Оптимизация технологические схемы и технологии разработки крутопадающих, сближенных рудных тел различных мощностей в подземных условиях

Вскрытие новых горизонтов на месторождениях Зармитанской золоторудной зоны осуществляется спиральными автотранспортными уклонами, проходимыми с поверхности под углом 8 градусов. Автотранспортные уклоны служат для выдачи горной массы на поверхность автосамосвалами грузоподъемностью 20−40 тонн и в качестве запасных выходов на поверхность.

Принята, ортовая схема подготовки запасов вскрытого горизонта, когда из главной откаточной выработки горизонта через 60- 100 метров проходятся вкрест простирания систем рудных тел. транспортные орты, пересекающие все рудные тела и делящие площадь месторождения на панели (выемочные участки). Количество панелей, входящих в состав выемочного участка, определяется установленной производительностью выемочного участка, но не менее двух. Отработка панелей ведется от границ выемочного участка к центру.

Планирование развития горных работ вскрытого горизонта следует разделить на два этапа. Первый этап подготовку запасов вскрытого горизонта производят с использованием технологических схем добычи руды, уже применяющихся на руднике комплексы самоходного оборудования применяются на уровне откаточного горизонта для подготовки и нарезки днищ блоков и транспортировки горной массы до мест перегрузке транспортные средства большей емкости или временных складов горной массы. Выемка запасов подготовленных и нарезанных блоков производится в две стадии; в первую стадию извлекают камерные запасы с использованием систем разработки с открытым очистным пространством или магазинированием руды. Отбойка руды ведется с применением переносного бурового оборудования, доставка руды в пределах блока производится скреперными лебедками. Поддержание выработанного пространства производится междукамерными рудными целиками, а также замагазинированной рудой. Параметры эксплуатационных блоков соответствуют принятым и апробированным на руднике значениям, для повышения интенсивность очистной выемки возможно уменьшение длины эксплуатационных блоков. Применение погрузочно-транспортных машин на выпуске и транспортировке отбитой руды позволит сократить время выпуска и ускорить начало производства закладочных работ в отработанном блоке. Средний объем, образующихся пустот в блоке, 4 — 5 тыс.куб.метров. Закладочный материал подается в выработанное пространство через орты — заезды вентиляционного горизонта Технология закладочных работ позволяет использовать, в качестве закладочного материала породу с проходческих работ и достаточно хорошо отработана на руднике.

Во вторую стадию отрабатываются и закладываются междукамерные целики, при низком качестве товарной руды целики могут не извлекаться.

Технология добычи руды системами с открытым очистным пространством или с магазинированием руды с последующей закладкой выработанного пространства потребует, учитывая значительный объем добычи на месторождении Гужумсай, большого количества эксплуатационных блоков, одновременно находящихся в работе, поскольку все процессы технологического цикла проводятся последовательно один за другим. Такая технология добычи руды может быть рекомендована для отработки обособленных рудных тел и в начальный период освоения горизонта Выбор эффективной технологии разработки крутопадающих сближенных рудных тел разных мощностей с закладкой выработанного пространства должен основываться на следующих положениях:

• -сохранение земной поверхности, на которой располагаются охраняемые объекты;
• -эффективной отработке сближенных рудных тел;
• -максимальное использование комплексов самоходного оборудования.

Все эти задачи решаются внедрением систем разработки с закладкой выработанного пространства с использованием самоходного оборудования на всех стадиях добычи полезного ископаемого, а также с групповой и централизованной подготовкой и нарезкой блоков с применением, как традиционных восстающих, так и наклонных транспортных выработок (съездов).

Использование самоходной техники, как убедительно подтверждает практика передовых рудников, требует, прежде всего, изменения схем подготовки и нарезки блоков:

При использовании переносного или стационарного оборудования и на первых этапах внедрения самоходной техники используются схемы индивидуальной или групповой подготовки и нарезки блоков с помощью серии восстающих, то при массовом внедрении самоходной техники потребуется групповая и централизованная подготовка и нарезка блоков с использованием как восстающих, так и наклонных транспортных выработок (съездов).

Централизованная или групповая подготовка и нарезка залежей с помощью наклонного съезда имеет следующие преимущества:

• — обеспечивает многозабойную организацию труда самоходной техники практически на всем протяжении времени подготовки и нарезки блоков, что приводит к повышению коэффициента использования самоходной техники и увеличению скорости проходки горных выработок на 20−25%. а, следовательно, ускорению ввода блоков в эксплуатацию;
• — способствует росту производительности труда на проходческих работах;
• — обеспечивает доставку оборудования и материалов на подэтаже и в забое с помощью основного (погрузочно-доставочных машин) и вспомогательного транспортного оборудования;
• — позволяет улучшить обслуживание и ремонт всей техники в централизованном порядке (в подземных мастерских) и доставлять самоходное оборудование на подэтажи без монтажно-демонтажных работ, что увеличивает надёжность и срок работы техники;
• — значительно улучшает проветривание (за счёт увеличения сечения воздухоподающей выработки-съезда) и, соответственно, санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих;
• — уменьшает число вертикальных выработок, являющихся местами повышенной опасности, как при проходке, так и при эксплуатации.

