ГОУ ВПО
Уральский государственный горный университет
ОСНОВЫ ГОРНОГО ДЕЛА
(курс лекций)
Автор – доцент Беркович Вячеслав Михайлович
Екатеринбург
Тема 5. Технология разработки месторождений полезных
ископаемых
29. Общие сведения
Как известно, разработку месторождений в зависимости от вида полезных ископаемых, глубины залегания, применяемых методов выемки, можно разделить на открытую разработку рудных, угольных и россыпных месторождений, подземную разработку рудных, угольных, россыпных и калийных месторождений, а также специальные (геотехнологические) методы извлечения: выщелачивание, подземная газификация угля, скважинная гидродобыча, скважинная выплавка серы и др.
Промышленная характеристика руд
Здесь рассматривается характеристика тех признаков, которые наиболее важны для изучения способов разработки рудных месторождений.
1. В зависимости от числа содержащихся полезных компонентов руды делятся на простые и сложные (полиметаллические руды).
К простым рудам относятся большинство железных и марганцевых руд, многие золотые и оловянные, некоторые медные, бокситы и др.
К полиметаллическим рудам относятся большинство свинцово-цинковых руд, часто содержащих медь, золото, серебро, вольфрамово-молибденовые руды, медно-цинковые, медно-никелевые и др.
2. По ценности - богатые, средней ценности и бедные. Ценность большое значение оказывает на выбор способа разработки. Иногда выделяют сорта или классы руды в зависимости от содержания в них вредных примесей (валовая и раздельная выемка).
3. Минимальное промышленное содержание - предельное содержание полезных компонентов, ниже которого экономически невыгодно добывать и перерабатывать руду. Такую руду стремятся сохранить на будущее. Величина минимального промышленного содержания устанавливается для каждого месторождения отдельно, так как она определяется стоимостью добычи и переработки руды.
4. Балансовые запасы - удовлетворяющие промышленным кондициям, то есть экономически выгодны для разработки.
5. Забалансовые (некондиционные) запасы – экономически невыгодные для разработки в данный период времени.
6. Сплошные руды, вкрапленные руды.
Глубина распространения рудных месторождений и влияние ее на изменение ценности руды
По глубине залегания месторождения делятся на три группы:
1) Неглубоко залегающие (до 300м). Чаще осадочного происхождения.
2) Со средней глубиной распространения (до 600м). К ним могут быть отнесены уральские месторождения медноколчеданных руд.
3) С большой глубиной залегания (> 600м). Месторождения Норильского ГМК, Гайского ГОКа уже разведаны до 1100…1300м, и запасы прогнозируются на большие глубины.
Особенно большая глубина наблюдается на некоторых иностранных рудниках. До недавнего времени в мире работало около 100 шахт глубиной > 1200м.
На золотых рудниках Витватерсранда (Африка) горные работы ведутся на глубине свыше 3500 м и намечается разработка до глубины 4000 м. Как показывает практика эксплуатации глубоких рудников, с увеличением глубины происходит обеднение руд.
Основные положения разработки рудных
Месторождений
Процесс использования месторождений подразделяется на следующие стадии:
1) поиски месторождения;
2) предварительная и детальная разведка;
3) вскрытие и подготовка разведанного месторождения к добыче;
4) добыча (извлечение) руды из месторождения;
5) сортировка, обогащение, обжиг;
6) получение из руды концентрата или окончательного продукта.
Взаимосвязь стадий освоения месторождения.
Разведка месторождений
а) Поисковая разведка по обнажениям, геофизические методы. Изучение геологического строения района и генезиса месторождения.
После обнаружения признаков месторождения производится изыскание его местонахождения (канавами, шурфами и пр.)
б) Предварительная разведка начинается после обнаружения его поисками. Определяется форма, размеры, глубина распространения, минералогический состав руд, их ценность, тектонические нарушения.
Предварительная разведка производится бурением скважин, проведением горных выработок, геофизическими методами. Одновременно производится топографическая съемка.
На основании данных предварительной разведки (формы, размеров, минерального и химического состава, ценности) делают экономическую оценку месторождения.
в) Детальная разведка имеет цель доведение степени разведанности до такого состояния, которое позволяет проектирование разработки данного месторождения.
Для этого она устанавливает:
1) Элементы залегания и их колебание на глубине;
2) Запасы руд с разделением их на промышленные и непромышленные руды и по категориям;
3) Качество и сортамент руд;
4) Минеральный и химический состав вмещающих пород;
5) Нарушения месторождения тектоническими явлениями;
6) Физико-механические свойства руд и вмещающих пород;
7) Гидрогеологическую характеристику месторождения.
Детальная разведка производится буровыми скважинами разведочными стволами, шурфами, штольнями, квершлагами, штреками и пр.
При очень большой глубине распространения разведывается только верхняя часть месторождения, с таким расчетом, чтобы срок отработки обеспечил амортизацию основного оборудования (25…35 лет).
Глубина распространения Криворожских месторождений (Украина) до сих пор не установлена, хотя 75 лет ведутся горные работы.
г) Эксплуатационная разведка производится систематически вместе с разработкой и имеет цель уточнение данных детальной разведки. Она производится на участках подлежащих отработке.
Рудных месторождений
Главные факторы:
1. Запасы полезного ископаемого в месторождении
2. Целесообразное сочетание амортизационных и эксплуатационных затрат
3. Размеры шахтного поля
4. Возможности эксплуатации в связи с намеченной системой разработки
Кроме этого, необходимо учитывать разведанность месторождения и перспективы увеличения его запасов и т.д.
Потери и разубоживание руды
Полнота извлечения полезных ископаемых из недр без засорения его породой является одним из основных требований, предъявляемых к методам разработки месторождений.
Потери полезных ископаемых уменьшают, как правило, уже подготовленные к выемке запасы, а значит, повышают стоимость капитальных и подготовительных выработок на единицу добычи полезных ископаемых.
Источники потерь:
1) Эксплуатационные потери (от системы)
2) Потери при погрузке и транспортировке
3) В охранных целиках
4) В «карманах», раздувах, пережимах и пр.
Под разубоживанием понимают уменьшение содержания полезных компонентов в добытой руде по сравнению с содержанием их в массиве. Разубоживание (засорение) повышает стоимость эксплуатационных расходов за счет средств, затрачиваемых на добычу разубоживающих пород, при обогащении, на транспорт и пр.
Источники:
1) Примесь пустых пород
2) Потери наиболее богатой части руды (в закладке)
3) Выщелачивание металла, содержащегося в руде в форме растворимых соединений.
Рудничные и шахтные поля
Рудничное поле – это месторождение, или часть его, разрабатываемое рудником.
Шахтное поле - часть рудничного поля, отведенная для разработки одной конкретной шахте.
При горизонтальных и пологих месторождениях шахтное поле характеризуется длиной L и шириной - В, при наклонных и крутопадающих - длинной по простиранию - L и глубиной по падению - Н.
На размеры шахтного поля влияют следующие факторы:
а) разведанность месторождения - количество залежей и расстояние между ними;
б) характер залегания рудных тел - угол падения, мощность, выдержанность залегания;
в) рельеф поверхности, наличие рек и водоемов;
г) способ вскрытия;
д) принятая высота этажа, или ширина панели;
е) проектная мощность рудника;
ж) величина капитальных затрат на вскрытие и строительство поверхностных технических сооружений;
з) стоимость проведения этажных или панельных выработок;
и) эксплуатационные расходы на поддержание капитальных и подготовительных выработок, откатку, подъем, водоотлив.
Размеры шахтного поля определяются по принципу обеспечения минимальных капитальных затрат и эксплуатационных расходов на 1 т добычи.
Валовая и раздельная выемка
Отработка этажа или панели может производиться без разделения руды на сорта (валовая выемка) и с разделением на сорта (раздельная выемка).
Вскрытие штольнями
Обычно применяется в гористой местности, но можно и в равнинной поверхности из долин, или из бортов карьеров.
