Выбор эффективного варианта системы разработки для условий Чадакского месторождения

В зависимости от горно-геологических  и горнотехнических условий рассматриваемого месторождения необходимо проанализировать влияние всех основных факторов на выбор системы разработки. Рассматриваемые факторы обычно не имеют достаточно точного количественного выражения, в связи с чем невозможно дать им правильную объективную оценку. Такая оценка может быть сделана более или менее точно только при очень высокой квалификации эксперта, но даже при этом не исключается вероятность ошибки субъективного характера.

Некоторые специалисты, начиная с Ш.Н. Мамедова, при рассмотрении факторов, влияющих на выбор систем разработки, делят их на постоянные и переменные. Однако это деление, неправомерно хотя бы уже потому, что роль всех факторов, как уже упоминалось, постоянно изменяется.

Нет смысла считать мощность и угол падения залежи постоянными  факторами, а форму и размеры ее – переменными, так как мощность определяется размерами залежи. Нет смысла также относить устойчивость руды к постоянным факторам, а ее ценность, которая должна быть обязательно определена на любом месторождении и при любой системе разработки, – переменным. Неправомерно также считать устойчивость руды, т.е. ее определенное свойство в состоянии массива постоянным фактором, а слеживаемость руды, т.е. свойство той же руды, но в разрушенном состоянии – переменным. Устойчивость пород в массиве принимается за постоянный фактор, а например, свойства пород дробиться на мелкие куски и течь сквозь руды – за переменный. Совершенно очевидно, что как те, так и другие факторы характеризуют свойства пород и руд любого месторождения. На выбор систем разработки для конкретного месторождения оказывают большое влияние одни факторы, на выбор другого – другие.

 

 

3.2. Общие сведения о классификациях систем разработки

 

Значение классификации как основы изучения, совершенствования, сравнительной оценки и выбора систем разработки месторождений полезных ископаемых настолько очевидно, что доказывать и пояснять это нет необходимости. Общеизвестна также и особая трудность с классификации, которая в полной мере соответствовала целям и в то же время была научно обоснованной, достаточно простой и удобной для практического использования.

Отраслевое построение классификаций возникло в связи с давно утвердившимися разделением учебных курсов и соответственно всей горнотехнической  литературы на два раздела: разработка угольных и разработка рудных месторождений. Это все более усиливающее объясняется существенным различием современных систем подземной разработки угля и руд.

Системы разработки рудных месторождений отличаются исключительным многообразием. В настоящее время насчитывается более 200 только основных видов систем.

Возникновение множества систем разработки рудных месторождений и особую трудность создания их научной классификации можно объяснить двумя главными причинами .

Первая причина заключается в том, что самому понятию “системы разработки” придается широкий смысл. Это понятие выражает, с одной  стороны, сложную совокупность подготовительных, нарезных выработок, расположенных самым разнообразным образом в разрабатываемом месторождении, а с другой,— еще более сложный комплекс технологических операций очистной выемки.

В связи с этим системы разработки отличаются одна от другой очень большим числом признаков:

видом и расположением подготовительных и нарезных выработок в рудном массиве выемочного участка (блока, панели);

направлением продвигания очистной выемки блока относительно элементов залегания рудного тела— по простиранию, вкрест простирания, по восстанию, по падению (или снизу вверх и сверху вниз), комбинированию;

состоянием образующегося при этом очистного пространства — выемка открытым очистным пространством, с магазинированием руды, с закладкой, с креплением, с обрушением вмещающих пород, с обрушением и вмещающих пород;

построением и формой очистного забоя — сплошная, уступная, подэтажная, этажная, слоевая, заходками;

числом стадий очистной выемки блока — одностадийная, двухстадийная, многостадийная выемка;

способами отбойки и доставки руды при очистной выемке.

Сочетание этих основных признаков в различных комбинациях дает чрезвычайное множество известных и возможных систем разработки.

Казалось бы, что полную классификацию систем можно построить, пользуясь принципом сочетания указанных признаков. Однако попытки такого построения всегда приводили к созданию, вместо классификации, громоздких перекрестных перечней, мало полезных для практики и поэтому получивших признания.

