельный штрек
3- вентиляционный панельный штрек
4- панельный (барьерный) целик
5- самоходная буровая установка
6- ПДМ
7- Каретка для крепления кровли
8- Заезды в панель
9- Разрезной штрек
10- Рудоспуск
11- Откаточный штрек
12- Вентиляционная перемычка
Условия применения.
Месторождение пологое до 10о, мощность 3-8м, руды и вмещающие породы устойчивые.
Сущность системы заключается в отработке панели сплошным забоем и поддержании очистного пространства в пределах панели регулярно оставляемыми целиками
Подготовка.
Подготовка заключается в проведении полевых откаточных штреков через 300-400м. Выше откаточных штреков со смещением, так же через 300-400м, проводят транспортные штреки 1, из транспортных штреков через 150-200м проводят панельные штреки 2. Для перепуска руды с транспортного штрека на откаточный горизонт проводят рудоспуски 10 через 150-200м. Для проветривания панели проходят вентиляционный штрек 3.
Нарезные работы.
Нарезные работы заключаются в проведении из панельных штреков через 40-50м заездов 8 в панель и разрезного штрека 9.
Очистная выемка.
Начинается непосредственно с расширения разрезного штрека 9 в обе стороны. Отбойка руды производится шпурами пробуренными с помощью буровой самоходной каретки, глубина шпуров 2-4,5м и зависит от типа буровой каретки. Погрузка и доставка руды производится самоходным оборудованием, при расстоянии доставки до 200-300м целесообразно применять ковшовые ПДМ. При большем расстоянии доставки необходимо применять комплексы включающие погрузочные машины и автосамосвалы. На зачистке почвы и транспортных выработок используются либо ковшовые ПДМ, либо бульдозеры.
Управление горным давлением.
Осуществляется поддержанием выработанного пространства панельными целиками и столбообразными внутри панели. Поддержание кровли между целиками производят штанговой крепью длиной 1,8-2,5м, расстояние между штангами 1-2м. Штанги устанавливают с самоходных площадок с которых, также производится осмотр и оборка кровли.
Проветривание.
Производится за счёт общешахтной депрессии, свежий воздух с транспортного штрека через панельные штреки и заезды поступает в забой, омывает его и по вентиляционному штреку 3 выбрасывается на сборный вентиляционный штрек.
Параметры системы.
Ширина панели определяется из условия минимальных суммарных затрат на доставку руды и проведение подготовительных выработок и принимается в пределах 150-200м, редко до 300м. Размеры целиков устанавливаются из условия их прочности, панельные целики оставляют шириной от 10-15м до 30-40м - при большой глубине разработке и большой мощности. Расстояние между опорными целиками 8-20м, диаметр целиков 3-6м – при высоте их до 12-15м, и 8-10м – при большей мощности.
в) при мощности рудного тела более 8м.
Основные параметры системы разработки сохраняются, лишь увеличиваются размеры барьерных и столбообразных целиков в соответствии с высотой и глубиной разработки.
При мощности более 8м очистная выемка осуществляется в 2 слоя.
По сравнению с предыдущим вариантом особенности сплошной системы разработки в 2 слоя: 1-ым отрабатывается верхний слой, для этого все рудные выработки проходят на уровне почвы верхнего слоя. Отработка верхнего слоя аналогична предыдущему варианту. С отставанием в 40-50м начинают выемку нижнего слоя. Начинается она с проведения наклонных съездов от первой пары заездов в панель до уровня почвы залежи. Эти съезды соединяют между собой, затем фронт очистной выемки нижнего слоя перемещается по всей ширине панели. Доставка руды с нижнего слоя осуществляется следующим образом: транспортная машина из забоя по наклонному съезду поднимается до уровня верхнего слоя и по панельному штреку следует до рудоспуска. Крепление кровли производится при отработке верхнего слоя. Для оборки кровли и восстановления штанговой крепи применяются самоходные полки.