Штольня, как вскрывающая выработка, намного эффективнее и экономичнее шахтных стволов. И там, где есть для этого условия, следует вскрывать штольней.
1. Вскрытие штольней вкрест простирания
а) Со стороны лежачего бока (Рис. 6.17).
Рис. 6.17.
Вскрытие штольней со
Стороны лежачего бока:
1-наносы; 2-рудное тело;
3 - главная штольня; 4 - квершлаги; 5-этажные штреки; 6- капитальный рудоспуск
Достоинства:
1) При центральном расположении штольни создаются условия для двукрылой разработки
2) Дополнительная разведка
Недостатки:
1) Более длительный срок подготовки месторождения
2) Удорожание вскрытия из-за проходки штольни по пустым породам
б) Со стороны висячего бока (Рис. 6.18)
Рис. 6.18. Вскрытие штольней со стороны висячего
бока: 1-главная откаточная штольня; 2- этажные вентиляционные штольни; 3-поверхност
ный комплекс
2. Вскрытие штольней по простиранию (Рис. 6.19).
Рис. 6.19. Вскрытие штольней по простиранию: 1-главная рудовыдачная штольня; 2-вентиляционная
Вспомогательная штольня; 3-рудоспуски
Достоинства:
1) более короткий срок ввода месторождения в эксплуатацию;
2) частичная окупаемость штольни за счет попутно добываемой руды при ее проходке;
3) дополнительная разведка месторождения;
Недостатки:
1) необходимость отработки от границ к устью;
2) однофланговая выемка;
3) стоимость поддержания штольни дороже по руде.
Выбранное место заложение штольни должно удовлетворять следующим условиям:
1) Во избежание затопления водой штольни необходимо закладывать выше наибольшего возможного уровня вод на поверхности;
2) Около устья штольни должна быть достаточных размеров удобная площадка для размещения технических и хозяйственных сооружений;
3) Удобное и надежное соединение промплощадки с железнодорожной веткой;
4) Промплощадке не должны угрожать оползни пород с гор, снежные лавин, обвалы камней.
Штольнями вскрыт Кировский апатитовый рудник, и др. рудники.
Примеры комбинированных способов вскрытия
Как уже отмечалось ранее, при комбинированных способах верхняя часть месторождения вскрывается одним типом выработок, а нижняя другим типом вскрывающих выработок.
Применяются реже, чем простые способы вскрытия.
1. Вскрытие вертикальным стволом с поверхности и слепым наклонным стволом на глубине (Рис. 6.20).
Рис. 6.20. Комбинированный способ вскрытия вертикальным с поверхности и наклонным слепым стволом: 1-вертикальный ствол с поверхности; 2-наклонный слепой ствол; 3-вертикальный слепой ствол
(для сравнения)
С поверхности земли проходится вертикальный ствол (1) с этажными квершлагами. С нижнего горизонта из квершлага в лежачем боку параллельно рудному телу проходится слепой наклонный ствол. Руда при отработке нижних горизонтов по наклонному стволу выдается на квершлаг, затем перегружается в вагонетки и электровозом доставляется к главному рудовыдачному стволу, по которому выдается на поверхность.
Достоинства:
- снижаются капитальные затраты на проведение квершлагов к слепому стволу.
Недостатки:
- усложняется схема подъема руды.
2. Вскрытие вертикальным стволом с поверхности и вертикальными слепыми стволами на глубине (Рис. 6.21).
Это, так называемый, ступенчатый способ вскрытия вертикальными стволами в лежачем боку месторождения.
Рис. 6.21. Вскрытие ступенчато расположенными вертикальными стволами:
1-ствол в лежачем боку; 2- слепой вертикальный ствол; 3-ствол в висячем боку (для сравнения)
Ствол с поверхности может быть заложен или в лежачем боку (1), или в висячем боку (3).
Недостатки:
- требуется оборудование каждого ствола отдельным подъемом;
- помимо основного транспорта в рабочих этажах, необходимо при каждом стволе иметь добавочный транспорт для передачи грузов из одного ствола в другой;
-при скиповом подъеме руда на каждой из вышележащих ступеней будет подвергаться двойной разгрузке и погрузке;
- необходима очень большая затрата времени на спуск и подъем людей, оборудования и материалов.
3. Вскрытие штольнями с поверхности и слепым стволом на глубине (Рис. 6.22).
Применяется при рельефе поверхности, допускающем подсечку верхней части месторождения штольней, глубокие горизонты, или обособленные залежи вскрываются слепым стволом.
Рис. 6.22. Вскрытие штольней и слепым
стволом: 1-главная
штольня; 2-вспомогатель-
ная штольня; 3-слепой ствол; 4-полевые штреки
Условия выбора места заложения штольни:
1) во избежание затопления водой штольню необходимо закладывать выше наибольшего возможного уровня вод на поверхности.
2) промплощадка у устья штольни должна быть достаточно большой
3) промплощадка должна допускать удобное и надежное соединение с железнодорожной веткой.
4. Вскрытие групповыми квершлагами (Рис. 6.23).
При таком вскрытии уменьшается объем горнокапитальных работ. На промежуточных горизонтах проводят однопутевые выработки малого сечения.
Руду с промежуточных горизонтов перепускают на основной (концентрационный) по капитальным рудоспускам. Для обслуживания промежуточных горизонтов проходят лифтовые подъемники.
Рис. 6.23. Вскрытие групповыми квершлагами: 1-ствол; 2- групповые квершлаги; 3-лифтовые подъемники (рудоспуски)
Выработки
Факторы, влияющие на выбор места заложения:
1) Геология и гидрогеология. Рельеф поверхности. При гористом рельефе иногда невозможно заложить ствол в удобном месте - опасность оползней, обвалов, снежных лавин, невозможность подвода железной дороги. Иногда заболоченная местность или затопление ее водой во время весеннего снеготаяния и пр.
2) Сохранность выработок и поверхностных сооружений Подход железной дороги к стволу (по кратчайшему расстоянию; с минимальным объемом земляных работ, уровень железной дороги должен быть ниже уровня бункеров для засыпки руды в вагоны самотеком).
3) Топография местности. Расположение поверхностных сооружений и местоположение обогатительной фабрики или завода (надо стремиться к наикратчайшему пути подачи к ним руды, минуя лишние пункты перегрузки.)
4) Наличие на поверхности гражданских и других сооружений. Если поверхность уже застроена, то требуется сделать экономический расчет о выгодности сноса застроек, или переноса ствола.
5) Строение пород на месте заложения ствола (водоносность пород, нарушенность сбросами, сдвигами).
6) Наличие площадки, удобной для размещения поверхностных, технических, хозяйственных сооружений и отвалов пустых пород.
7) Положение вскрывающей выработки по линии вкрест простирания.
8) Положение вскрывающей выработки по отношению к простиранию
9) Капитальные затраты и эксплуатационные расходы.
Выбор места заложения ствола по линии вкрест простирания месторождения (Рис. 6.24).
Рис. 6.24. Схема, иллюстрирующая основные способы заложения стволов: I-ствол в лежачем боку; II-ствол в висячем боку с пересечением месторождения; III-ствол в висячем боку за зоной сдвижения вмещающих пород
Выбор одного из трех, представленных на рисунке, способов заложения ствола в первую очередь будет зависеть от мощности и угла падения залежи. При сравнении учитываются объемы капитально-подготовительных работ (суммарная длина квершлагов) и ущерб от оставления руды в охранном целике.
Выбор места заложения ствола по простиранию месторождения.
В зависимости от расположения рудоподъемных стволов по простиранию различают:
- фланговую схему – главный ствол находится на одном из флангов месторождения;
- центральную схему – рудоподъемный ствол расположен в центральной части месторождения, вентиляционные на флангах;
- центрально-сдвоенную, когда месторождение по простиранию делится на два самостоятельных шахтных поля.
Фланговая схема заложения главного рудоподъемного ствола (Рис. 6.25).
