17.01.2021

Схемы подготовки рудных месторождений к разработке


Крупные месторождения делят на шахтные поля протяженностью до нескольких (1—3) километров.

Для последующей разработки месторождения шахтное поле разбивают на более мелкие элементы (части).

Подготовка рудного месторождения к разработке заключается в проведении транспортных и вентиляционных выработок, которые делят шахтное поле на части, удобные в последующем для ведения очистных работ.

Горизонтальные и пологие месторождения делят на панели (рис. 4.1), наклонные, крутонаклонные и крутые — на этажи (рис. 4.2), т. е. осуществляют панельную или этажную подготовку.

Панельная подготовка включает в себя три способа:

1. Панельная с камерами, расположенными между главными штреками.

2. Панельная с камерами, расположенными между панельными штреками.

3. Панельно-столбовая.

Этажную подготовку можно осуществлять двумя способами:

1. Этажная для крутых и крутонаклонных залежей.

2. Этажная для свиты мощных пологих и наклонных залежей.

Основное требование к подготовке месторождений — выбрать такие способы подготовки и систему разработки, чтобы число подготовительных и нарезных выработок было минимальным. В лучшем случае оно равно 2—3 м на 1000 т добытой руды, в худшем — до 10—15 м.

Подготовка и нарезка месторождения должны быть произведены так, чтобы обеспечивалось хорошее проветривание очистных выработок, соблюдались правила безопасного ведения горных работ, затраты на подготовку были минимальными, обеспечивались благоприятные условия для доставки оборудования, материалов и людей.

При панельной подготовке горизонтальную или пологую залежь делят штреками на панели, которые, в свою очередь, делят либо на камеры и целики, л ибо на столбы, отрабатываемые по системам с обрушением вмещающих пород (рис. 4.3). Шахтные поля небольших размеров делят на панели главными штреками, которые проводят от главного и вентиляционного стволов шахт. Ho в большинстве случаев из главных штреков проводят еще и панельные штреки, которыми ограничиваются панели.

Главные и панельные штреки могут быть как рудными, так и полевыми. К полевой подготовке прибегают при неправильной форме почвы залежи, когда строго по почве залежи невозможно пройти транспортные выработки.

При панельно-камерной схеме подготовки камеры могут быть расположены между главными или панельными штреками. Вентиляционные штреки проводят по оси камер.

При панельно-столбовой подготовке из панельных штреков проводят выемочные штреки, делящие панель на столбы.

Размеры панелей определяются, во-первых, конфигурацией и размерами шахтного поля, во-вторых, параметрами принятой системы разработки. Обычно длина камер составляет от нескольких десятков метров до нескольких километров. Длина лав не превышает 150 м, длина заходок — 20—30 м.

При разработке крутых и крутонаклонных залежей шахтное поле делят на этажи, а этажи — на блоки. Этаж представляет собой такую часть шахтного поля (месторождения), которая ограничена по простиранию размерами этого поля, по падению — откаточным и вентиляционным штреками. Часть этажа, ограниченная восстающими или условными границами, называется блоком. Блок — выемочная единица, в пределах которой сосредоточены основные работы по добыче руды. Длина блока определяется либо условиями транспортирования руды в пределах блока, либо устойчивостью камеры, образующейся в блоке в процессе выемки руды. При скреперной доставке оптимальная длина блока 50 м, при применении на очистной выемке самоходных погрузочно-транспортных машин длину блока увеличивают до нескольких сотен метров.

Расстояние по вертикали между штреками, ограничивающими этаж, называется высотой этажа. Она колеблется от 30—40 до 80—100 м, иногда достигает 200—250 м.

Высота этажа зависит от горно-геологических условий и ряда технологических факторов. Если месторождение имеет выдержанные элементы залегания (форму, размеры, угол падения), то высоту этажа принимают большой; если эти элементы резко меняются — высоту этажа принимают минимальной.

За тот промежуток времени, в течение которого отрабатывают один этаж, нужно подготовить новый. Если время отработки этажа меньше времени его подготовки, то высоту этажа увеличивают или одновременно подготавливают 2—3 этажа.

При системах разработки, в которых забой перемещается снизу вверх и немеханизирована доставка людей в этом направлении, высоту этажа принимают небольшую (30—50 м). При применении самоходных погрузочных машин на очистной выемке система разработки не влияет на высоту этажа.

Совершенствование способов отбойки руды позволяет значительно увеличивать высоту этажа.

Этажи, как правило, разрабатывают сверху вниз, т. е. первым отрабатывают тот, который ближе к поверхности, затем следующий за ним. В сложных гидрогеологических условиях верхний этаж может оставляться в качестве защиты от проникновения в очистное пространство плывунов.

В отработке обычно одновременно находятся три этажа: в одном ведутся основные работы по добыче руды, в вышележащем дорабатывают оставшиеся запасы, а нижележащий вскрывают и подготавливают.

При необходимости временного оставления на верхних этажах невыработанных участков с бедными рудами и перехода на первоочередную отработку участков с более богатыми рудами на нижних этажах, в эксплуатации одновременно может находиться пять-шесть и более этажей. Это приводит к деконцентрации работ, необходимости поддерживать до 2—3 км горных выработок дополнительно на каждый оставленный блок.

Для того чтобы не образовывались «пиковые» ситуации, целесообразно начинать отработку в центре шахтного поля, подвигая ее к флангам, или, начав с флангов, подвигать к центру.

Для обеспечения необходимой производственной мощности шахты этаж может быть разбит на несколько участков длиной от 300 до 1000 м и в каждом из таких участков одновременно отрабатываться по два блока. Направление движения работ по выемке руды — от центра каждого участка к его флангам или от флангов — к центру (рис. 4. 4).

Отработка блоков в этаже в произвольном порядке является нарушением правильного ведения горных работ.

Расположение выработок на откаточном горизонте при этажной подготовке месторождений может быть следующим:

1. Откаточные штреки проводят по рудному телу.

2. Транспортный (откаточный) штрек проводят полевым и из него проводят квершлаги длиной 10—15 м для погрузочно-транспортных машин, с помощью которых осуществляется доставка руды к рудоспуску.

3. На откаточном горизонте проводят полевой штрек в лежачем боку и из него — квершлаги к рудному телу, переходящие в орты.

4. На откаточном горизонте кроме полевого штрека и ортов проводят еще рудный штрек у висячего бока, чтобы создать возможность кольцевого движения транспорта.

Первая схема наиболее простая. Она применяется при разработке жильных месторождений мощностью до 5—6 м. При этом часть стоимости подготовки месторождения окупается попутно добытой при проведении выработок рудой. Для поддержания выработок на вентиляционном горизонте достаточно оставления под штреком целика небольшой (3—5 м) толщины. Ho при отработке извилистого рудного тела скорость движения транспорта на откаточном горизонте ограничивается из-за большого числа поворотов и изгибов откаточного штрека, следующего за рудным телом. Схема приемлема при незначительном грузопотоке на горизонте.

Вторая схема применяется при разработке месторождений средней мощности по камерной системе и использовании погрузочно-транспортных машин.

Третья схема применяется при разработке крутых мощных месторождений, позволяет сохранить на вентиляционном горизонте полевой штрек при любой последовательности отработки этажей и блоков в пределах рудного тела. Благоприятны условия транспортирования (основной откаточный штрек на больших участках прямолинеен; составы нагружают в ортах, они не мешают движению транспорта по штреку).

Четвертая схема целесообразна при очень больших грузопотоках.

К подготовительным выработкам относят такие, которые проводят после вскрытия месторождения для подготовки к очистным работам его отдельных участков.





Яндекс.Метрика