Выбор эффективного варианта системы разработки для условий Чадакского месторождения

Для безопасности работы бурильщика частичный выпуск должен производиться в блоке только в ту смену, в которую не ведут бурения.

В остальном выпуск и доставка руды освещены выше.

В период отбойки руды работы носят цикличный характер. При трехсменной работе обычно в I-ую смену производят оборку кровли, планировку поверхности отбитой руды и бурение; во II-ую смену - бурение, вторичное дробление крупных на поверхности магазина кусков руды, отбитых предшествующим взрывом, заряжание и взрывание пробуренных шпуров или скважин. Затем забой проветривается; в III-ю смену-частичный выпуск руды (включая вторичное дробление ее в специальных выработках по мере выпуска).

При четырехcменной работе одну смену часто отводят для  проветривания и иногда для оборки кровли и планировки поверхности магазина.

Бурильщиков обычно объединяют в сквозную (работающую все смены) бригаду. Иногда в нее вводят и  рабочих, занятых на выпуске руды, с тем чтобы заинтересовать бурильщиков в соблюдении паспорта буровзрывных работ и разбивке негабаритных кусков на поверхности магазина, но эта мера не всегда эффективна, так как руду, отбитую в верхней части камеры, выпускают лишь через несколько месяцев.

При пониженной устойчивости боковых пород для их поддержания применяют вместе с магазинированием руды штанговую крепь, а в маломощных залежах - штанговую или распорную крепь.

Свежий воздух поступает  в камеру с откаточного горизонта  по восстающему через сбойки и омывает забой, проходя между кровлей и отбитой рудой. Загрязненный воздух отводят по другому восстающему. Горизонт вторичного дробления (если он имеется) проветривают отдельной струей.

Охрана труда. В отношении  размеров камер и целиков и  перекрытия восстающих правила те же, что и для предыдущих систем разработки.

Перед бурением в начале каждой смены должны производиться осмотр и оборка кровли. Запрещается вход в магазин во время выпуска руды, а также на все последующие время после начала общего выписка руды.

Запас отбитой руды. При  отбойке из магазинов рудник (или  участок рудника) получает две трети добываемой руды за счет общего выпуска из камер, в которых закончена отбойка. Необходимо иметь достаточный фронт работ по общему выпуску руды. Поэтому помимо подготовленных и готовых к выемке запасов рудник должен иметь и определенный запас отбитой руды. Необходимая величина его может быть найдена из расчета, что камеры отбиваемые и камеры выпускаемые заполнены отбитой рудой в среднем наполовину. Значит, при коэффициенте разрыхления 1,4 средний запас отбитой руды в одной камере составляет 0,5:1,4 = 0,35 ее запаса в массиве. Этого запаса в сумме по отбиваемым и выпускаемым камерам хватает в среднем на срок

 

t=0,35(t_отб+t_вып),

 

где t_отб - средняя продолжительность отбойки (и частичного выпуска) камеры, мес.; t_вып - средняя продолжительность общего выпуска руды из камеры, мес.

Запас отбитой руды на руднике (участке) должен быть таким, чтобы  его хватило на следующее число  месяцев работы:

 

N_t=0,35(t_отб+t_вып)m,

 

где m- коэффициент неравномерности запаса камер и интенсивности работ, равный 1,1-1,5; большие значения принимаются при меньшем числе камер, менее равномерной мощности залежи и непостоянных других горнотехнических условиях.

Маркшейдерская служба следит за тем, чтобы запас отбитой руды не снижали против необходимой величины.

Технико-экономическая характеристика и сравнительная оценка. Показатели приведены в табл. 1.

 

Таблица 1. Показатели выемки камер с отбойкой из магазинов при крепкой руде

Показатели	При мощности залежи 0,2-1,5м	При мощности залежи 2-5м	При мощности залежи 7-10м
Производительность камеры, т/мес	500-1500	1500-5000	5000-10000
Производительность труда забойного рабочего, т/смену	5-12	7-15 и до 30	20-40
Потери руды, %	10-20	7-15	3-10
Разубоживание руды, %	15-80	5-10	2-3
Расход подготовительно-нарезных выработок, м3/1000т		7-9	4-6

 

Таким образом, достигаются  относительно высокие показатели производительности забоя и производительности труда, а также извлечения руды при правильном контакте лежачего бока (при делении запаса на камеры и целики, указанные достоинства относятся к выемке камер). Разубоживание может быть небольшим при мощности залежи не менее 1-1,3 м и устойчивых боковых породах.