Рис. 6.25. Фланговая схема заложения главного ствола: 1-главный ствол; 2-вентиляционный ствол; 3-штрек; 4-орты-заезды
Главный ствол находится на одном фланге месторождения, вентиляционный на противоположном фланге.
Достоинства:
- снижается стоимость проведения шахтных стволов (их
два),
- снижается суммарная длина квершлагов, следовательно,
и стоимость их проведения.
Недостатки:
- значительно увеличиваются затраты на подземный транспорт.
Фланговая схема может оказаться более экономичной при длине шахтного поля до 800 – 1000 м.
Центральная схема заложения главного ствола (Рис. 6.26).
Рудовыдачной и вспомогательный ствол закладываются в центре простирания месторождения, а вентиляционные на флангах.
Достоинства:
- снижаются затраты на подземный транспорт;
- возможна двукрылая отработка этажа.
Рис. 6.26.
Центральная схема заложения главного ствола: 1-рудовыдачной ствол; 2-вспомогательный ствол; 3- вентиляционные стволы; 4-откаточный штрек лежачего бока; 5- откаточный штрек висячего бока; 6-орты-заезды
Недостатки:
- увеличивается количество стволов и квершлагов к ним;
- возрастает суммарная длина квершлагов;
- возрастает количество и объем околоствольных дворов.
Центральная схема заложения главного ствола может оказаться наиболее экономичной при длине шахтного поля в пределах 1000 – 2000 м.
Центрально-сдвоенная схема заложения стволов (Рис. 6.27).
Рис. 6.27. Центрально-сдвоенная схема расположения главных стволов: 1- рудовыдачные стволы; 2- воздухоподающий вентиляционный ствол; 3-вентиляционные стволы; 4-штрек лежачего бока; 5-штрек висячего бока; 6-орты-заезды
Месторождение как бы делится на два шахтных поля с общим вентиляционным стволом (2).
Достоинства:
- самая низкая из рассмотренных схем
стоимость подземной откатки.
Недостатки:
-очень высокие затраты на горнокапитальные работы.
Центрально-сдвоенная схема заложения главных стволов может быть экономичней при длине шахтного поля более 2000 м.
Околоствольные выработки
В зависимости от способа подъема руды в стволе различают: а) скиповые; б) клетевые; в) скипо-клетьевые околоствольные дворы.
Кроме того, околоствольные дворы делятся на тупиковые, кольцевые и круговые двухсторонние.
Тупиковые дворы в свою очередь делятся на односторонние –когда груженые и порожние вагонетки собираются с одной стороны ствола (производительность их 100…150 тыс. т в год) и двухсторонние (рис. 6.28).
Рис. 6.28. Схема тупикового скипо-клетьевого околоствольного двора производительностью 1.8 млн. т. в год: 1-рудовыдачной скипо-клетьевой ствол; 2- опрокидыватель; 3- камера ожидания, 4-камера медпункта; 5-электроподстанция; 6- насосная; 7-водосборник; 8-скиповая ветвь; 9-клетьевая ветвь; 10-обгонная выработка; 11- камера подземной уборной
Скиповая ветвь околоствольного двора (8) - двухпутевая. Груженые вагонетки после разгрузки в опрокидывателе (2) собираются в состав и отправляются по параллельному пути под погрузку. По клетьевой ветви (9) груженые породой вагонетки ожидают подъема в клети на поверхность, а порожние, опускаемые с поверхности, формируются в состав с другой стороны ствола и по обгонной ветви (10) уходят под погрузку.
Кольцевой околоствольный двор (рис. 6.29) не имеет встречного движения составов, что значительно повышает его пропускную способность.
Рис.6.29. Схема кольцевого скипо-клетьевого околоствольного двора производительностью 2. 5 млн. т. в год: 1-рудовыдачной скипо-клетьевой ствол; 2-клетьевой ствол; 3-опрокидыватель; 4-камера ожидания; 5-камера медпункта; 6- насосная; 7-электроподстанция; 8-водосборник; 9-скиповая ветвь; 10 -клетьевая ветвь; 11- обгонная ветвь
Здесь значительно упрощаются маневровые операции в околоствольном дворе.
Груженый рудой состав электровозом по скиповой ветви (9) доставляется к опрокидывателю (3) и без расцепки вагонеток разгружает их в бункер. Опрокидыватель, как правило, круговой с пропуском электровоза.
Для шахт очень высокой производительности характерны круговые околоствольные дворы (рис. 6.30) с двумя подходящими квершлагами. Один квершлаг для груженых составов, другой для порожних.
Рис. 6.30. Схема кругового двухстороннего околоствольного двора производительностью более 3. 5 млн. т. в год: 1, 2-скипо-клетьевые стволы; 3-клетьевой ствол; 4-круговые опрокидыватели; 5-камера ожидания; 6-камера медпункта; 7-насосная камера; 8-камера подземной электроподстанции; 9-водосборник
1. Загрузочное устройство для скипов.
После разгрузки вагонеток в опрокидывателе руда накапливается в бункере, из которого поступает или сразу в загрузочное устройство – дозатор, или на подземную дробилку.
После дробления руда питателем поступает в дозатор, а из дозатора загружается в скипы.
Следует иметь ввиду, что при разработке рудных месторождений, как правило, приходиться иметь дело с тяжелыми материалами (объемная плотность руды γ = 3,5-4,3 т/м3).
Процессы очистной выемки
Очистная выемка - комплекс работ по извлечению полезного ископаемого из очистных забоев (очистные работы - работы, производимые в очистных выработках с целью добывания полезных ископаемых). Два равноценных определения.
Различают совместную (валовую) и раздельную (селективную) выемку.
Очистное пространство – это пустоты, образующиеся в результате извлечения полезных ископаемых очистными работами. Оно может быть открытым, заполненным закладкой и заполненным обрушенными породами.
Основные производственные процессы:
1) Отбойка руды (отделение от массива и дробление);
2) Вторичное дробление (ликвидация негабарита);
3) Доставка отбитой руды из очистного забоя до пункта погрузки на откаточных выработках;
4) Поддержание горного массива, окружающего очистное пространство (крепление, закладка). Или более общий термин – управление горным давлением.
Отбойка руды
Это отделение руды от массива в очистном блоке с одновременным дроблением ее на куски.
1) Механическая отбойка - в мягких рудах. Применяется, главным образом, при комбайновой выемке.
2) Взрывная отбойка – в рудах любой крепости, является пока основной (80 – 90 %). Состоит из бурения шпуров или скважин, заряжания их взрывчатыми веществами и взрывания зарядов в них.
3) Самообрушение – в мелко трещиноватых рудах, только в системах с самообрушением.
4) Гидравлическая отбойка - опыт в марганцевых шахтах.
Взрывная отбойка руды.
Относительная величина затрат на отбойку:
1) Бурение - 20-30% до 60-70%
2) Приобретение ВВ - 40-60% до 20-30%
3) Заряжение и взрыв - 20-40% до 10-20%.
Взрывная отбойка разделяется в свою очередь
1. Шпуровая
2. Скважинная
3. Минная.
Показатели отбойки:
1. Производительность труда бурильщика, т/см.; м/см.
2. Удельный расход ВВ, кг/м3
3. Выход руды с 1 м скважины, или шпура, м3/м
4. Выход негабарита, %.
Основные факторы, влияющие на показатели отбойки:
1. Крепость
2. Трещиноватость
1) Шпуровая отбойка.
При очистной выемке чаще всего производится на две обнаженные плоскости.
При очистных работах шпуровая отбойка может производиться почвоуступным, или потолкоуступным забоем (Рис. 6.37 и 6.38).
Рис. 6.37. Шпуровая отбойка руды почвоуступным забоем
Обычно применяется при разработке жильных месторождений; диаметр шпуров до 32-36 мм. Бурение производится переносными перфораторами ПП-30к; ПП-24л и др.
Рис. 6 38. Шпуровая отбойка руды потолкоуступным забоем
Бурение шпуров производится телескопными перфораторами ПТ-36;
ПТ-29; ПТ-45.
Производительность бурильщика – 10…15 м (5…10 м3/смену).
