ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
«Подземная разработка месторождений полезных ископаемых»
Чита 2010
Аннотация
Дипломный проект содержит стр. 62, рис. 8, табл. 20,8 источников литературы.
Объектом разработки является блок 1–406 рудника №4 (Шахта 6Р, месторождение «Тулукуевское»). Расположен между разведочными линиями 47 – 50 по простиранию, между III и IV горизонтами.
Основная цель проекта – отработка балансовых руд с максимальным извлечением металла из недр традиционным способом отработки при использовании высокопроизводительного самоходного забойного и вспомогательного оборудования, а также создания безопасных условий труда для работающих в данном блоке.
Применяемая система разработки: «Горизонтальные слои с твердеющей закладкой», вариант отработки «сверху-вниз».
Проветривание блока осуществляется за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух подается на IV горизонт с V горизонта через вентиляционные восстающие 5–4 от ствола 6Р с помощью вентиляторной установки ВОД -30 производительностью 180 м3 /сек.
От ствола 6Р свежая струя воздуха поступает до блока 1–406 по следующим горным выработкам: штреку1–402, квершлагу 11К-400, штреку 1–419.
На рабочие слои блока свежая струя воздуха поступает по восстающему 1–406/1 и 1–406/2, а так же по транспортному уклону №1 на подэтаж с последующим её разводом на рабочие слои блока.
Исходящая струя воздуха, с отрабатываемых слоёв блока, выдаётся в квершлаг 11К-300 с последующим её отводом на ствол 11К и далее на поверхность.
Подача твердеющей закладки осуществляется с закладочного комплекса «Мартовский» рудника №2 путём транспортирования автобетоновозами до закладочных скважин блока, пробуренных с поверхности. От закладочных скважин закладочная смесь подаётся по трубопроводам в отработанные заходки слоя.
Породы и руды из-за большого преобладания глинистых минералов склонны к слёживаемости. В связи с этим погрузка горной массы в вагонетки осуществляется путём погрузки из под рудоспусков 1–406/1,2 , с помощью TORO-151D по транспортны м ортам №№1, 2 через эстакады которые расположены на квершлаге 11К-400 и штреке 1–419.
Откатка горнорудной массы с рабочих слоёв проектируемого блока производится по IV горизонту с транспортированием горной массы на ствол 11К.
Проектируемый блок расположен вне охранных зон наземных зданий и сооружений.
Введение
Месторождение «Тулукуевское» входит в состав Стрельцовской группы месторождений.
Для месторождения «Тулукуевское» вопрос изыскания эффективных методов механизации работ на основных процессах имеет решающие значение, так как на руднике в настоящие время традиционные средства механизации работ и практически не имеют опыта применения современных высокопроизводительных средств механизации очистных и проходческих работ на базе самоходного оборудования, что является сдерживающим фактором роста производственной мощности предприятия и его технико-экономических показателей.
Средства механизации на очистных и проходческих работах должны обеспечивать снижение трудозатрат на буровзрывных работах, погрузке и доставке руды, а также при выполнении различного рода вспомогательных работ.
Наиболее резкое повышение производительности труда происходит при внедрении самоходных буровых установок.
В отечественной горнорудной промышленности и за рубежом в настоящее время большое распространение получили погрузочно-доставочные машины, которые комплексно выполняют операции погрузки, транспортировки и разгрузки горной массы.
Погрузочно-доставочные машины требуют меньшего числа обслуживающего персонала, имеют большую маневренность, позволяют убирать горную массу в течении смены из нескольких забоев, транспортировать её по выработкам малого сечения с небольшим радиусом закругления, повышают интенсивность очистных и проходческих работ, их безопасность, сокращают время подготовительно-заключительных операций.
Из вспомогательных машин необходимо применение всего парка машин, выпускаемого как отечественными, так и зарубежными предприятиями, что обеспечивает более эффективное использование основного самоходного оборудования и повысить уровень механизации труда на основных операциях забойного цикла до 90…98%.
1. Общие и геологические сведения о месторождении
1.1 Общие сведен ия о районе месторождения
Месторождение «Тулукуевское» находится в Юго-Восточном Забайкалье, в пределах Краснокаменского района Читинской области, в 35 км севернее государственной границы России и КНР, проходящей по реке Аргунь.