Причина крайне незначительного распространения самоходной техники при разработке жильных месторождений заключается не только в отсутствии этой техники, как это иногда отмечается в печати, но и в недостаточном числе эффективных технологических схем, обеспечивающих возможность передвижения машин в очистные забои. Поэтому необходимость изысканий в данном направлении очевидна.

Предлагаемая технология позволяет повысить интенсивность и концентрацию горных работ, сократить объемы наиболее трудоемких горнопроходческих работ за счет увеличения размеров блоков, уменьшения количества рудоспусков и исключения ряда выработок на основных и промежуточных горизонтах Практикой разработки сближенных рудных тел установлены общие принципы развития подготовительных работ в выемочных блоках:

• -подготовка блоков, включающих в себя сближенные рудные тела должна быть комплексной, необходимо подготавливать все рудные тела эксплуатационного блока или максимальновозможное их число с учетом ввода в эксплуатацию в первую очередь наиболее мощных и богатых по содержанию рудных тел, обеспечивающих максимальную производительность блока или эксплуатационного участка;
• -необходимо предусматривать возможность одновременной отработки двух и более сближенных рудных тел, если прослои пустых пород, а также, рудные тела, расположенные между ними образуют достаточный предохранительный целик;
• -основную подготовительную выработку в эксплуатационном блоке или участке, разрабатывающем систему сближенных рудных тел необходимо проводить по рудному телу, обеспечиваемому удержание этой выработки на возможно большом протяжении, а подготовительные выработки для остальных рудных тел сбивать с основной подготовительной выработкой;
• -с учетом различных этапов ввода рудных тел в эксплуатацию можно использовать одни и те же подготовительные выработки для нескольких целей: буровые доставочные выработки рудных тел, вводимые на втором или третьем этапе могут служить вентиляционными или закладочными для рудных тел, водимых на первом этапе.

Эти принципы позволяют вывести эксплуатационные блоки в кратчайший срок на максимальную производительность и заданное качество товарной руды, а кроме того при использовании подготовительных выработок различных рудных тел ускоряется ведение проходческих работ, облегчаются условия проходки и снижается общий объем горно-подготовительных работ по эксплуатационному блоку или участку.

На втором этапе строительства вскрытого горизонта необходимо определить места заложения участковых транспортных съездов, обеспечивающих доступ самоходной техники на любой уровень в пределах отрабатываемого этажа. Отработка запасов производится системами разработки, при-которых закладка является одним из процессов, осуществляемых при очистной выемке камерных затесов выемочного участка.

Участковый транспортный съезд предназначен для обеспечения доступа людей и самоходной техники на любой рабочий уровень (подэтаж) к местам производства работ (проходческие и очистные забои) и транспортировки отбитой горной массы из забоев до рудоспуска или мест перегрузки горной массы в транспортные средства большей грузоподъемности.

Участковые транспортные съезды позволяют резко повысить интенсивность очистной выемки засчет применения высокопроизводительного оборудования, обеспечения этого оборудования необходимым фронтом работ, повышения уровня использования парка самоходных машин за счет работы в нескольких забоях. При этом достигается высокая концентрация горных работ и транспортных потоков отбитой горной массы.

Применение участковых транспортных съездов позволяет несколько снизить объем проходки восстающих выработок, самого трудоемкого и опасного, в настоящее время, класса горных выработок. Большинство восстающих выработок проходится на длину одного — двух подэтажей (10 — 20 м) и проходка их не представляет большого труда. При благоприятных горнотехнических условиях появляется возможность комплексной механизации ряда вспомогательных процессов (крепления, оборки кровли, механизированного заряжания шпуров и скважин, монтажных работ и т. д.).

Появляется возможность усреднения добытой руды в аккумулирующих рудоспусках и стабилизации качества добытой руды путем регулирования нагрузки на очистные забои.

Немаловажным достоинством применения участковых, наклонных съездов является возможность прирезки части запасов нижележащего горизонта (этажа) в случае отставания строительства нижележащего горизонта и образования дефицита подготовленных запасов действующего горизонта.

Участковый транспортный съезд закладывается в безрудной зоне, где отсутствуют крупные геологические нарушения, как правило, со стороны лежачего бока подготавливаемых рудных тел. Объем подготавливаемых участковым транспортным съездом запасов должен быть не ниже установленной годовой производительности выемочного участка. При выборе места заложения участкового транспортного съезда должно быть учтено расположение и состояние ранее пройденных выработок вышележащего горизонта, если они существуют.