Самоходные буровые каретки на 2-4 перфоратора БУ-1; СБУ-2, СБКН-2П и др. используются обычно для бурения шпуров глубиной 2,5…3,5 м (Рис.6.39).
Рис. 6.39. Бурение шпуров самоходными установками
1) Производительность бурильщика возрастает до 400-700 м3/смену.
2) Удельный расход ВВ 0,6…3 кг/м3
Одна из схем расположения шпуров в очистном забое показана на рис. 6.40.
Рис. 6.40. Параметры сетки расположения шпуров
Преимущества шпуровой отбойки руды:
- любая мощность
- полная выемка
- хорошее дробление
- небольшое разубоживание
Недостатки:
- высокая себестоимость
- большая опасность
- большая запыленность
Применяется обычно при мощности до 5-8 м.
Заряжение шпуров
При заряжании шпуров применяются как патронированные ВВ (аммонит N 6, скальные аммониты, детониты), так и ВВ россыпные гранулированные (гранулиты, зерногранулиты, игданиты)
Зарядчики применяются обычно пневматические.
Масса зарядчиков 4.5-5.5 кг, производительность 3,6-6 кг/мин Зарядчики типа "Курама -7", "Курама-8" - для россыпных ВВ (Рис. 6.41). Для патронированных ВВ - зарядчики ПЗК-32, 1ПЗ и др.
Рис. 6.41. Эжекторнный пневмозарядчик «Курама-7»: 1-бункер; 2-эжектор; 3-зарядная трубка; 4- рычаг управления подачи сжатого воздуха
Организация работ: обычно бурение шпуров выполняют комплексные бригады, куда входят бурильщики и рабочие, занятые на погрузке и доставке руды. Это диктуется необходимостью повышения качества отбойки.
Скважинная отбойка
Бурение скважин:
- штанговое (перфораторами),
- погружными пневмоударниками,
- шарошечное, твердосплавными зубцами или штырями
- алмазное бурение.
Штанговые скважины 50- 80 мм, глубина 10-15 м.
При независимом вращении бурового инструмента в тяжелых перфораторах позволяет бурить скважины глубиной 30-50 м (БУ-70у; КБУ-50, БУВ-1).
Производительность труда бурильщика 50-250 т/смену.
Выход отбитой руды 3,5-6 т/пог.м.
Глубокие скважины - бурятся погружными пневмоударниками. Станки НКР -100м и др.
Схемы расположения скважин:
- параллельная,
- веерная, включая отбойку в «зажиме»,
- пучковая,
-параллельно-сближенные.
Пример отбойки руды параллельными скважинами (Рис.6.42).
Рис. 6.42. Отбойка руды параллельными скважинами
Руда отбивается слоями толщиной 2,5 – 3,5 м равной линии наименьшего сопротивления (W).
Скважины бурятся, как правило, параллельно висячему (лежачему) боку месторождения. Суммарная длина скважин в слое при этом на 15% меньше, чем при веерном их расположении, заряд ВВ более равномерно располагается в массиве, следовательно, лучшее дробление отбитой руды. Но для бурения каждого ряда скважин необходимо проходить отдельную буровую выработку (заходку), а также более частые перестановки бурового станка при бурении параллельных скважин.
Пример отбойки руды веерными скважинами (Рис. 6.43).
Бурение всего веера производится с одной установки станка, отсутствуют буровые заходки, но при этом большой выход негабарита из-за неравномерного расположения заряда ВВ в слое, а также не четкое оконтуривание висячего бока, отсюда большие потери и засорение руды пустыми породами.
Рис. 6.43. Отбойка руды
веерными скважинами
.
Пучковая схема расположения скважин (Рис. 6.44)
Представляет собой веерную схему, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости одновременно.
Рис. 6.44. Схема пучкового расположения скважин
Бурения таких скважин производится из одной буровой камеры, что значительно сокращает объем нарезных выработок. Вместе с тем ухудшается качество дробления из-за еще большей неравномерности распределения ВВ во взрываемом массиве.
Схема параллельно - сближенных скважин (Рис. 6.45) характеризуется тем, что «куст» скважин, состоящий из 6-8 параллельных, бурится по окружности с диаметром 0,9-1,1 м. Расстояние между такими «кустами» составляет 5-6 м. Теоретически взрыв такого «куста» приравнивается по эффективности к взрыву заряда скважины диаметром 0,9-1,1 м.
Рис. 6.45. Схема расположения параллельно-сближенных скважин
Заряжание скважин.
Глубокие скважины заряжают россыпными ВВ с помощью пневмозарядчиков. При отсутствии зарядчиков скважины заряжают патронированными ВВ с использованием составных забойником.
Однако такой способ заряжания является малоэффективным.
Минная отбойка (сосредоточенными зарядами).
В настоящее время применяются как исключение.
Доставка руды
Перемещение отбитой руды от забоя до откаточного горизонта.
Удельный вес трудовых затрат до 30-50% от очистной выемки.
1) Самотечная доставка
Под действием собственного веса руда опускается по очистному пространству к выпускным выработкам, пройденным в днище блока. Из этих выработок руду через люки, или специальных механизмов выпускают в вагонетки, или в выработки вторичного дробления, или рудоспуски. При этом различают:
а) Донный выпуск
Выпускные выработки сохраняются на весь период отработки включающей части отработки блока, что дает возможность размещать отбитую руду по всей площади блока.
б) Торцовый выпуск.
Руда выпускается непосредственно в выработку, по которой доставляется механическим способом (самоходным оборудованием, или конвейерами) до рудоспусков.
2). Взрывная доставка.
Руда перемещается по пологой и наклонной почве очистного пространства под действием силы взрыва (совмещается с взрывной отбойкой).
Взрывная доставка применяется только при открытом очистном пространстве. Дальность доставки от 15-20 до 40-60 м.
3) Скреперная доставка:
Руда перемещается по выработкам скреперования скреперными лебедками: 17 ЛС-2, 28 ЛС-2М, 55ЛС-2П, 100ЛС-2П.
4) Доставка вибропитателями и конвейерами.
5) Доставка самоходным оборудованием.
Управление горным давлением
1. Естественное поддержание очистного пространства - за счет естественной устойчивости пород и руды.
2. Обрушение вмещающих пород на отбитую руду.
3. Искусственное поддержание очистного пространства при выемке руды.
Сплошные системы разработки
Применяют в пологих и наклонных залежах с устойчивыми рудами и вмещающими породами, мощность месторождения от нескольких метров до 15-20 м и более, не очень ценная руда.
Шахтное поле нарезают на панели, которые отрабатывают без разделения на блоки и камеры. Руду вынимают на всю ширину панели и мощность залежи.
Обычно ее называют панельно-столбовой системой разработки (Рис.6.47).
Опорные целики обычно крупные, расположенные по геометрической сетке, или нерегулярно.
Ширина панелей - 200-300м - при самоходном оборудовании и не более 80-150м - при скреперной доставке.
Панельные целики от 10-15 до 30-40 м, опорные цел. - до 3-6 м и расстояние между ними 8-20 м
Рис. 6.47. Сплошная система разработки при панельном способе подготовки: 1-главный откаточный штрек; 2- панельный штрек; 3-сборочный вентиляционный штрек; 4-вентиляционный штрек панели; 5-отрабатываемая панель
Главный штрек имеет ширину - 2-4,5 м. При длине доставки до 200-300 м - используют ПДМ; при большей длине - автосамосвал.
1) Производительность забойного 70-120 до 170 т/см
2) Производительность блока 30-60 тыс. т/месяц.
При углах падения более 10° - шахтное поле делится на этажи.
Рис. 6.54. Схемы расположения камер в блоке
Вариант с отбойкой руды из подэтажных штреков и траншейной подсечкой (Рис. 6.55), применяется при мощности до 15…20м и угле падения > 50°.