Район расположения, в благоприятных экономических условиях. Он связан железной дорогой с транссибирский магистралью, густой сетью улучшенных и грунтовых дорог с соседними населёнными пунктами. Ведущими отраслями народного хозяйства в районе являются, горнодобывающая промышленность и сельское хозяйство.
В районе известны крупные месторождения высококачественных песков, гравия, известняков, угля, флюорита.
1.2 Горно-геологическая характеристика месторождения
1.2.1 Основные горно-геологические данные
Основные горно-геологические данные по подготовке и отработке блока 1–406 представлены в таблице 1.
Таблица 1
№ п/п | Наименование | Един. измерения | Величина показателей |
1 | Балансовые запасы руд | ||
-руда | т.т | 41,8 | |
-содержание | % | 0,282 | |
-металл | т | 117,9 | |
2 | Потери: | ||
-руда | % | 5 | |
-металл | % | 4.6 | |
3 | Разубоживание | % | 36.7 |
4 | Эксплуатационные запасы | ||
-руда | т.т | 62.9 | |
-содержание | % | 0,179 | |
-металл | т | 112. | |
5 | Объём ГПР: – Вертикальные – Горизонтальные – Наклонные – Кубажные |
м/м3 м/м3 м/м3 м3 |
86/367 140/1200 540/5132 60 |
5 | Производительность слоя | т/мес | 5000 |
6 | Годовая производительность блока | т/год | 60000 |
1.2.2 Геологическая характеристика
Месторождение «Тулукуевское» расположено в юго-восточной части Стрельцовского рудного поля.
Блок 1–406 расположен в южной части месторождения «Тулукуевское», между разведочными линиями 47–50, по падению – между III и IV горизонтами.
Вмещающие породы : в блоке представлены трахидацитами верхнего покрова (залегающих в юго-западной части блока), базальты среднего покрова, лавобрекчии базальтов, пачкой разногалечных конгломератов составляющих до 50% пород блока, перекрывающими их горизонтами песчаников, туфов и туфолав фельзитов.
Трахидациты верхнего покрова залегают в юго-западной части блока и ограниченные с северо-восточной стороны тектоническим швом. Северо-восточную часть занимают базальты среднего покрова и лавобрекчии базальтов составляющих до 10% объёма пород блока. Разногалечные конгломераты вскрываются в нижней части блока на отметках блока 480–535 м., они имеют галечную структуру, грубослоистую текстуру и состоят из окатанной гальки дацитов, базальтов и других типов подстилающих пород, размером от 1 до 15 см., составляющих до 70–80% объёмы породы.
Песчаники мелкозернистые полимиктового состава, моноклинально (под углом 5–200 ) залегают на конгломератах, образуя тектонический контакт, в виде послойного срыва. На песчаниках согласно залегают туфы фельзитов.
Характеристика рудных тел : В блоке выделяются два основных типа оруденения – крутопадающие рудные тела жилообразной и линзообразной формы, имеют мощность от 1 до 10 метров, прерывистые как по падению, так и по простиранию. Ко второму типу относятся пластообразной формы оруденения, мощность пласта достигает 6 метров.
Горнотехнические условия : Согласно классификации пород месторождений Стрельцовского рудного поля, крепость вмещающих пород по шкале П.П. Протодьяконова, отображены в таблице №2
Таблица 2. Крепость пород и руд по шкале П.П. Протодьяконова
Наименование | Вмещающие породы | Руда |
Трахидациты | f=10–14 | |
Базальты | f=11–15 | |
Лавобрекчии базальтов | f=10–12 | |
Конгломераты | f=14–16 | f=12–14 |
Песчаники | f=6–11 | f=6–8 |
Туфы фельзитов | f=5–11 | f=5–10 |
Туфолавы фельзитов | f=6–15 | f=6–10 |
Устойчивость пород и руд: Все вмещающие породы в зонах тектонических нарушений – неустойчивы. Руды, локализованные во всех разностях пород – неустойчивы. Контакт крутопадающих тектонических нарушений и пласта в процессе не продолжительного отстаивания выработок до 10 дней, в породах с интенсивной гидротермальной проработкой, слабым сцеплением обломков, возможно образование вывалов из кровли и бортов выработок. Вне зон тектонических нарушений и вне рудных зон, в трахидацитах, базальтах, конгломератов, породы средней устойчивости.
