Организация горной выработки

отчет по практике

5.Системы разработки

Исходя из горно-геологических условий Черемуховского месторождения, а также основываясь на результатах проведённых опытно-промышленных и научно-исследовательских работ, с учетом действующих технических проектов и регламентов на системы разработки для шахт ОАО "СУБР", для отработки рудных тел приняты следующие системы разработки:

- система слоевого обрушения (ССО);

- столбовая система разработки (ССР);

- камерно-столбовая система (КСС);

- двухстадийная (выпуск рудных целиков).

На выбор систем разработки в современных условиях СУБРа оказывают влияние следующие факторы: угол наклона и мощность рудной залежи, устойчивость пород непосредственной кровли, сложные гидрогеологические условия, склонность пород непосредственной кровли к самовозгоранию, геомеханическое состояние руд и вмещающих пород, удароопасность.

Доли систем разработки и их производительность приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1 - Доли систем разработки и их производительность

Наименование систем разработки

Доля систем в добыче, %

Производительность, м3/чел.см

Камерно-столбовая система разработки

40,0

5,48

Система слоевого обрушения

31,5

3,56

Столбовая система разработки

20,0

3,53

Выпуск целиков

3,5

9,61

Попутная добыча из ГПР

5,0

4,16

Система слоевого обрушения(ССО)

-Применяется при следующих условиях:

-угол падения рудного тела может быть любой;

-нормальная мощность - до 3 м;

-руды и вмещающие породы различной степени устойчивости;

-на участках с остаточными напорами подземных вод разрешается производить очистную выемку при полном осушении расположенной над ними подзоны взаимосвязанных карстовых систем.

Система слоевого обрушения применяется в основном при отработке участков залежи с неустойчивой кровлей при любой промышленной мощности. Выемка рудной массы ведется слоями высотой 3 м без оставления целиков и обрушением налегающих пород на каждом слое с соответствующим шагом посадки, а отработка слоев - заходками сечением 3х3 м со шпуровой отбойкой и скреперной доставкой руды. Доля системы в общей добыче колеблется в пределах 30 % . Крепление выработок производится поддерживающей деревянной крепью. Производительность труда при системе невысокая (4,3 м3/ч-см), потери руды в среднем составляют 7,3 %, разубоживание достигает 6-7 %. Достоинством системы является наибольшая приспособленность её технологии к ведению горных работ в удароопасных условиях (Куд=0,08). Куд - коэффициент удароопасности системы - количество горных ударов на 100 тыс.т. добычи.

Многолетний опыт применения системы и постоянное совершенствование её технологических схем позволили достичь довольно высоких технико-экономических показателей. При системе слоевого обрушения самые низкие потери руды и разубоживание, она наиболее полно отвечает требованиям ударобезопасности, может применяться на любой мощности залежи при различной устойчивости кровли. Недостатками системы является высокая трудоемкость и материалоемкость, повышенная травмоопасность.

Столбовая система разработки (ССР)

-Применяется при следующих параметрах:

-угол падения до 350;

-средняя нормальная выемочная мощность до 3,5м;

-породы кровли любые;

-устойчивость пород кровли - любая;

-бокситовые руды всех разновидностей;

-на участках с остаточными напорами подземных вод разрешается производить работы только после полного осушения расположенной над ними подзоны взаимосвязанных карстовых систем.

Сущность столбовой системы разработки заключается в порядке подготовки и отработки участков рудных тел (выемочных единиц).

При разработке рабочих проектов за выемочную единицу, в зависимости от конкретных горно-геологических условий, можно принимать блок, участок, часть блока и т.д.

Порядок подготовки очистного блока заключается в следующем: в пределах этажа очистной блок разбивается на слои по падению рудного тела.

Слои отрабатываются одним из вариантов системы в направлении от центра блока к флангам или наоборот.

При пологих (до 80) и наклонных углах падения рудного тела (до 150), очистную выемку производят заходками по простиранию или диагонально, при этом не исключается вариант отработки заходками по восстанию.

При крутых углах падения рудного тела (свыше 150), очистную выемку производят заходками по восстанию.

При устойчивых рудах и породах налегающей толщи очистную выемку производят по простиранию лавой, при углах падения рудного тела не более 350 .

В данном варианте очистной выемки при пологих углах падения рудного тела возможно применение комплекса самоходного бурового и погрузочно-доставочного оборудования.

В блоках со сложной геологической обстановкой (наличие тектонических нарушений, резкое изменение характеристики пород налегающей толщи по устойчивости и т.п.) очистную выемку производят комбинацией вариантов системы разработки.

При первых трёх вариантах очистной выемки по мере наработки выработанного пространства производится установка дополнительного усиленного органного или кострового крепления в очистных выработках. Шаг установки дополнительной крепи и его параметры определяются для каждой выемочной единицы, в зависимости от конкретных горно-геологических условий.

При четвёртом варианте очистной выемки в выработанном пространстве устанавливаются искусственные целики «кустов» из деревянных стоек, количество стоек в кусте и параметры установки кустовой крепи определяются расчётным путём. Зона выработанного пространства изолируется от рабочих мест органной крепью.

Достоинство систем ССО и ССР - сравнительно небольшие потери (в среднем 12%); наиболее полно отвечают вопросам по управлению горным давлением.

Недостатки систем ССО и ССР - материалоёмкие и затратные при невысокой производительности и высокой себестоимости добычи.

