Рудники цветных металлов и химического сырья России

В цветной металлургии системы с массовым обрушением начали интенсивно внедряться в послевоенные годы. Другие системы разработки мощных месторождений применяются теперь лишь при высоком содержании серы в руде, необходимости сохранить поверхность и т. п.

В настоящее время системы с массовым обрушением имеют почти исключительное применение: на рудниках Лениногорского полиметаллического комбината, разрабатывающих мощные и средней мощности пологие залежи очень крепких руд; на Macлянском руднике Зыряновского свинцового комбината при разработке мощных и средней мощности крутопадающих залежей очень крепких руд; на руднике «Заполярный» Норильского горнометаллургического комбината при разработке пологих залежей мощностью около 20 м с крепкой, но трещиноватой рудой; на руднике «Молибден» Тырны-Аузского комбината при разработке мощной крутопадающей залежи очень крепких руд; на рудниках полиметаллического комбината Сихали при разработке крутопадающей залежи средней мощности и нижней части наклонной мощной залежи крепких руд; на Салаирском руднике при разработке мощной крутопадающей залежи крепких руд.

Камерные системы с этажным обрушением целиков испытываются также на Дегтярском медном руднике и применяются на Березовском полиметаллическом руднике при разработке крутопадающих участков залежей с крепкой рудой.

Нa Тырны-Аузском месторождении главное рудное тело сложено монолитными скарнами уранит-пироксинового состава с коэффициентом крепости 18—20. В висячем боку залегают сильнотрещиноватые биотитовые роговики с коэффициентом крепости 12—14, а в лежачем боку — монолитные мраморы с коэффициентом крепости 8—10.

Мощное рудное тело имеет и плане форму подковы. Угол падения его 60—80°. Применяется камерная система разработки с этажным обрушением целиков.

Высота этажа 75 м. В наиболее мощной части рудного тела разрабатывают камеры вкрест простирания, ширина камер 21 м, междукамерных целиков 12 м, высота подэтажа 8—10 м.

Отбивают руду сосредоточенными зарядами и в последние голы глубокими скважинами. При минной отбойке как в камере, так и в целике проходят на каждом подэтаже по одному орту, из которого делают минные рассечки через 8 м. В этих рассечках укладывают сосредоточенные заряды по сетке 8x8 м, место пересечения рассечек с подэтажным ортом забучивают рудной мелочью. В камерах отбивают руду вертикальными слоями на отрезную щель сразу по всей высоте камеры. Иногда обрушают одновременно по два слоя и более.

Кондиционный размер куска руды 600—700 мм. Выпускают руду непосредственно в люк, к рудоспуску, имеется контрольный ходок. При образовании заторов в выпускных дучках и появлении больших глыб руды выпуск приостанавливают и производят вторичное дробление взрывным способом. Дучки, пройденные сечением 2х2 м, в связи со взрыванием фугасов расширяются примерно до 3x3,5 м.

При отбойке скважинами буровые орты располагаются в междукамерных целиках в шахматном порядке. Скважины бурит горизонтально станками БЛ-100П-1, скорость бурения 2—3 м/смену, л.н.с. 3,5 м, расстояние между скважинами в ряду 3—5 м.

Для заряжания скважин применяется пневматический аппарат ПЭС-100, сконструированный работниками Северо-Кавказского горнометаллургического института совместно с работниками рудника. Этот аппарат увеличивает вес заряда в 1 м скважины диаметром 106 м с 6,5 кг при ручном заряжании до 8,5 кг и почти вдвое ускоряет процесс заряжания. Испытываются приборы для заряжания минных камер и шпуров в проходческих забоях.

На Текелийском полиметаллическом руднике разрабатывают мощную залежь с углом падения 60—70°.

Руды, вкрапленные с содержанием серы 5—12%, коэффициент крепости 8—12. Рудное тело по всем направлениям разбито трещинами кливажа, у висячего бока и в середине залежи наблюдается наиболее густая сеть трещин, у лежачего бока руда крепче и устойчивее. Породы висячего бока разбиты сетью трещин и тектонических нарушений, на контакте с ручным телом залегает непромышленная руда. Породы лежачего бока более устойчивы.

Верхнюю часть месторождения отработали слоевым обрушением. В 1947 г. начали испытывать этажное самообрушение, и в течение приблизительно 10 лет эта система была основной па руднике.

Большинство блоков подготавливали с горизонтом грохочения, выработки его закрепляли деревом. Выпускные воронки и низкую подсечку образовывали шпурами. Отрезку со стороны лежачего бока производили сплошной щелью, а по простиранию подэтажными ортами (у слабого висячего бока не проходили отрезных выработок).

Для ускорения обрушения блока взрывали сосредоточенные заряды на подэтажах. Выход негабаритов был значительный.

Производительность труда забойного рабочего составляла 23 т/смену.

На участках залежи с более устойчивой рудой применяли камерную систему с этажным обрушением целиков. Камеры разрабатывали в две стадии, вынимая в первую стадию продольную щель шириной 5 м шпуровым методом, потолкоуступным забоем с магазинированием. В остальной части камеры первоначально отбивали руду на отрезную щель сосредоточенными зарядами и этим же методом производили этажное обрушение целиков. В последующем, во избежание самообрушения целиков, стали отбивать руду в камере на продольную щель этажными скважинами, применив этот же метод отбойки для обрушения междукамерных целиков.

На руднике происходили пожары, возникшие, еще при отработке первого блока этажным самообрушением в 1949 г.

Взамен этажного самообрушения приблизительно с 1958 г. стали внедрять этажное принудительное обрушение с отбойкой скважинами, которые бурили станками СБ-4 и БМК-26 со скоростью 2—2,5 м/смену. Эта система применялась в варианте с вертикальными компенсационными щелями, образуемыми вкрест простирания залежи, на которые обрушали руду вертикальными веерами скважин.