1) Сущность и условия применения:
- этаж делится на блоки, а блоки в свою очередь на камеры и междукамерные целики;
2) Параметры:
-высота этажа (блока) 60-80 м., ограничивается величиной площади обнажения боковых пород и кровли камер; - высота камер 40-50 м; -высота подэтажа - 10-20 м в зависимости от способа бурения; -толщина потолочины 5-10 м. Длина блока от 40 до 80 м, ширина междукамерного целика (МКЦ) от 6 до 15 м.
3)Подготовительные работы заключаются в проведении откаточного штрека (1), вентиляционным штреком (2) служит бывший откаточный штрек выше отработанного этажа, блокового восстающего (3), траншейного штрека (4) и буровых штреков (5).
Рис. 6.55. Камерная система с под-
этажной отбойкой: 1- полевой откаточный штрек; 2-вентиляционный штрек; 3-блоковый восстающий; 4-траншейный штрек; 5-буровые подэтажные штреки
4).Очистные работы включают:
- подсечку;
- образование отрезной щели;
- отбойку руды в камерах из подэтажных штреков и погашение МКЦ и междуэтажных целиков.
Подсечка в приведенном варианте траншейная, но может быть мелкошпуровой, штанговыми скважинами и даже глубокими скважинами.
Образование отрезной щели может производиться мелкошпуровом способом, штанговыми скважинами, глубокими скважинами. Для этого по границе с междукамерным целиком или по центру камеры проходится отрезной восстающий, а из буровых штреков на каждом подэтаже он сбивается отрезными ортами. Из отрезных ортов бурятся параллельные скважины в шахматном порядке и после взрывания их на отрезной восстающий, образуется отрезная щель на всю высоту и ширину камеры.
Отбойка руды в камерах
А. Рядами параллельных скважин (см. рис. 6.42)
- из открытых заходок шириной 2 м,
- из закрытых заходок (ортов).
Б. Рядами верных скважин (см. рис 6.43). При этом штрек может быть пройден по средине залежи, у лежачего бока, или два штрека по контактам с вмещающими породами.
Подсечка камеры опережает очистные работы на 30-50 м2 площади.
Отработка подэтажей может быть с почвоуступной выемкой, на одной вертикальной линии, с потолкоуступной выемкой.
Доставка руды
1) Совмещение горизонта выпуска и откатки с погрузкой руды машинами в вагонетки, или доставка ПДМ;
2) Скреперная
Проветривание вполне удовлетворительное
Потери и разубоживание происходят из-за неточной отбойки руды на контактах и зависание руды на лежачем боку при недостаточном угле падения.
а) потери при отработке камер - 2-4%
б) потери при отработке целиков 15-40%, а в целом по системе - от 8 до 15%
Безопасность. Система безопасная
Организация работ в блоке:
а) фланговая выемка;
б) 2-х сторонняя выемка от центра камеры к флангам.
Вариант с отбойкой руды из подэтажных ортов (Рис. 6.56).
В мощных месторождениях (от 25 до 60 м и более).
Параметры: Высота этажа такая же, как и варианте с отбойкой руды из подэтажных штреков, длина равна мощности залежи, но не более 50-60 м.
Рис. 6.56. Камерная система с отбойкой из подэтажных ортов: 1-полевой откаточный штрек; 2-вентиляционный штрек; 3-орт- заезд; 4-орт выпуска и доставки; 5-буровые орты
Ширина камер 10-25 м, ширина МКЦ от 7 до 20 м, потолочина 6-10 м, днище - 10-20 м. Подготовка, как правило, полевая. Отрезной восстающий проходится у висячего бока, откуда и начинаются очистные работы. Бурение скважин и отбойка руды ведется из подэтажных ортов. Выпуск руды производится через воронки на доставочный орт.
Технико-экономическая характеристика камерных систем с подэтажной отбойкой.
Среднесуточная производительность камеры 120-250 т.
(40-70 м3) при отбойке штанговыми скважинами и скреперной доставке руды, а при глубоких скважинах и доставке самоходными машинами 600-800 т (200-250 м3).
Потери в камере 1-3%, при погашении целиков 30-35%, потолочин - 40-45%, днищ 25-30%. В целом по блоку от 10 до 20%.
Разубоживание 7-10%.
Объем подготовки 4-9 м на 1000 т запаса.
Производительность труда бурильщика от 25 до 100 т/чел-см, забойного от 10 до 35 т/чел-см.
Расход ВВ - 0,4-3,0 кг/м3 ; расход леса - 0,003 - 0,01 м3 /м3
Достоинства:
1) Высокая производительность при совмещении операций
2) Незначительный расход лесоматериалов
3) Доставка руды под действием собственного веса
4) Невысокая себестоимость руды
5) Безопасность работ
6) Хорошая вентиляция
Недостатки
1) Большие потери при погашении целиков
2) Большой объем подготовительно-нарезных работ
3) Невозможность забойной сортировки
4) Двухсторонняя отработка блоков
Совершенствование системы: внедрение более совершенного бурового оборудования, снижение объем подготовки за счет увеличения высоты подэтажа.
Рис. 6.57. Этажно-камерная система
разработки: 1-полевой откаточный штрек;
2- рудный штрек висячего бока; 3-горизонт подсечки; 4-буровой орт
В висячем боку проходят штрек по руде для организации кольцевой откатки и лучшей вентиляции.
Для бурения вертикальных скважин используются подсечной и буровой горизонты
Очистные работы: отрезной восстающий проходят по средине камеры, или контакту с лежачем боком.
Линия наименьшего сопротивления от 3,0 до 4,5 м, такое же расстояние между концами скважин.
Взрывание коротко-замедленное с помощью КЗДШ.
Технико-экономическая характеристика системы
Производительность наибольшая для 1 класса.
Объем подготовки 4-7 м на 1000 т запасов
Расход ВВ - 0,4 до 0,8 кг/т (с учетом вторичного дробления).
Расход леса - 0,001-0,003 м3/м3
Потери по блоку 10-15%, разубоживание 8-12%
Бурильщика 50-200 т/см.
Забойного 25-60 т/см.
Стоимость добычи на 15-20% ниже подэтажных штреков
Достоинства и недостатки те же, что и у подэтажных штреков (ортов)
Пути дальнейшего усовершенствования - Рационализация буровзрывных работ с целью снижения кусковатости отбиваемой руды и объема вторичного дробления.
Производительность камеры т/мес. - 6000 до 20000.
Системы этажного обрушения
Называют системы разработки с обрушением руды и пород, когда обрушение руды ведется на высоту этажа и выпуск производится под обрушенными породами, заполняющими выработанное пространство.
Этаж разбивается на выемочные блоки и панели. Выше горизонта откатки на горизонте подсечки проходят серию подсечных выработок, впоследствии соединяемых между собой по всей площади блока.
Условия применения:
1) Угол падения не менее 60-70 градусов или весьма мощные (60 м и более) с горизонтальным или пологим залеганием.
2) Руда не слеживается, не самовозгорается.
3) Руды без включений пустых пород и не требуется выемка по сортам.
4) Допускается обрушение поверхности.
Системы слоевого обрушения
Называется система с отработкой блоков слоями сверху вниз с последующим обрушением вмещающих пород для заполнения ими выработанного пространства.
Выемка слоев в блоках ведется заходками или лавами с применением буровзрывных работ.
Система применяется при слабых покрывающих породах; при углах падения и мощности рудного тела, допускающей перемещение мата по мере понижения работ; при мягкой руде, или руде средней крепости, при разработке ценных руд, для которых полнота извлечения и незначительное разубоживание имеют первостепенное значение.
При применении слоевого обрушения в выработанном пространстве накапливается большое количество леса, и развиваются окислительные процессы, сопровождающиеся выделением углекислоты. При разработке колчеданных руд возможно возникновение эндогенных пожаров.
Во избежание возникновения подземных пожаров необходимо:
1) Интенсивная разработка месторождений для обеспечения добычи руды в год с 1 м2 площади не менее 50-60 т.
2) Создание изолирующих участков из закладки на всю высоту разработки в качестве противопожарных зон.
