Определение производительности рудника по горным возможностям в условиях пологих и наклонных месторождений

В этих условиях, как известно, возможная производительность рудника может быть определена только по числу и производительности действующих блоков или забоев.

Пологое и наклонное залегание позволяют вести очистную выемку одновременно в любых частях рудного тела, а следовательно, в очень большом числе блоков или забоев. Исключение составляют преимущественно следующие случаи;

1) сплошная выемка при небольших размерах шахтного поля или медленном надвигании забоев;

2) фронт работ жестко ограничивается требованиями управления кровлей, как например при камерно-столбовой системе, если необходимо систематически обрушать кровлю на отработанных площадях, при системах с массовым обрушением и устойчивых налегающих породах и т. п.;

3) очень трудоемкая система разработки (слоевое обрушение в условиях крепких руд и др.);

4) малый запас шахтного поля, что позволяет ограничиться коротким сроком службы шахты;

5) очень большая мощность месторождения, определяющая деление на этажи по мощности и длительную отработку блоков;

6) наличие нескольких рудных горизонтов, разрабатываемых последовательно;

7) сильная обводненность пород, ограничивающая порядок и скорость отработки месторождения условиями осушения и т.п.

В остальных случаях при пологом и наклонном падении месторождения и особенно при больших размерах шахтного поля горные возможности практически почти не ограничивают производительности рудника, снижаемую по экономическим соображениям. Причины жесткого ограничения числа блоков под очистной выемкой в условиях пологих залежей пока не выяснены.

Производительность рудников Лениногорского полиметаллического комбината, разрабатывающих мощные пологие залежи крепких руд, приходилось определять неоднократно: при их проектировании, строительстве, расширении и реконструкции, а также в перспективных планах работ.

При этом проектная производительность рудников всегда снижалась не горными возможностями, а амортизационными сроками или масштабами рудника и возможными сроками его расширения (пропускной способностью имеющихся транспортных средств, шахтных стволов и обогатительных фабрик, мощностью имеющейся компрессорной станции, объемом горнокапитальных и подготовительных работ па ближайшие годы, сроками строительства и монтажа новых шахтных стволов, обогатительных секций, получения оборудования и т. д.).

Пример 1. Рудник проектируется для разработки линзы с пологим падением и крепкой рудой. Средняя выемочная мощность линзы Мср=20, максимальная мощность Мmax=40 м, не считая отдельных блоков большей высоты. Рудная площадь линзы без охранных целиков S=250 тыс. м2, извлекаемый запас линзы 12 млн. т, содержание металлов в руде непостоянное. Система разработки — этажное принудительное обрушение, площадь блока s=4000 м2, производительность блока при полном нагрузке забоев р=500 тыс. т/год. Коэффициент извлечения рудной массы равен единице.

Темпы строительства рудника не ограничиваются ни организационными, ни экономическими условиями. Требуется найти производительность рудника по горным возможностям.

Опуская экономические соображения, считаем, что линза до начала эксплуатации может быть вскрыта, детально разведена и подготовлена к выемке на любой площади и что за счет расширенной системы вентиляционных выработок можно обеспечить одновременное проветривание любого числа забоев.

Возможный порядок разработки шахтного поля учтем коэффициентом снижения числа действующих блоков Кп=0,25 — расчета, что каждый блок в стадии общего выпуска окружен массивом или уплотнившимися обрушенными породами не менее чем с трех сторон и только с одной стороны к нему может примыкать блок, отработанный недавно, в котором породы еще не уплотнились.

Максимально возможная производительность рудника будет равна

где Кк — коэффициент, учитывающий усреднение качества руды, равный 0,8;

Кп — коэффициент, учитывающий неравномерность работ в связи с организационно-техническими неполадками и равный 0,85.

Срок существования рудника при этом (без учета периодов развития и затухания добычи) составит

Полученный срок во много раз меньше экономически выгодного срока существования крупного рудника. Таким образом, производительность рудника по горным возможностям оказывается гораздо больше приемлемой величины, причем разница заведомо перекрывает погрешности принятых положений и коэффициентов.

Отсюда не следует, что рудники в подобных условиях легко выполняют свою производственную программу, которая определяется здесь не горными возможностями, а масштабом построенного рудника.

Пример 2. Рудник проектируется для разработки пологой залежи средней мощности с крепкой рудой. S=250 тыс. м2: Мcp=7 м; Мmax=12 м (не считая отдельных более мощных участков); извлекаемый запас 4,5 млн. т; система разработки — камерно-столбовая без самоходного оборудования; s=2000 м2, р=81000 т/год; коэффициент извлечения рудной массы 0,9. Темпы строительства не ограничиваются, требуется определить производительность рудника по горным возможностям.

Как и и предыдущем случае, считаем, что имеется возможность вскрыть, детально разведать и подготовить к выемке любую часть месторождения до начала эксплуатации. Вопросов проветривания больших выработанных пространств и управления кровлей не касаемся, так как еще не выяснены связанные с этим требования к порядку разработки месторождения и интенсивности выемки.

Примем: Кц=0,25 (из расчета, что панели отрабатываются в шахматном порядке и в действующих панелях находится под очистной выемкой половина камер); КК=0,9; Kц=0,85.

Тогда P=1 150 000 т/год, а срок эксплуатации рудника без учета периодов развития и затухания добычи составит 4 500 000x0,9:1 150 000=3,5 года, что совершенно неприемлемо для крупной шахты.

Очевидно, и в этом случае максимально возможная интенсивность разработки месторождения выходит далеко за пределы необходимой на практике.

В подобных условиях расчет производительности рудника по горным возможностям обычно носит формальный характер; исходные положения и коэффициенты изменяются до тех пор, пока результат не снизится до ожидаемого уровня. Для этого выискиваются различные условные ограничения: максимально возможное число панелей или этажей в одновременной выемке, последовательность погашения блоков в панели или этаже, максимальные годовые объемы подготовительно-нарезных работ, динамика этих объемов и т. п. Считают, что эти ограничения необходимы для нормального развития работ, по по существу они отражают общепринятое мнение об экономически выгодном сроке существования рудника.

Поэтому в подобных условиях правильнее в общем случае производить расчет производительности рудника по горнотехническим условиям только для определения необходимого фронта горных работ.