Технико-экономические показатели сплошной системы разработки при отработке рудных тел различной мощности.
| Показатели | Мощность рудного тела, м | ||
| 3 - 6 | 6 - 8 | 8 - 16 | |
| 1.Объём ПНР, м3/1000т | 24-27 | 20-25 | 16-24 |
| 2.Производительность труда забойного рабочего, т/смен | 40-60 | 50-70 | 60-75 |
| 3.Потери руды, % | |||
| 4.Разубоживание,% | |||
| 5.Производительность панели, тыс.т/год | 200-300 | 300-350 | 400-450 |
Вариант камерно-столбовой системы разработки горизонтально залегающих месторождений мощностью до 6м
Сущность.
Сущность заключается в отработке панели камерами и поддержании очистного пространства регулярно оставляемыми междукамерными целиками.
Условия применения:
- мощность рудного тела до 6м;
- угол падения 0-12о;
- крепость руд и пород - должны быть крепкие, устойчивые;
- ценность руды не выше средней.
Подготовка.
Подготовка панельная, аналогична предыдущей системе разработки – сплошной, т.е. проводятся полевые и рудные штреки через 300м, они соединяются панельными штреками и т.о. получают панели с параметрами длиной 300м, шириной 90-100м.
Рудные подготовительные выработки проводят у почвы рудного тела. Панель делится на камеры шириной 15-20м. Из панельных штреков по осям будущих камер проводят разрезные штреки 4, которые между собой сбиваются панельным вентиляционным штреком 5.
Рудные и полевые подготовительные выработки соединяются рудоспусками 6 напротив каждой камеры. Расстояние между полевыми и рудными выработками принимается исходя из условий нормальной троссировки выработок и независимой работы транспорта от работ в камерах.
Очистные работы.
Основная выемочная единица-панель, которая делится на камеры. Очистные работы в камере начинают с расширения разрезного штрека 4 в обе стороны до ширины камеры.
Первыми начинают отрабатывать камеры, которые находятся на границах панелей.
Очистные работы включают процессы:
- отбойка руды;
- доставка;
- выпуск;
- приведение кровли в безопасное состояние и её крепление.
Отбойка ведётся порядно расположенными шпурами. Бурение осуществляется ручными перфораторами или колонковыми.
При оформлении столбообразных междукамерных целиков применяют врубовую схему отбойки.
В качестве ВВ применяют патронированные ВВ, либо гранулированное – при больших объёмах работ. Взрывание электрическое, СИНВШ, редко электроогневое
Доставка руды.
Доставка осуществляется скреперными, обычно 3-х барабанными установками мощностью 50 кВт.
Поддержание выработанного пространства осуществляется оставлением барьерных целиков в местах проведения главных транспортных штреков и панельных целиков, а также с помощью междукамерных столбообразных целиков. При низкой устойчивости руд оставляют сплошные целики, их также оставляют при отработке ценных руд, которые по размерам принимаются равными камерам и их будут отрабатывать во 2 очередь после закладки камер. Ширина камер и размеры целиков определяются расчетом исходя из устойчивости руд и пород. По мере отработки камер кровлю камер приводят в безопасное состояние и крепят штанговой крепью.
Проветривание.
За счёт общешахтной депрессии. Свежая струя с главного рудного штрека 1 попадает в панельные штреки 3, затем в камеры, омывает забой и по разрезным штрекам 4 попадает в панельный вентиляционный штрек 5, и затем выбрасывается на главный вентиляционный штрек 2.
Послойная выемка
Применяется при мощности пластов ≥3,5м. Пласт при этом разделяют на 2 слоя: нижний 3,5м и верхний. Первым отрабатывается нижний слой.
Очистная выемка нижнего слоя может производится тупиковым забоем (см. выше) или с предварительным проведением разрезного штрека по оси камеры.
Выемка нижнего слоя с предварительным проведением разрезного штрека в камере возможна с отбойкой шпуровыми зарядами – (рис. а) и скважинными зарядами – (рис.б).
Бурение скважин осуществляется буровыми каретками.
Отбойка руды верхнего слоя может производиться шпурами пробуренными с навала руды ручными электросвёрлами (рис.а) или же буровыми каретками с почвы отработанного нижнего слоя.