3) Применение электрического взрывания шпуров, взрывобезопасного оборудования и т.д.
4) Орошение забоя и крепи в сухих участках перед взрыванием для предотвращения взрывов колчеданной пыли.
5) Интенсивное искусственное проветривание очистных работ
6) Систематическое наблюдение за температурным режимом шахты.
7) Систематическое профилактическое заиливание выработанного пространства.
Чаще система применяется при разработке ценных руд. У нас она применяется главным образом на медных, полиметаллических, золотых и бокситовых рудниках.
Вариант системы слоевого обрушения с выемкой заходками
Выемка слоев ведется горизонтальными заходками из слоевых подготовительных выработок (штреков, или ортов), отличается несложностью очистных работ, но производительность небольшая.
Размеры блоков зависят от принятых способов доставки и аккумулирования руды.
При скреперной доставке при двухсторонней выемке слоев длина блоков достигает 40-60 м
Высота этажа 50-60 м, высота слоя 3-3,2 м, лишь при значительном горном давлении 2-2,5 м. Ширина заходки от 2,0-2,5 м до 3,0-3,5 м
Рекомендуется длина заходок не более 20 м.
Подготовительные работы
В зависимости от мощности выделяют следующие типичные схемы
подготовки:
1) при малой мощности (до 2-3 м) подготовку ведут штреками по откаточному горизонту и восстающими из них на всю высоту блока.
Слои отрабатывают при этом проведением слоевых штреков на всю мощность рудного тела.
2) При мощности до 20 м на откаточном горизонте проводят штреки, из них восстающие. При полевой подготовке рудный штрек располагают у контакта с лежачим боком. Восстающие проводят по руде и во вмещающих породах. Слои нарезают слоевыми штреками.
3) При мощности более 20 м обычно применяется смешанная подготовка.
При этом на откаточном горизонте может проходиться несколько штреков, один из них полевой. Из них проводят восстающий один полевой, второй рудный (Рис. 6.75).
Слои нарезают слоевыми ортами или штреками.
Очистные работы.
Отработка блоков ведется с двухсторонней или односторонней выемкой слоев заходками, расположенными по простиранию, или вкрест простирания.
Отбойка руды ведется с обуриванием заходки в лоб, или фронтально. При фронтальном обуривании заходок возможно совмещать во времени, бурение, уборку и крепление.
Рис. 6.75. Слоевое обрушение: 1-штреки откаточного горизонта; 2-полевй штрек вентиляционного горизонта; 3-полевой восстающий; 4-рудный восстающий; 5-слоевуой штрек; 6-заходка
Выемка заходок производится при 3-х обнаженных плоскостях, поэтому для отбойки требуется сравнительно небольшое количество шпуров.
Заходки по мере их проходки крепят.
Крепежные работы проводятся под настил верхнего отработанного слоя.
Отбитая руда в заходках доставляется скреперами.
После выемки заходок на их подошве укладывают настил из дерева, или металлической сетки.
При обрушении заходок соблюдают следующий порядок:
1) между рабочей заходкой и обрушенным пространством поддерживают одну выработанную заходку для фронтального обуривания.
2) Одновременно обрушается две-три заходки.
Толщина мата постепенно увеличивается. Одним из существенных вопросов всех вариантов слоевого обрушения является проветривание очистных работ.
Сравнительная оценка систем подэтажного и слоевого обрушения.
Применяются примерно в одних условиях
1) Система подэтажного обрушения экономичнее слоевого обрушения, что обусловлено:
а) меньшей стоимостью подготовительных и нарезных работ.
б) меньше расход крепежного леса
в) меньшей стоимостью буро-взрывных работ
г) большей производительностью труда (в 2-3 раза)
д) лучшими условиями проветривания
2) Потери и разубоживание при системах подэтажного обрушения значительно выше.
3) Безопасность работ выше при системе слоевого обрушения.
4) Для системы слоевого обрушения характерна значительная простота подготовки и очистной выемки.
Технико-экономическая характеристика.
Суточная производительность блока при выемке слоев заходками составляет 75 – 150 т.
Система малопроизводительная, но более, чем система с закладкой и с креплением.
Сменная производительность одного забойного рабочего 1,5-3,0 м3, а в лавах 3,5-4 м3 . Иногда 6-8 м3.
Потери и разубоживание незначительное (2-5% - потери и 4-5% - разубоживание)
Удельный объем подготовки на 1000 т - 4-10 м.
Расход ВВ от 0,5 до 0,8 кг/м
Расход леса 0,1-0,13 м /м
Одна из наиболее безопасных систем
Достоинства:
1) Высокое извлечение и небольшое разубоживание.
2) Возможность отсортировки пустых пород в забое
3) возможность раздельной выемки
4) Простота подготовки и очистной выемки
5) Гибкость условий применения
Недостатки:
1) Ограниченная производительность
2) Опасность в пожарном отношении
3) Тяжелые условия проветривания
4) Обрушение поверхности.
Для повышения технико-экономических показателей.
Выбор системы разработки
1. Постоянные факторы
а) Устойчивость руды и вмещающих пород
б) Мощность и угол падения
2. Переменные факторы
а) самовозгораемость руды
б) Слеживаемость руды
в) Необходимость сохранения поверхности
г) Характер контактов
д) Необходимость высокоинтенсивной разработки
1. Устойчивая руда и устойчивые вмещающие породы
В этом случае технически приемлемы все системы, кроме этажного самообрушения.
Что же касается целесообразности, то, как правило, система с искусственным поддержанием очистного пространства применять в этом случае не имеет смысла.
2. Устойчивая руда и неустойчивые вмещающие породы
Система с естественным поддержанием очистного пространства применимы лишь в мощных залежах при условии оставления предохранительной рудной корки около слабых боковых пород.
Все остальные системы, кроме самообрушения, применимы без ограничений.
3. Неустойчивая руда (породы любой устойчивости)
В этом случае, если не требуется поддерживать поверхность над месторождением, применяют этажное и подэтажное обрушение. При ценной руде и особенно при возгорающихся рудах применяют систему с твердой закладкой.
Влияние мощности и угла падения
1. Крутое падение
а) этажно-камерная (m>=6-10 м)
б) с подэтажной отбойкой (при любой мощности)
в) с отбойкой из магазинов (m>= 1-1,5 м)
г) система этажного обрушения (мощные залежи)
д) подэтажное обрушение (m - любая)
е) система с креплением
ж) слоевое обрушение
2. Пологое и наклонное падение
а) сплошная и камерно-столбовая (m = 25 м)
б) система с самотечной доставкой (m>= 10 м)
в) этажное самообрушение (m >=20 м)
и т.д.
Отбор технически приемлемых систем разработки
1) Сначала производится отбор систем по горнотехническим условиям.
В результате отбора могут остаться две-три системы, из которых одна более производительна, а другая имеет лучшее извлечение и разубоживание.
После этого требуется экономическое сравнение систем.
Пояснения к программе
После изучения представленного материала по вскрытию и системам разработки месторождений необходимо перейти к блоку самоконтроля как одному из важных моментов эффективного усвоения материала.
Ниже предлагается 40 вопросов-тестов для самоконтроля и управления чтением. На каждый вопрос дается 4 ответа, и только один из них правильный. Необходимо внимательно прочитать вопрос, вдуматься в каждое слово вопроса и только после этого найти правильный из предложенных ответов. Справа против каждого из четырех ответов стоит номер следующего вопроса, на который необходимо отвечать. Таким образом, набор вопросов, на которые Вы отвечаете, будет зависеть от Ваших ответов.
Можно ответить на 5, 10, 15 и более (кратных 5) вопросов. Результаты самоконтроля можно определить, пользуясь табл. 5.1 и 5.2. По табл. 5.1 находятся шифры первого и последнего (6-го, 11-го,16-го и т. д.) вопросов, а по табл. 5.2 можно определить количество допущенных ошибок и полученную оценку. Начинать самоконтроль можно в принципе с любого вопроса. В случае затруднения в выборе правильного ответа необходимо выйти в нужный информационный кадр, номер которого указан слева от каждого вопроса-теста и, проработав его, сориентироваться в правильном ответе на вопрос.