Существенного водопритока в горные выработки блока не ожидается. Возможен капёж воды по зонам тектонических нарушений.
Породы и руды из-за большого преобладания глинистых минералов склонны к слёживаемости.
1.3 Эксплоразведочные работы
В границах проектируемого к отработке блока 1–406 выполнена детальная горно-буровая разведка с IIIи IV горизонтов. На горизонтах были пройдены выработки, из которых производилось бурение разведочных скважин. На стадии детальной разведки были установлены формы и размеры основных рудных тел, их горно-геологические условия залегания. Проведённые разведочные работы позволяют выбрать систему отработки и составить проект подготовки блока 1–406 и планирование очистных работ. В результате проведённых разведочных работ удалось установить параметры рудных тел. Рудные тела имеют сложное строение, большую протяженность, при высокой изменчивости по мощности, прерывистости рудного контура по простиранию и падению, крайне не равномерном распределением полезного компонента. Балансовые запасы оценены по данным детальной разведки, выполненной Сосновской экспедицией ПГО Мингео и по доразведки геологической службы УГРУ. Разведанные запасы по категории С1 полностью вошли в проектный контур отработки блока, поэтому промышленные запасы равны балансовым и представлены в таблице 3.
Таблица 3. Распределение запасов в подсчётных блоках
Подсчётный блок | Балансовые запасы | Тип залежи | ||
Руда | Содержание | Уран | ||
тыс. т | % | т. | ||
402-С1 | 14,6 | 0,201 | 29,3 | ПЛАСТ |
470-С1 | 3,0 | 0,267 | 8,0 | ПЛАСТ |
482К -С1 | 1,5 | 0,073 | 1,1 | ПЛАСТ |
403-С1 | 16,7 | 0,443 | 73,9 | ПЛАСТ |
422-С2 | 6,0 | 0,093 | 5,6 | ПЛАСТ |
ВСЕГО | 41,8 | 0,282 | 117,9 |
2. Специальная часть
2.1 Выбор системы разработки
В блоке выделяются два основных типа оруденения – крутопадающие рудные тела жилообразной и линзообразной формы, имеют мощность от 1 до 10 метров, прерывистые как по падению так и по простиранию. Ко второму типу относятся пластообразной формы оруденения, мощность пласта достигает 6 метров.
Основные запасы руды и урана сосредоточенны в рудных телах, имеющих пластообразные и жилообразные формы. Мощность рудных тел изменчива имеет прерывистый характер. Породы и руды в зонах тектонических швов характеризуется, в основном, как неустойчивые, склонные к интенсивному отслоению кусков из бортов и кровли горных выработок.
Одним из критериев выбора системы разработки при подготовке и отработке запасов является показатель полноты извлечения металла, который, в свою очередь, зависит от качества выдаваемой руды из блока.
Учитывая ценность руды и требования к максимальному снижению потерь и разубоживания, а так же нахождения рудных тел в зонах тектонических нарушений, наиболее полно этому требованию отвечает система разработки «Горизонтальные слои с твердеющей закладкой», вариант отработки – «сверху-вниз».
Недостатки системы:
– низкая производительность блока и труда забойного рабочего;
– высокая себестоимость очистных работ из-за значительных затрат на твердеющую закладку, 25–30% от общей себестоимости добычи по руднику;
– возможное отслоение закладки в кровле заходки, что увеличивает разубоживание руды и повышает опасность ведения горных работ;
– интенсивное проветривание тупикового очистного забоя вентиляторами местного проветривания, связанное с обеспечением нормативных уровней загрязненности атмосферы по спец. факторам.
Достоинства
– обеспечение высокой степени эксплуатационной доразведки запасов руды в блоке;
– низкие потери и разубоживание руды до 3…5%;
– обеспечение радиационной безопасности путем закладки выработанного пространства и снижения радоновыделения.
Система разработки нисходящих слоев с твердеющей закладкой, хотя и дорогостоящая, но дает возможность отрабатывать рудные тела со сложной морфологией с минимальными потерями и разубоживанием руд. Одновременно решается вопрос с погашением подземных пустот, труд горнорабочих становится более безопасным.