Исключается надобность в том, чтобы для отбойки руды проходить специальные выработки или устраивать рабочие полки (как при системе разработки с простой распорной крепью, рассматриваемой ниже). Наличие замагазинированной руды облегчает усреднение качества рудной массы по шахте и бесперебойную работу шахты при временных затруднениях с отбойкой.

С другой стороны, магазинирование связано с временным омертвлением средств, затраченных на подготовку блоков и отбойку руды. Неисполняемое расходование запаса отбитой руды, возможность чего трудно исключить полностью, может привести к снижению добычи руды на период, пока не будут замагазинированы новые камеры в необходимом числе.

Часть отбитой руды теряется в неровностях лежачего бока, что  особенно ощутимо в маломощных залежах.

Ширина очистного пространства во избежание заклинивания в нем  отбитой руды должна быть не менее 1-1,3 м, что связано с увеличением (до 50-80 %) разубоживания руды при разработке жил меньшей мощности.

При оставлении временных  целиков имеются те же недостатки, что и при системах этажно-камерной и с подэтажной отбойкой.

Экономическое сравнение  системы с отбойкой из магазинов с другими системами производится по условию максимального дохода с учетом различной выемочной мощности при разработке тонких жил и различных потерь отбитой руды в неровностях лежачего бока.

 

2.4. Анализ потерь и разубоживания руды при данных системах разработок

 

При подземной разработке Чадакского рудного месторождения обычно извлекают только 85-95% запасов.

Неизвлекаемую часть  подлежащих отработке балансовых запасов принято называть потерями руды (полезного ископаемого).

Наряду с потерями, которые характеризуют извлечение полезного ископаемого из недр с количественной стороны, существует и качественная характеристика извлечения - разубоживание руды, т. е. снижение содержания полезного компонента в добытой рудной массе по сравнению с содержанием его в массиве руды [6, 8].

Неоправданными следует  считать те потери, которые связаны  с неправильным ведением горных работ по ошибке, по небрежности и т. п. Но есть потери, имеющие другие причины и предопределяемые экономическими соображениями. Дело в том,1 что повышение извлечения руды из недр нередко требует затрат, превышающих ценность дополнительно извлеченной в связи с этим руды. Поэтому требования к уровню извлечения руды при добыче определяются бережным отношением не только к естественным ресурсам, но и к общественному труду, т. е. в конечном счёте диктуются не только техническими, но и экономическими соображениями. Существует некоторый оптимум этого уровня - нормативы потерь, которые и следует соблюдать.

Возрастание разубоживания  руды вызывает увеличение затрат на транспорт и переработку рудной массы, но иногда позволяет удешевить отбойку руды в связи со спрямлением выемочных контуров и т. п. Поэтому для разубоживания в конкретных условиях также существует оптимум, при котором сумма материально-трудовых затрат по добыче и переработке рудной массы, отнесенная на 1 т металла или концентрата, будет минимальной. И увеличение, и уменьшение разубоживания по сравнению с этим оптимумом экономически нецелесообразно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

РУДНИКА ЧАДАК

 

3.1. Факторы,  влияющие на выбор системы  разработки

 

Факторы, влияющие на выбор  системы разработки, принято делить условно на постоянные, учитываемые в любых случаях, и переменные, которые выдвигаются как ограничения в неблагоприятных случаях.

Постоянные факторы: устойчивость руды и вмещающих пород, мощность и угол падения рудного тела.

Переменные факторы: склонность руды к самовозгоранию, слеживанию; высокая крепость руды; необходимость  сохранения земной поверхности; наличие в рудном теле включений пустых пород или забалансовых руд; характер контактов залежи (в отношении их четкости и правильности); большая глубина разработки; необходимость интенсивной разработки месторождения; наличие или отсутствие дешевых местных материалов для твердеющей закладки, определяющее возможную ее себестоимость. Сюда же можно отнести и ценность руды, учитываемую в экономическом сравнении систем.