35.2. Вопросы-тесты
1. Какой процесс в разработке месторождений непосредственно предшествует подготовке месторождения?
1. Нарезные работы………………4
2. Очистная выемка………………16
3. Проведение штреков и ортов….3
28.3. 4. Вскрытие месторождения……..31
2. Укажите на рис. 6.102 схему выемки угля по простиранию месторождения
1…….37
2…….35
3…….18
4…….. 5
Рис. 6.102
3. Вскрытием какой из перечисленных выработок обеспечивается наименьшая стоимость поверхностного комплекса?
1. Вертикальным стволом………………12
2. Наклонным стволом………………….14
3. Штольней…………………………….18
28.3. 4. В приведенном перечне нет правильного ответа…29
4. В какой из представленных на рис.6.103 схем вскрытия
размеры охранного целика будут наибольшими?
1… 10
2… 29
3… 36
28.3. 4… 39
Рис.6.103
5. К вскрытым запасам месторождения относятся такие запасы, которые…
1. находятся на уровне забоя ствола………….. 17
2. подсечены штреками и ортами……………….….9
3. подсечены помимо штреков уже восстающими
и некоторыми другими выработками…………..15
28.3. 4. подсечены квершлагом или штольней…………..34
6. Укажите на рис.6.104 опорные целики-столбы
1………13
2………15
3………14
28.6.1. 4………17
Рис.6.104
7. Системы разработки, при которых отработку месторождения ведут камерами с отбойкой руды из подэтажных выработок, а поддержание - за счет естественной устойчивости и с помощью временно оставляемых целиков руды, называются...
1. камерно-столбовыми………………………..21
2. системами подэтажных штреков (ортов)…..17
3. с магазинированием руды…………………..15
28.6.1. 4. с обрушением руды и вмещающих пород….19
8. В каких условиях применяется способ подготовки, представленный на рис.6.105?
1. В горизонтальных месторождениях мощностью ≥ 5 м……...22
2. В маломощных месторождениях ≤ 5 м…………………..…17
3. В слабонаклонных месторождениях мощностью (10-15 м).30
28.4. 4. В крутопадающих месторождениях мощностью (10-15 м)…19
Рис.6.105
9. Какой из ниже перечисленных признаков отражает сущность столбовых систем разработки пластовых месторождений?
1.Подготовительные выработки незначительно опережают очистную выемку………………………………………..15
2.Все подготовительные выработки в выемочном поле проведены до начала очистных работ…………………………..21
3.Очистные работы производятся по всей высоте этажа только одним очистным забоем……………………………………28
4. Столбы в выемочном поле располагают только по простиранию месторождения………………………………………..31
10. Укажите на рис.6.106 междублоковый целик.
1…...3
2….29
3….39
28.6.1. 4….31
Рис.6.106
11. Какой из перечисленных признаков положен в основу простых способов вскрытия?
1. Расположение выработок за зоной сдвижения пород…27
2. Наличие слепых стволов………………………………..3
3. Проведение этажных квершлагов………………………23
28.3. 4. Проведение главных вскрывающих выработок на
всю глубину разработки месторождения……………..20
12. Укажите на рис.6.107 блоковый восстающий
1…………..16
2………….23
3…………..3
28.6.1. 4………….39
Рис.6.107
13. К какому способу вскрытия относится способ, при котором вскрытие шахтного поля осуществляется выработками разного типа с поверхности земли и слепыми выработками?
1. Простому……………………………………….17
2. Вскрытию вертикальными стволами…………21
3. Комбинированному…………………………….22
28.3. 4. Вскрытию этажными квершлагами…………..15
14. В каком из представленных на рис.6.108 способов вскрытия затраты на выдачу руды из шахты будут наименьшими?
1……1
2……12
3……16
28.3. 4……..…5
Рис.6.108
15. Часть шахтного поля, ограниченная панельными штреками, называется:
1. Подэтажом…………..…19
2. Этажом………………....31
3. Этажным горизонтом…13
28.2. 4. Панелью………………..24
16. Под каким номером на рис.6.109 показана погрузочно-доставочная машина?
1……3
2…..14
3…..10
28.6.3. 4…….1
Рис.6. 109
17. Укажите высоту подэтажа при камерных системах разработки с отбойкой руды из подэтажных выработок, если отбойку руды производят глубокими скважинами:
1. 20-25 м……26
2. 10-15 м……21
3. 5-10 м…..…15
28.6.1. 4. >30 м……...19
18. Укажите на рис.6.110 полевой штрек висячего бока
1…….37
2…….35
3…….32
28.3. 4….….7
Рис.6.110
19. Возможно, ли применение системы с магазинированием руды в крепких устойчивых рудах и устойчивых вмещающих породах при угле падения рудного тела 55-60 градусов, и мощностью 0,6, если известно, что руды склонны к слеживанию?
1. Да…………….13
2. Нет…………….28
3. Только с отбойкой руды из горизонтальных выработок…17
28.6.1. 4. Со шпуровой отбойкой руды из магазина……………21
20. Каким образом осуществляется отбойка руды в камере при варианте системы разработки, изображенной на рис.6.111?
1. Зарядами глубоких
скважин…..…4
2. Мелкошпуровым
способом…….25
3. Котловыми заряда
ми…………....11
4. Зарядами минных
Рис.6.111 камер………..23
21. Какой из нижеперечисленных способов вскрытия не будет относится к группе комбинированных?
1. Ступенчатый способ……………...15
2. Вскрытие штольней и слепым стволом….. 19
3. Вскрытие вертикальным рудовыдачным и двумя
вентиляционными стволами…………………………...30
28.3. 4. Вскрытие вертикальными стволами с поверхности
и наклонным слепым стволом на глубине……………13
22. Укажите на рис.6.112 схему вскрытия наклонным скиповым стволом по месторождению
1………….26
2…………..27
3…………..30
28.3. 4…………..24
Рис.6.112
23. Где должны быть расположены стволы при вскрытии месторождений, отрабатываемых системами с обрушением, чтобы исключить их подработку при ведении горных работ:
1. В точке, обеспечивающей минимальную работу
подземного транспорта………………..27
2. Внутри зоны сдвижения……………..…...20
3. На границе зоны сдвижения……………...25
28.3. 4. За границей зоны сдвижения с
учетом бермы безопасности………………14
24. В каком из представленных на рис.6.113 способов вскрытия затраты на водоотлив будут наименьшими?
1…….…28
2….……..1
3…….….26
28.3. 4………..11
Рис.6.113
25. Какие признаки являются общими для сплошных и столбовых систем разработки пластовых месторождений?
1. Возможность отработки этажа (яруса) как прямым, так и обратным ходом……………………………………………………….11
2. Возможность разделения этажа на подэтажи…………..16
3. Необходимость поддержания длинных выемочных выработок, как во время их проведения, так и в период ведения очистных работ…………………………………………………………………….23
4. Возможность применения как прямоточной, так и возвратноточной схемы проветривания выемочного участка……………..27
26. Укажите на рис.6.114 орты-заезды
1…….40
2…….30
3…….24
28.4. 4…….28
Рис.6. 114
27. Месторождение залегает в условиях гористой местности, представлено мощным рудным телом, имеющим значительные размеры по простиранию. Назовите наиболее приемлемые способы вскрытия в данных условиях, если простирание параллельно направлению склона долины:
1. Вскрытие вертикальным стволом……………1
2. Вскрытие наклонным стволом……………....11
3. Вскрытие штольней по простиранию, пройденной
по руде……….………………………………25
28.3. 4. Вскрытие штольней вкрест простирания……33
28. Укажите на рис.6.115 воронку для выпуска руды
1……27
2……23
3……26
28.6.1. 4……30
Рис.6.115
29. Основное назначение отрезной щели при камерной системе разработки с отбойкой руды из подэтажных штреков?