Практика работы рудников, использующих самоходную технику, показывает, что наиболее оптимальный угол наклона участкового наклонного съезда на прямолинейных участках составляет 9°, при этом угле наклона минимальные затраты на оборудование выработки, при угле наклона свыше 10° требуется дополнительное оборудование выработки перилами и устройство трапов (сходней). При подходе прямолинейного участка наклонного съезда к местам зарезки подэтажных выработок и устройству поворотов, выработка выполаживается (угол наклона выработки на участке 8 — 10 м в среднем 4,5°), длина горизонтального участка в,/местах зарезки подэтажных выработок 15 -20 м. В местах поворота наклонного съезда устраивается горизонтальный участок длиной 10 — 15 м, из которого проходятся сбойки с технологическими выработками наклонного съезда (восстающими, рудоспусками) или зарезаются подэтажные выработки. Поворот выполняется на 90°, радиус поворота по средней линии принят :6,75 м, исходя из работы в наклонном съезде погрузочно-транспортных машин (ПТМ) грузоподъемностью до 4 тонн (емкость ковша до 2 куб м) и одно — или двухстреловых буровых установок типа DD. Учитывая разнообразие марок самоходного оборудования используемого при проходке выработок на руднике, необходимо предусмотреть возможность применения машин большего типоразмера задействованного на строительстве выработок откаточного горизонта и углубке капитального уклона (погрузочно-транспортные машины грузоподъемностью 6 тонн). Необходим запас сечения и при пересечении участковым транспортным съездом геологических нарушений, когда, как правило, приходится уменьшать сечение выработки, устанавливая крепление и возводя предохранительную крепь («козырек»), чтобы пересечь нарушение (смотри рис 3.2.3).

— Участковый транспортный съезд проходится сечением 11−12 кв. м в проходке с использованием основного комплекса проходческого оборудования (погрузочнотранспортных машин и одно — или двухстреловых буровых установок с гидроперфораторами) При проектировании трассировки выработок участкового транспортного съезда необходимо учитывать последующую технологию разработки выемочного участка. Участковый транспортный съезд располагается в середине выемочного участка в безрудной зоне, площадь выемочного участка транспортными ортами, проходимыми из участкового транспортного съезда, делится на выемочные панели шириной 80 — 100 м и высотой равной высоте этажа 60 м. Внутри выемочной панели предусматривается групповая подготовка рудных тел, которые отрабатываются в соответствии с принятым порядком отработки и использованием технологических схем отбойки руды в очистных камерах в зависимости от их мощности. Принятая высота подэтажа 10 метров, но предлагаемая конфигурация участкового транспортного съезда позволяет при благоприятных горнотехнических условиях вести отработку подготовленных запасов сдвоенным подэтажом или устроить два концентрационных горизонта и объединить транспортные потоки с нескольких подэтажей или панелей. Транспортировка отбитой горной массы предусмотрена или в рудоспуски или во временные склады с перегрузкой горной массы в дополнительные транспортные средства. Выработки, служащие в качестве временных складов используются как «гаражи» или разминовочные пункты для самоходной техники и проходятся одновременно с проходкой основного транспортного съезда.

На выбор рациональной технологической схемы проходки участкового транспортного съезда влияет порядок отработки рудных тел в пределах выемочной панели. При использовании для очистной выемки систем разработки с закладкой и восходящим порядком отработки или систем разработки с магазинированием и подэтажной отбойкой руды, чаще всего, используется технологическая схема проходки участкового транспортного съезда снизу вверх, позволяющая параллельно с проходкой транспортного съезда производить подготовку панели и ускорить время начала очистных работ, независимо от сроков окончания проходки съезда.

Таким образом, в условиях шахт Гужумсай рекомендуется использование дизельного самоходного оборудования на всех производственных процессах, что потребует принципиально нового подхода к проектированию, строительству, выбору способа вскрытия и подготовки месторождения, системам разработки, средствам механизации горных работ, схемам вентиляции и воздухоснабжения Важнейшим направлением решения этой задачи является:

• — совершенствование технологии очистных и проходческих работ, модернизация известных и создание новых систем разработки. Система подэтажных штреков с торцевым выпуском руды является одной из наиболее эффективных систем подземной разработки руд, широко применяемой во всем мире;
• — Использование самоходной техники, как убедительно подтверждает практика передовых рудников, требует, прежде всего, изменения схем подготовки и нарезки блоков;
• — При использовании для очистной выемки используется технологическая схема проходки участкового транспортного съезда снизу вверх, позволяющая параллельно с проходкой транспортного съезда производить подготовку панели и ускорить время начала очистных работ, независимо от сроков окончания проходки съезда;
• -Установлена техническая возможность эффективного применения оптимальных по габаритам и производительности комплексов самоходного оборудования в различных горно-геологических условиях и минимально необходимого сечения подготовительных и нарезных горных выработок
• — установлена, что система подэтажных штреков с торцевым выпуском руды является одной из наиболее эффективных систем подземной разработки руд, широко применяемой во всем мире.
• — При отработке запасов руд системой подэтажных штреков с применением самоходного оборудования необходимо обеспечить возможность переезда погрузочно-транспортных и самоходных буровых машин с горизонта откатки на подэтажные выработки

Выбран комплексы самоходного оборудования, применяемые в зависимости от сечения выработок.