В связи с продолжающимися пожарными явлениями предполагают заменить системы с массовым обрушением другими системами разработки.

Ho руднике «Верхний» полиметаллического комбината Cихали отрабатывают системой с этажным обрушением целиков наклонную часть рудного тела. Коэффициент крепости руды 10—12, объемный вес массива 3,35 т/м3. Мощность залежи составляет 20—30 м, уменьшаясь на флангах до 10 м. Породы висячего бока устойчивы, но близ контакта с рудой ослаблены.

Камеры шириной 15 м отработаны с отбойкой руды горизонтальными штанговыми скважинами из магазинов. Целики шириной 5 м должны быть разбурены продольными вертикальными веерами глубоких скважин. Проектом предусмотрена принудительная посадка слоя пород висячего бока вместе с обрушенном целиков.

При выемке камер производительность труда бурильщика составила около 50 т/смсну, забойного рабочего 16 т/смену.

На 2-м Советском руднике того же комбината отработали столообразную залежь оруденелых геденбергитов мощностью до 25 м, в среднем 10 м. Руда устойчивая, коэффициент крепости руды 10—12, объемный вес в массиве 3,4 т/м3.

Применялась камерная система с отбойкой руды из магазином и этажным обрушением целиков.

Месторождение вскрыто штольней, капитальным рудоспуском непосредственно у рудного тела и вспомогательным шахтным стволом. Руду из очистных блоков скреперовали непосредственно в ответвления капитального рудоспуска, необходимость в этажной откатке руды полностью исключалась.

Высота этажа около 50 м, отбойка в камерах шпуровая, подсечка — траншеями с выпускными щелями шириной 3,5 м. Скреперные лебедки применяют небольшой мощности — около 15 квт. При расстоянии доставки до 40—50 м производительность лебедки 39—40 т/смену.

Производительность камеры составляла около 5000 т/мес. Производительность труда на очистных работах бурильщика 31 т/смену, забойного рабочего 10 т/смену. Расход BB 0,8 кг/т. Целики обрушены сосредоточенными зарядами.

Нa апатитовых рудниках нм. С.М. Кирова и Юкспор применено в широких масштабах этажное принудительное обрушение с минной отбойкой. Рудная линза горизонтальной мощностью 150—200 м на большом протяжении выходит на склон горы и падает под углом около 30°.

Коэффициент крепости руды в основном равен 6—8, объемный вес 3 т/м3. Руда устойчива, но как и покрывающие породы,

разбита трещинами, которые местами способствуют самообрушению подсеченного массива и увеличивают выход крупных кусков при отбойке. Наиболее богатая руда залегает у висячего бока.

Покрывающие породы — нефелиновые сиениты — вязкие с коэффициентом крепости 10—12, контакт залежи по висячему боку резкий, по лежачему расплывчатый. Коэффициент крепости пород лежачего бока 8—10.

Высота этажа около 40 м. В связи с наклонным падением залежи активная высота блоков у висячего бока снижается примерно до 25 м пли возрастает до 60—70 м за счет прирезки руды, оставленной при разработке вышележащего этажа.

Этаж делится по простиранию на блоки шириной 64 м, а блоки — вкрест простирания на ленты шириной 12, 24 или 36 м. Блок обычно отрабатывают от середины к бокам месторождения — для усреднения качества руды. Лепту обрушают последовательно по длине секциями шириной 12—15 м, секцию обрушают одновременно по всей высоте.

Выпуск в ленте производится одновременно из двух-четырех секций, с опережением в секциях, обрушенных ранее. Минимальное число секций, в которых производится выпуск, определяется необходимым фронтом работ, максимальное число ограничивается не более чем двух-трехмесячным запасом отбитой руды.

К обрушению очередной секции приступают после того, как из соседней секции выпущено 20—25% отбитой руды, что способствует уплотнению взрывом обрушенной ранее массы. Считают, что такой объем частичного выпуска соответствует максимальному вторичному разрыхлению уплотненной руды и не вызывает опускания ее поверхности.

В отдельных случаях обрушают принудительно сосредоточенными зарядами нижний слой покрывающих пород толщиной 10—15 м.

Блоки подготавливают с горизонтом грохочения, испытывается горизонт скреперования.

Высота минного подэтажа составляет преимущественно 10—12 м. Сосредоточенные заряды помещаются в минных карманах с забутовкой мелкой рудой и без забутовки. В последнем случае дробление руды не хуже, но и затраты не меньше, так как вместо минных карманов приходится проходить больше минных штреков.

Однако при минной отбойке без забутовки резко улучшаются условия труда и облегчается механизация проходки и заряжания выработок.

Подготовка блока (до начала очистной выемки) занимает 8—12 мес. Производительность блока составляет 50—70 тыс. т/мес (выпускают 600—700 т/смену при четырехсменной; работе). Производительность труда рабочего по участку 18 т/смену; удельный расход BB 350—500 г/г на отбойку, 150 г/т на вторичное дробление, всего 480—550 г/т; потери руды в среднем 8—10%, разубоживание 7—8%, извлечение чисток руды до начала разубоживания 50%.

На руднике Юкспор внедряется отбойка руды скважинами. Удельный вес се в 1950 г. уже составил 20% и резко вырос в 1960 г. На руднике им. С.М. Кирова отбойка руды скважинами в 1960—1960 гг. применялась преимущественно при опытных работах в связи с тем, что разрабатываемый этаж был уже подготовлен ранее для минной отбойки.

Скважины бурятся станками БА-100, производительности бурения около 10 м/смену (данные 1950 г.).

Удельный расход BB при отбойке скважинами составляет 210 г/т на первичное дробление и 100 г/т на вторичное.