Камерно-столбовая система (КСС)

-Применяется при следующих параметрах:

-средний угол падения рудного тела - 350;

-предельный угол падения 450;

-средняя нормальная выемочная мощность залежи до 6м отдельные участки согласно техпроекту на КСС и наличии оборочного полка до 8,5м и до10м - не более 20% по площади;

-породы кровли устойчивые (при наличии неустойчивой пачки пород непосредственной кровли и мощностью до 2х метров производить селективную выемку пачки и усиленное крепление целиков согласно техпроекту на КСС);

руды - I, II, III, IV, III2, III3 класса и подкласса, при этом:

- на участках с рудами I, II, III, IV, класса оставляются рудные целики;

- на участках с рудами третьего класса, второго, третьего подкласса, при нормальной мощности рудного тела более 4х метров оставление рудных целиков запрещается, при нормальной мощности рудного тела менее 4хм в порядке исключения разрешается замена рудных целиков на искусственные из дерева "кусты".

на участках с остаточными напорами подземных вод разрешается производить очистную выемку при полном осушении расположенной над ними подзоны взаимосвязанных карстовых систем.

Система применяется на участках с мощностью залежи до 8,5 м и устойчивой кровлей, позволяющей применять анкерное крепление. Общая отработка блоков ведется сверху вниз, выемка панелей - от флангов к центру. Панели отрабатываются камерами шириной 4-7 м. Кровля поддерживается целиками с размером сторон от 3 до 8 м. Параметры обнажения кровли и размеры опорных целиков рассчитываются с учетом геологических условий, глубины горных работ, физико-механических свойств руд и вмещающих пород. Удельный вес КССР в общем объеме добычи достигает 40 %, потери руды колеблются от 18 до 20 %, разубоживание - почти такое же, как на системе слоевого обрушения - 6,9 %. Существенным недостатком КССР является подверженность горным ударам (Куд.=0,38). Ведение горных работ на удароопасных участках сопровождается профилактическими противоударными мероприятиями.

Сущность системы заключается в следующем: очистной блок (выемочная единица), шириной по простиранию 100ч120 метров, разбивается по падению рудного тела на панели. Как правило, в панели принято однорядное расположение целиков. В отдельных случаях, когда обстановка неудароопасная, применяется двух- или трёхрядное расположение целиков.

Из орт-заезда в центре блока проходятся рудный (под висячим боком) и полевой (в породах лежачего бока на расстоянии 10-15 метров от рудного тела) восстающие, с углом наклона, соответствующим углу падения рудного тела.

С рудного восстающего на фланги блока проходятся панельные штреки. По окончании проведения горно-подготовительных и нарезных работ и обеспечения блока запасными выходами и вентиляцией начинаются очистные работы.

Общее направление работ в блоке - сверху вниз и от флангов к центру. Отбойка камерных запасов в пределах каждой панели производится снизу вверх. В первую очередь вынимается подсечной слой на контакте с породами висячего бока на всю ширину камеры. Высота подсечного слоя 2,5 метра. Затем производится выемка оставшихся камерных запасов до контакта с породами лежачего бока, при этом общая высота камер не должна превышать 8,5 метров.

После выемки ряда камер в панели производят разделение (просечку) ленточных целиков на столбчатые. Целики оформляются по прямоугольной, квадратной или косоугольной сетке и имеют вид неправильной усечённой пирамиды.

Транспортировка горной массы в зависимости от типа применяемого оборудования осуществляется скреперными установками или ПДМ с ДВС.

Бурение шпуров производится ручными перфораторами при подготовке блока на скреперное оборудование и самоходными буровыми установками или ручными перфораторами при применении ПДМ с ДВС.

Проветривание горных выработок осуществляется за счёт общешахтной депрессии и, в отдельных случаях (тупиковые выработки, нарезные или очистные, где нет возможности проветривания за счёт общешахтной депрессии) - вентиляторами местного проветривания.

Достоинство системы - высокая производительность - вторая по уровню себестоимости добычи после ЭКСР (этажно-камерная система разработки). Модифицированные технологические схемы КСС дают возможность отработки рудных тел со снятием ложной пачки пород кровли; при мощности рудного тела более 8 метров - возможность отработки части целиков и почвенных запасов по варианту двухстадийной выемки.

Негативными сторонами применения КССР на глубоких горизонтах являются увеличивающиеся потери руды в опорных целиках (до 25%) и высокая удароопасность. Применение камерно-столбовой системы разработки на глубинах 1000 и более метров производится при проведении профилактических мероприятий по снижению напряжённо-деформированного состояния массива горных пород.

Выпуск рудных целиков

Двустадийная выемка запасов производится на участках регулярных и нерегулярных (увеличенных размеров) целиков, а также оставленных в почве камер запасов при ведении очистных работ камерно-столбовой системой. Породы лежачего бока, в которых производят подготовку горизонта выпуска, должны быть устойчивые.

Площадь участков, подлежащих двустадийной выемке, должна не превышать 20 % общей площади выемочной единицы (блока).

Выемка запасов на второй стадии не предусматривает присутствие людей в открытом очистном пространстве.

Нарезные и очистные работы на первой и второй стадиях в подзоне взаимосвязанных карстовых систем производятся только после снижения уровня подземных вод ниже отметки эксплуатационного горизонта.

Горные работы по данной схеме ведутся в две стадии:

- первая стадия - выемка основных запасов по техпроекту на КССР;

- вторая стадия - выемка почвенных запасов на участках с мощностью рудного тела более 8м и частичная выемка целиков различного назначения. Выемке запасов на второй стадии предшествует подготовка комплекса выработок горизонта выпуска в известняках лежачего бока.

Делись добром ;)