Вторая причина трудности создания классификации, как основы для сравнительной оценки эффективности и выбора систем разработки примерно к рудным месторождениям различных типов, состоит в необычайном разнообразии месторождений по их форме, размерам, углу падения, условиям залегания, минералогическому составу, ценности физико-механическим свойствам руды, характеру вмещающих пород и др.

Известно, что если рудные тела отличаются одно от другого хотя бы по какому-либо одному из перечисленных элементов горно-геологической характеристики (например, только по углу падения или только по мощности или ценности руды), то это почти всегда приводит и к существенному различию систем, вплоть до нахождения их в разных классах.

Объединяя в классы, группы и виды системы, применяемые на месторождениях со сходной горно-геологической характеристикой, было бы, казалось, нетрудно создать классификацию, полезную в качестве основы равнения и выбора систем разработки.

Анализ классификаций и причин отказа от большинства из них позволяет следующим образом сформулировать требования, которым должна удовлетворять классификация, предназначенная способствовать изучению, сравнительной оценке и выбору систем.

1. В основу разделения систем на классы, классов на группы, групп виды и видев на варианты должны быть положены четкие, хорошо выдержанные принципы, основанные на отборе немногих, наиболее важных признаков, характеризующих системы разработки.
2. Не обязательно принимать в основу разделения класса систем группы один и тот же признак для всех классов. Напротив, учитывая особенности каждого класса систем, нужно пользоваться при их разделении на группы разными признаками, наиболее важными для характеристики этого класса. Это относится также к разделению систем в группах на виды и видов на  варианты.
3. Классификация не должна быть излишне обширной, разветвленной, но вместе с этим в ней по мере перехода от классов к группам и от групп к видам должно происходить объединение систем, все более сходных условиям применения, конструктивным признакам и технологии очистной выемки. Только такое объединение систем полезно для их сравнительной оценки и выбора.
4. Являясь основой для изучения отдельных систем и определяя достаточно отчетливо границы каждого класса, группы, вида, классификация должна в то же время отражать переходные формы систем между классами, между группами и между видами («гибриды»), которые неизбежно возникают в результате общего совершенствования горной техники и комбинирования приемов  разработки.
5. В классификации должны находить свое место все время возникающие новые системы разработки и их варианты.
6. В классификации необходимо в равной степени избегать как создания новых искусственных наименований систем, так и использован местных и случайных названий и терминов. Терминология в области с систем разработки нуждается в совершенствовании, но при этом нужно проявлять большую осмотрительность.

Основной классификационный признак. Какой же из трех главных признаков следует принять в основу разделения систем на классы, а затем на группы, виды и варианты.

В выборе первичного признака для разделения систем нужно руководствоваться, кроме ранее изложенных нами требований к классификации, как основе для изучения, сравнительной оценки и выбора систем разработки, также общими положениями о научных классификациях.

Известно, что в любой научной классификации наибольшее число несходных признаков должно быть между первичными, самыми крупными группами классификации, в нашем случае — между классами. В каждом последующем подразделении, т. е. в группах одного класса и далее — в видах одной группы, число таких несходных признаков должно уменьшаться. В результате самые мелкие, соседние подразделения, например, варианты или модификации систем одного и того же вида, будут различаться только по одному какому-либо признаку.

Следует отметить еще одно важное общее свойство научных классификаций. В них одни и те же объекты классификации не могут повтор в разных подразделениях (классах, группах и т. д.), подобно тому в одном подразделении не могут встречаться объекты, резко отличаются один от другого.

Из трех главных признаков для разделения систем разработки рудных месторождений на классы наилучшим образом отвечает всем рассмотренным требованиям признак порядок очистной выемки, который определяет состояние очистного пространства выемочного участка во время его раз работки.

Этот признак, являясь четким и практически очень важным, более чем все другие признаки, обеспечивает резкое различие между классами систем по условиям их применения, особенностям комплекса технологических операций очистной выемки и по основным показателям эффективности.

С другой стороны, каждый класс, выделенный по этому признаку, объединяет системы, сходные по условиям применения и показав эффективности. Одни и те же или близкие по совокупности ряда признаков системы не повторяются в разных классах.

Дальше будет выявлено наличие многих других достоинств разделения систем на классы по этому признаку.

Остальные признаки не удовлетворяют перечисленным основным требованиям или удовлетворяют им в значительно меньшей степени, чем знак состояние очистного  пространства.