Камерная система разработки
В горно-технической литературе различают 2 разновидности камерной системы разработки:
1. этажно-камерная система разработки;
2. камерная система разработки с подэтажной отбойкой, имеющая два варианта:
а) подэтажных штреков;
б) подэтажных ортов.
Этажно-камерную систему разработки применяют для отработки руд мощностью 5-60м – при крутом падении. При пологом залегании и горизонтальном залегании m≥20м.
При отработке круто-падающих месторождений камеры длинной стороной могут быть сориентированы либо по простиранию рудного тела, либо вкрест простирания рудного тела:
а). при m до 25м, при крутом падении камеры длиной стороной располагают по простиранию рудного тела
б). при m≥25м камеры располагают длиной стороной вкрест простирания рудного тела
Вариант системы с магазинированием и шпуровой отбойкой руды
Подготовительно-нарезные работы.
ПНР заключаются в проведении откаточного штрека 1 (его располагают обычно в рудном теле по середине мощности или по контакту с лежачим боком). В крепкой руде его проводят без крепи.
В качестве вентиляции служит бывший откаточный штрек 2 вышележащего этажа. Высота этажа 50-60м. Этаж делят на выемочные блоки, L=40-100м восстающими 5. Восстающие располагают в междукамерных целиках, закрепляют их распорной крепью и через 4-6м по вертикали сбивают ходками 3 с камерой. Иногда при большой длине блока проводят дополнительно восстающий посередине блока. Это необходимо для обеспечения удобной доставки в камеру материалов и оборудования с вентиляционного горизонта и для улучшения проветривания блока. В случае проведения такого восстающего по середине блока, фланговые восстающие проводят меньшего сечения (только ходовое отделение).
Нарезные работы.
Заключается в проведении подсечного штрека 4 и коротких рудоспусков 6.
Очистная выемка в блоке включает следующие стадии:
1. подсечка блока и образование воронок;
2. отбойка руды, частичный выпуск её и магазинирование;
3. полный выпуск руды, когда отбойка в камере дойдёт до подштрекового целика 7;
4. выемка междукамерных и междуэтажных целиков.
Подсечку блока и образование воронок делают сразу на всю его длину.
Очистная выемка в камере ведётся потолкоуступным забоем с длиной уступов L=10-12м, h=1,5-2м, или же сплошным забоем по всей длине блока.
При уступной схеме бурение шпуров может производиться телескопными перфораторами или ручными перфораторами (горизонтальные шпуры). Одновременно с бурением шпуров в массиве разбуривают негабаритные куски на поверхности замагазинированной руды.
Цикл очистной выемки включает:
- бурение и взрывание шпуров;
- проветривание;
- выпуск излишков руды и оборка кровли.
Количество выпускаемой руды после очередного взрыва зависит от коэффициента разрыхления руды. После выпуска руды высота рабочего пространства должна составлять 1,8-2,5м.
Когда очистная выемка достигнет подштрекового целика 7, начинают выпуск из блока всей замагазинированной руды. Выпуск ведут из всех люков равномерно и по возможности интенсивно (сразу в откаточные сосуды). Выработанное пространство после выпуска руды остаётся открытым или заполняется закладкой (если выработанное пространство закладывают, то целики отрабатывают во вторую очередь). При отработке малоценных руд целики не извлекают. В этом случае потери в целиках достигают 15 %. Иногда их извлекают путём массового обрушения (взрывают).
Самотёчная доставка, электровозная откатка.
Доставка руды – самотечная с выпуском и погрузкой через люки в откаточные сосуда (вагонетки).
Проветривание.
Свежая струя с откаточного горизонта попадает в восстающий, из него через ходок 3 в камеру, омывает забои и через ходок с другой стороны выбрасывается на другой восстающий, а затем на вентиляционный горизонт.
Система разработки с магазинированием и сплошной выемкой (бесцеликовый вариант)
При разработке жильных месторождений небольшой мощности до 1,5-2м с ценной рудой и крепкими боковыми породами целики, как правило, не оставляют, а устанавливают прочную крепь в штреке и восстающем.