1. Для создания компенсационного пространства
перед отбойкой руды в камере…………..……..38
2. Начало нарезки камеры………………………...39
3. Отрезка от междукамерного целика…………….5
28.6.1. 4. Для проветривания очистных работ………….....4
30. В каких условиях применяется система разработки,
изображенная на рис.6.116?
1. При отработке месторождений
с обрушением поверхности…….22
2. Высокоценная устойчивая
руда и неустойчивые вмещающие
породы…………………………...24
3. Высокоценная неустойчивая
руда и неустойчивые вмещающие
породы……………………………25
28.6.3. 4. В маломощных пологопадаю
щих месторождениях с неустой
чивыми породами………….…...28 Рис.6.116
31. В чем заключается отличие односторонней и челноковой схемы выемки угля в лаве?
1.Выемка угля производится при движении комбайна по простиранию месторождения……………………………..12
2.Комбайн отбивает уголь при движении, как по простиранию, так и по восстанию месторождения……………………..10
3. Выемка угля производится при движении комбайна, как по восстанию, так и по падению месторождения………… 29
4. Уголь в лаве отбивается сразу на всю мощность пласта….40
32. Укажите на рис.6.117 полевой штрек лежачего бока
1…..2
2….18
3….37
28.4. 4…...8
Рис.6.117
33. Системы, при которых очистная выемка в блоке ведется с оставлением отбитой руды в выработанном пространстве для создания рабочей площадки и частичного поддержания боковых пород, называются...
1. С магазинированием руды………………….2
2. Подэтажными штреками…………………...38
3. Горизонтальными слоями с закладкой…….34
28.6.1. 4. Камерно-столбовыми……………………….40
34. Укажите на рис.6.118 камеру, находящуюся на стадии частичного выпуска
1…….40
2…..…36
3……..33
28.6.1. 4……..7
Рис.6.118
35. Главное назначение органной крепи.
1. Крепление откаточных и вентиляционных штреков……18
2. Крепление сопряжения транспортных и выемочных
выработок……………………………………………………..32
3. Для предотвращения обрушения пород кровли в призабойное пространство при их посадке…………… ………….6
4. Для поддержания пород кровли в выработанном
пространстве……………………………………2
36. В каком из представленных на рис.6.119 способов вскрытия сечение главной рудовыдачной выработки будет наименьшим при одинаковой производительности шахт?
1……..33
2……...38
3………34
Рис. 6.119 28.3. 4………32
37. Системы с открытым выработанным пространством, применяемые для разработки горизонтальных и наклонных месторождений, при которых выемку руды производят отдельными камерами, отделяемыми одна от другой параллельно расположенными неотрабатываемыми целиками руды, называются...
1. С магазинированием………………….35
2. Камерно-столбовыми………….….……9
3. Подэтажными штреками………….……2
28.6.1. 4. Горизонтальных слоев с закладкой…..37
38. На рис.6.120 представлена схема подготовки рудного месторождения. Назовите способ подготовки:
Рис. 6.120
1. Комбинированный способ полевым штреком
и тупиковыми ортами - заездами…….…………….13
2. Подготовка несколькими рудными и полевыми
штреками……………………………………….…….36
3. Простой способ подготовки этажными штреками….40
28.4. 4. Главными и панельными штреками горизонтального
месторождения………………………………………..34
39. Часть шахтного поля, ограниченная по простиранию его границами, а по падению основными откаточными штреками, называется:
1. Панелью…………………....31
2. Этажным горизонтом………4
3. Этажом…………………..…..1
28.2. 4. Подэтажом………………….10
40. В каком из представленных на рис.6.121 способов вскрытия затраты на подземный транспорт будут наибольшими?
|
|
Рис. 6.121.
Рис. 1. 40
1………….12
2………… 33
3………….36
28.3. 4………….38
Таблица 1.1
Шифры вопросов для самоконтроля
______________________________________________________
Номер его Номер его Номер его Номер его
вопроса шифр вопроса шифр вопроса шифр вопроса шифр
______________________________________________________
1 0 11 6 21 9 31 5
2 9 12 7 22 5 32 7
3 6 13 5 23 3 33 4
4 2 14 8 24 1 34 8
5 0 15 6 25 9 35 0
6 1 16 4 26 7 36 7
7 2 17 2 27 0 37 3
8 3 18 1 28 8 38 6
9 4 19 3 29 1 39 8
10 9 20 2 30 4 40 5
______________________________________________________
_____________________________________________________
Таблица 1.2
Результаты самоконтроля
______________________________________________________
Шифр первого Шифр 11-го вопроса (ответ на 10-й вопрос)
вопроса
______________________________________________________
0 - 5 5 - 0 2 - 7 4 - 9 1 - 6
1 - 6 6 - 1 3 - 8 0 - 5 2 - 7
2 - 7 7 - 2 4 - 9 1 - 6 3 - 8
3 - 8 8 - 3 0 - 5 2 - 7 4 - 9
4 - 9 9 - 4 1 - 6 3 - 8 0 - 5
______________________________________________________
Количество
неправильных 0 1 2 3
__ответов___________________________________________
Оценка Отл. Хор. Удовл. Неуд.
РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ
ОСНОВЫ ОТКРЫТОЙ ГЕОТЕХНОЛОГИИ
Общие сведения
Вскрышные работы обеспечивают доступ к полезному ископаемому, поэтому они по времени опережают добычные работы, а в период эксплуатации месторождения выполняются совместно с добычными работами.
В зависимости от рельефа местности, расположения и параметров залежи полезного ископаемого (мощности, глубины, угла падения), инженерно-геологических условий месторождения, свойств полезного ископаемого и вмещающих пород выбирается горное оборудование и формируется технологическая цепочка производства горных работ.
Основными показателями, характеризующими работу карьера или разреза являются.
1. Производственная мощность по полезному ископаемому.
2. Производственная мощность по вскрыше.
3. Срок службы предприятия.
4. Себестоимость добываемого полезного ископаемого.
5. Себестоимость вскрыши.
6. Годовое понижение горных работ.
7. Экономическая эффективность горных работ:
- прибыль (разница между ценностью реализуемой товарной продукцией и затратами на ее производство);
- рентабельность (отношение годовой прибыли к общей величине основных и оборотных фондов предприятия).
8. Коэффициенты вскрыши, определяющие отношение объемов извлекаемых пустых пород в кубических метрах на тонну добываемой руды:
- граничный коэффициент вскрыши (по величине этого коэффициента устанавливается предельная глубина карьера или разреза);
- средний коэффициент вскрыши (отношение общего объема вскрыши к объему добычи в конечных контурах карьера или разреза);
- текущий коэффициент вскрыши (отношение объема вскрыши за месяц, квартал, полугодие, год к объему добычи полезного ископаемого за рассматриваемый интервал времени).
Рис. 6.5. Схема открытого способа строительства тоннеля
с цельносекционной обделкой: 1 - бульдозер; 2 - экскаватор; 3 - корпус щита; 4 - платформа; 5 - секция тоннеля; 6 - козловой кран; 7 - ножевая секция щита; 8 - бункер для обратной засыпки
+
* Обрушения, как правило, происходят в скальных породах, оползни - в породах коры выветривания. Объемы неустойчивых горных масс, вовлекаемые в оползни, в среднем превышают объемы горных масс в обрушениях.
ГОУ ВПО
Уральский государственный горный университет
ОСНОВЫ ГОРНОГО ДЕЛА
(курс лекций)
Автор – доцент Беркович Вячеслав Михайлович
Екатеринбург
Тема 5. Технология разработки месторождений полезных
ископаемых
29. Общие сведения
Как известно, разработку месторождений в зависимости от вида полезных ископаемых, глубины залегания, применяемых методов выемки, можно разделить на открытую разработку рудных, угольных и россыпных месторождений, подземную разработку рудных, угольных, россыпных и калийных месторождений, а также специальные (геотехнологические) методы извлечения: выщелачивание, подземная газификация угля, скважинная гидродобыча, скважинная выплавка серы и др.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 1193.