Наиболее важными факторами, влияющими на выбор систем разработки, являются физико-механические свойства вмещающих факторов и руды и характер их взаимосвязи. Влияние этих факторов постоянно меняется. В настоящее время, благодаря интенсификации горных работ, созданию экономичных и надежных способов крепления очистного пространства и вмещающих пород при малоустойчивых и неустойчивых породах все чаще применяются камерные и камерно-столбовые системы разработки, которые ранее имели ограниченную область применения.

Влияние угла падения  залежи на выбор системы разработки также постоянно изменяется. Во многих случаях оно сказывается в том, что приходится решать вопрос о дополнительных эксплуатационных затратах. Сравнительно недавно некоторые специалисты считали, что при разработке рудных залежей средней мощности и мощных (до 15-20 м) с углами падения 40-45^о, залегающих в сравнительно неустойчивых породах, применимы лишь системы разработки, при которых доставка руды в очистных забоях осуществляется средствами механизации. Считалось, что системы с открытым очистным пространством в данном случае неприменимы. Однако благодаря оригинальному решению вопроса и некоторому увеличению эксплуатационных расходов (на бурение и взрывание) стало возможным отрабатывать такие залежи системой с открытым очистным пространством. Доставка руды при этой системе осуществляется под действием силы взрыва.

При системах разработки, в которых предусматривается  постоянное нахождение горнорабочих в очистных забоях, фактор устойчивости руды проявляется наиболее сильно. Однако удельный вес таких систем в общей добычи руды постоянно уменьшается.

На выбор системы  разработки влияет ценность руды. Высокое  содержание металлов в руде, принимаемое часто за основной показатель ценности руды, в общем случае не может полностью характеризован степень целесообразности применения той или иной системы разработки. Оно имеет определенное значение лишь с экономической точки зрения, как отдельный признак ценности и полезности руды.

Такой фактор, как размеры  месторождения, ранее имел несколько  меньшее значение из-за ограниченности средств для строительства крупных предприятий. В настоящее время он может стать главным при определении ценности руды и месторождения в целом. Добыча и переработка весьма богатой по содержанию руды небольшого по размерам месторождения, расположенного в неблагоприятных географических условиях, часто оказывает далеко не выгодной с народнохозяйственной точки зрения.

Значения фактора глубины  разработки при выборе систем в основном оценивается путем экономического расчета и с точки зрения безопасности работ. В настоящее время все более необходимой становится конкретная и детальная оценка систем разработки с точки зрения безопасности и экономичности работ.

Прежде всего, система  разработки должна обеспечивать необходимую  безопасность и нормальные условия  труда горнорабочих. Разный уровень безопасности работ при различных системах разработки определяется состоянием рабочих мест, видом применяемого оборудования и количеством производственных процессов.

Анализ фактических  данных рудников показывает, что с  точки зрения безопасности труда  значительно предпочтительнее системы разработки, при которых выше уровень механизации работ, рабочие находятся постоянно в выработках небольшого сечения, а число производственных процессов минимально. При этом в разных горно-технических условиях и разных горнорудных районах соотношения травматизма при различных системах разработки несколько отличаются.

При выборе необходимо по возможности оказываться от потенциально более опасных систем разработки. Немаловажным является и выбор горного  оборудования. Так, при одних и тех же системах разработки применение самоходного оборудования позволяет в 1,5-2 раза снизить травматизм.

Системы разработки должны также сравниваться на основе конкретных данных по запыленности рудничного воздуха при проведении выработок и на очистных работах в соответствии с их удельным весом в добыче, уровнем запыленности воздуха на рабочих местах по всем процессам и затратам труда на различных стадиях добычи.

Рассматривая фактор пожароопасности месторождений, можно  отметить, что в настоящее время в известной мере утратили значение выводы многих специалистов о неприменимости систем разработки подэтажного и этажного принудительного обрушения, для условий медно-колчеданных месторождений. Благодаря разработке и внедрению методов противопожарной профилактики системы этажного и подэтажного обрушения находятся довольно широкое применение и обеспечивают высокий экономический эффект, несмотря на некоторое увеличение затрат на противопожарную профилактику. Фактор пожароопасности в данном случае утратил решающее значение.