Для подготовки блока проходят штрек 1 и восстающий 3 по середине блока. 1-ый слой в блоке (самый нижний) извлекают одновременно с проведением откаточного штрека1 или после проходки этого штрека. При извлечении этого слоя совместно с походкой штрека 1, штрек проводят высотой 4-5м. Затем на высоте 2м, в этом штреке устанавливают распорки и укладывают на них прочный настил 5. В этом настиле через 3-5м устраивают люки 6. Восстающий 3 проходят в 2 отделения (ходовое и вентиляционное) и закрепляют распорной или срубовой крепью.
Порядок очистной выемки аналогичен рассмотренному выше варианту. По мере отработки блока в нем возводится из срубовой крепи вентиляционно-ходовой восстающий 4 (ВХВ).
Форма забоя - сплошная без уступов, что позволяет создать большой фронт работ для перфораторного бурения, а также более безопасные условия для передвижения рабочих, обеспечить более высокую производительность труда.
Такой вариант (безцеликовый) позволяет устанавливать выпускные люки на небольшом расстоянии друг от друга (1,5-2,5м). При таком расположении между люками на поверхности замагазинированной руды при ее выпуске не образуются воронки. При большом расстоянии между люками часть руды остаётся без движения при выпуске, уплотняется и зависает. Расстояние между люками 1,5-2м позволяет выпускать руду из блока равномерно по всей длине блока. Частое расположение люков на откаточном горизонте вызывает дополнительные расходы, поэтому расстояние между ними должно определяться исходя из минимальной суммы затрат на сооружение этих люков и на выпуск руды.
Охрана труда.
Размеры камер (и целиков) при системах с магазинированием определяют исходя из крепости и устойчивости руды, глубины разработки. Восстающие выработки должны быть перекрыты лядами.
Перед бурением, в начале каждой смены, в забое необходимо осуществлять осмотр и оборку кровли. Запрещается входить в камеру (магазин) во время выпуска руды. Необходимо вести контроль, при выпуске руды, за состоянием поверхности руды, чтобы вовремя заметить зависание руды.
Технико-экономические показатели.
| № п/п | Показатели | При мощности рудного тела, м | |
| 0,2-1,5 | 2-5 | ||
| Производительность камеры, т/мес | 600-1700 | 1600-5500 | |
| Производительность труда забойного рабочего, т/чел.-смен. | 6-15 | 10-25 | |
| Потери руды, % | 10-20 | 7-15 | |
| Разубоживание, % | 15-80 | 5-10 | |
| Удельный объём ПНР, м/1000т | 20-50 | 7-9 | |
| Интенсивность выемки блока, м/мес. | 5-25 | ||
| Расход ВВ, кг/м3 | 1-2,8 | ||
| Расход крепёжного леса, м3/м3 | 0,012-0,09 |
Достоинства систем с магазинированием:
1. исключается необходимость для проходки специальных выработок для отбойки руды (бурение шпуров производится в забое, с поверхности руды);
2. при применении систем с магазинированием облегчается процесс усреднения рудной массы при выдаче руды на поверхность, т.к. всегда имеется в работе несколько камер, которыми можно регулировать выпуск и выдавать руду заданного качества.
Недостатки:
1. магазинирование руды связано с омертвлением средств затраченных на подготовку блока и отбойку руды;
2. часть отбитой руды теряется (особенно богатая мелочь) в неровностях (карманах) лежачего бока;
3. необходимо затрачивать время на планировку поверхности магазина и оборку кровли перед бурением шпуров в забое;
4. при небольшой мощности необходимо прихватывать при отбойке пустые породы, чтобы обеспечить ширину выработанного пространства не менее 1м, следовательно происходит большое разубоживание и увеличиваются расходы на добычу.
Системы разработки
Общие положения
Понятие системы разработки
Разработка месторождения полезного ископаемого включает 3 стадии:
1.вскрытие;
2.подготовка;
3.очистная выемка
Очистная выемка состоит из таких производственных процессов как:
- отбойка руды;
- доставка;
- поддержание очистного пространства.