 

3.3. Выбор и обоснование системы разработки для условий

рудника Чадак

 

В качестве единой классификации систем подземной разработки рудных месторождений во всей горной, геологической и маркшейдерской документации, в технической отчетности, в проектах и научно-исследовательских работах устанавливается классификация, в основу которой положен способ управления горным давлением (табл. 2). При комбинированных системах разработки предусматривается использование комбинаций способов управления горным давлением. Могут быть использованы комбинации целиков, искусственных опор, крепи, замагазинированной руды, закладки, обрушения вмещающих пород и другие.

При составлении технического проекта систему разработки необходимо выбирать в соответствии с горнотехническими условиями месторождения, обеспечивая безопасность работ и наибольший технико-экономический эффект с учетом получения конечных продуктов (концентраты, металлы).

 

Таблица 2. Классификация систем подземной разработки рудных месторождений
№	Класс	Системы
I	Системы с открытым выработанным пространством	Сплошная
		Потолкоуступная
		Камерно-столбовая
		Подэтажных штреков (ортов)
		С доставкой руды силой  взрыва
		Этажно-камерная
II	Системы с магазинированием руды	С магазинированием руды блоками
		С магазинированием и  отбойкой руды глубокими скважинами
III	Системы с закладкой	Горизонтальных слоев  с закладкой
		Сплошная с однослойной  выемкой и закладкой
		Столбовая с однослойной  выемкой и закладкой
		С камерной выемкой и  закладкой
IV	Системы с креплением	С распорной крепью
		С крепежными рамами
		Сплошная с однослойной выемкой и креплением
		Столбовая с однослойной  выемкой и креплением
V	Системы с обрушением	Слоевого обрушения
		Столбовая с обрушением налегающих пород
		Подэтажного обрушения
		Этажного обрушения
VI	Комбинированные системы	С креплением и магазинированием руды
		С креплением и закладкой
		С магазинированием руды и обрушением

 

Рабочий проект отработки блока (очистной панели) или выемочного участка должен содержать:

геологическую и горнотехническую характеристики залежи в границах блока (очистной панели) или выемочного участка;

схему и порядок подготовки блока (очистной панели) или выемочного участка к очистной выемке;

систему разработки и ее элементы (высота этажа, подэтажа, размеры панели, блока, целиков, уклоны съездов, элементы днища и т. д.);

способ отбойки руды и параметров буровзрывных работ;

сечения подготовительных нарезных и очистных выработок, а также паспорта крепления и управления кровлей;

способы и средства механизации подготовительных, нарезных и очистных работ;

схемы доставки и транспортирования руды, доставки закладочного материала;

схемы энерго- и водоснабжения;

схему и расчет проветривания подготовительно-нарезных и очистных работ;

графики организации работ в подготовительных, нарезных и очистных выработках;

способ погашения выработанного пространства;

мероприятия по технике безопасности и промсанитарии;

предельные значения потерь и разубоживания руды;

противопожарно-профилактические мероприятия;

мероприятия по осушению (для обводненных месторождений);

методы геологического и товарного опробования руды;

технико-экономические показатели отработки блока (очистной панели) или выемочного участка.

Проекты на отработку отдельных рудных тел, блоков и панелей необходимо увязывать с техническим проектом разработки месторождения.

В процессе применения системы разработки проводить анализ технических и экономических результатов с целью определения путей дальнейшего повышения эффективности и безопасности системы.

Принципиальное изменение системы разработки (основных элементов ее), принятой в целом для месторождения или шахтного поля, а также испытание новых систем допускается только с разрешения министерства, республиканского органа управления цветной металлургией или всесоюзного промышленного объединения по отдельному проекту.

Изменение системы разработки или ее элементов, относящееся к отдельному блоку (камере, панели), может производиться с разрешения главного инженера предприятия (рудоуправления, треста, комбината).

Новая система разработки предварительно должна быть испытана. Проект опытных работ утверждается главным инженером предприятия.

При стадийной выемке запасов блока (очистной панели) система разработки, применяемая на второй, третьей и т. д. стадиях, определяется горнотехническими условиями месторождения и способом погашения выработанного пространства смежных участков (камер). При этом работы выполнять в соответствии с требованиями ЕПБ при подземных работах и настоящих ПТЭ.