Совокупность этих производственных процессов, которые осуществляются в определенной последовательности во времени и пространстве с целью получения готовой продукции (руды), определяет технологию добычи руды. И одним из основных элементов технологии добычи руды является применяемая система разработки. Для того, чтобы создать конструкцию системы разработки в горном массиве проводят: подготовительные выработки, которые оконтуривают запасы выемочного участка (блока, панели), открывают доступ к очистным забоям, служат для сообщения транспорта, для обеспечения нарезных и очистных работ энергией, технической водой, свежим воздухом. К подготовительным выработкам относят:
Ø откаточные и вентиляционные штреки и орты;
Ø восстающие между этажными горизонтами;
Ø ходовые выработки пройденные из откаточных и вентиляционных штреков;
Ø выработки служащие для перепуска руды, оборудования.
При применении на очистной выемке самоходного оборудования проходят наклонные съезды для заезда на подэтажные выработки.
Подготовительные выработки проводятся как по руде, (при этом возмещается часть затрат на их проведение за счёт попутной добычи руды), так и во вмещающих устойчивых горных породах. Однако только подготовительных выработок в блоке или панели не достаточно для ведения очистных работ. Необходимо еще проведение нарезных выработок. Нарезка– проведение выработок для создания фронта очистных работ в подготовленной части месторождения (блоке, панели). Эти выработки необходимы для производства процесса отбойки и доставки руды, подачи свежего воздуха на рабочие места и безопасного передвижения людей. К нарезным выработкам относят:
ü доставочные штреки и орты;
ü подсечные штреки;
ü панельные нарезные штреки;
ü отрезные восстающие;
ü буровые штреки и орты;
ü дучки;
ü слоевые штреки;
ü подэтажные штреки;
ü погрузочные заезды и др.
Так как по назначению и технологии проведения нарезные выработки близки к подготовительным, то их часто объединяют общим термином «подготовительные выработки» или «подготовительно-нарезные выработки». Подготовительно-нарезные выработки образуют основу конструкции любой системы разработки.
Система разработки – это определённый порядок проведения подготовительных, нарезных и очистных выработок в этаже, увязанный во времени и пространстве.
Очистная выемка – извлечение полезного ископаемого при отработке камер, блоков, панелей; к очистной выемке также относят образование компенсационных камер, отрезных щелей, подсечки блока и пр.
Деление шахтного поля на этажи и блоки
а) При отработке крутопадающих и наклонных месторождений шахтное поле разделяют горизонтальными выработками на этажи. В свою очередь этаж по длине делится на блоки (выемочные участки).
В пределах блока завершается весь комплекс подготовительных, нарезных и очистных работ, которые соответствуют данной системе разработки. Размеры блока по простиранию рудного тела изменяются от 30м до 100-150м (чаще 40-60м). Если длина блока будет превышать 150-200м, то выемку будут называть сплошной.
Рис. 1
Расположение блоков на этаже показанное на рисунке 1, применяется при мощности рудного тела до 50-80м. Если мощность рудного тела более 50-80м, то на этаже располагают не один ряд блоков, а 2 и более.
В днище блока размещают рудоспуски, устанавливают люки, скреперные доставочные штреки, ниши для установки других доставочных механизмов и т.п. При разработке крутопадающего месторождения днище блоков отрабатывают при отработке ниже лежащих блоков.
б) При отработке горизонтальных и пологозалегающих рудных тел часто применяют безэтажную отработку. В этом случае шахтное поле делится на панели (рис. 2).
Рис. 2
Ширина панели 50-200(300)м. Панель может представлять собой самостоятельную выемочную единицу (например при сплошной системе разработки)или может быть разделена ещё на более мелкие выемочные единицы (блоки, камеры). Если же месторождение представлено несколькими горизонтальными рудными телами расположенными на различной глубине, то применяют этажную отработку.
Требования к системам разработки
В соответствии с горно-геологическими услов<