Параметры блока 1–406 (Рис. 1)
1. Длина, м …………………………………………220
2. Ширина, м………………………………………..150
3. Высота, м…………………………………………60
4. Высота рабочего слоя, м …………………………3
5. Угол наклона очистной заходки, град………….3
6. Средняя длина доставки по слою, м….………….100
Рис. 1. Параметры блока 1–406
2.2 Потери и разубоживание
Потери и разубоживания по блоку обоснованны с учётом принятой системы разработки, технологическими возможностями применяемого горного оборудования, условиями залегания и морфологическими особенностями рудных тел, состояния горного массива.
К потерям относятся:
– не вовлечение запасов руды и металла в отработку;
– оставление отбитой руды и метала по почве отрабатываемого слоя;
– просыпи руды и металла при её транспортировании;
– при сортировке руды на РКС.
Общий норматив потерь и разубоживания при отработке запасов проектируемого блока, данной системой разработки принят равным:
Потери:
– по руде – 5%;
– по металлу – 4,6%;
Разубоживание – 36,7%.
При разработке блока средние нормативы потерь и разубоживания по выемочным слоям блока должны уточнятся и утверждаться в установленном порядке.
Формулы расчёта для определения эксплуатационных запасов блока:
Эксплуатационные запасы руды и металла проектируемого блока представлены в таблице 4.
Таблица 4. Эксплуатационные запасы блока
Балансовые | Потери | разубоживание, % | Эксплуатационные | |||||
Руда т.т |
Сод % |
Ме т |
Руда % |
Ме % |
Руда т.т |
Сод. % |
Ме т. |
|
41,8 | 0,282 | 117,9 | 5 | 4,6 | 36,7 | 62,9 | 0,179 | 112,5 |
2.3 Горно-подготовительные и нарезные работы
В связи с принятой классификацией к горно-подготовительным относятся горные выработки, обеспечивающие вскрытие рудных тел в пределах рудных залежей (орты, штреки, блоковые восстающие, транспортный уклон и т.д.).
Горно-подготовительные работы включают: проходку комплекса горных выработок, обеспечивающих ведение очистных работ в безопасных условиях; наличие запасных выходов; обеспечение горных работ свежей струёй воздуха, твердеющей закладкой и транспортной схемы электровозной откатки. Исходя из этой классификации, при разработке проекта к горно-подготовительным работам (ГПР) отнесены: горизонтальные горные выработки откаточного и вентиляционного горизонтов, транспортный уклон, материальные и вентиляционные ходовые восстающие, рудоспуски и камерные выработки, проходимые в границах проектируемого блока.
Блок 1–406 подготовлен следующими выработками (Рис. 2):
1. По горизонтали:
– III горизонт (+540,0 м) – штреком 1–301 и квершлагом 11К-300;
– IV горизонт (+480,0 м) – штреками 1–419 и 1–401, квершлагом 11К-400, откаточный орт №1, откаточный орт №2;
– камерные выработки: лесокамера, камера временного хранения ВМ. 2. По вертикали :
– вентиляционный восстающий 4–3;
– материально ходовой восстающий 1–406/1;
– восстающий 1–406/2 ;
– рудоспуски 1–406 1,2;
3. Наклонные :
– транспортный уклон №1 с IV горизонта (+480,0 м) до подэтажа (+503,5 м);
– съезд на откаточный орт №2;
– транспортный уклон №2 с подэтажа (+503,5) до рудных пластов.
Рис. 2. ГПР: 1 – штрек 1–301; 2 – квершлаг 11к-300; 3 – штрек 1–40; 4 – штрек 1–419; 5 – квершлаг 11к-400; 6 – откаточный орт №2; 7 – откаточный орт №1; 8 – вентиляционный В/с 4–3; 9 – материальный ходовой В/с 1–406/1; 10 – В/с 1–406/2; 11 – Р/с 1–406/2; 12 – Р/с 1 – 406/1; 13 – транспортный уклон №1 (на подэтаж); 14 – подэтаж; 15 – съезд на откаточный орт №1; 16 – транспортный уклон №2
Крепление подготовительных горных выработок, в зависимости от горно-геологических условий характеристики вмещающих пород, выполняется согласно паспортам, действующим на руднике и утвержденных главным инженером рудника. В неустойчивых породах (в зонах тектонических швов и их оперяющих) – крепление рамами СВП-22 с применением Ж/Б затяжки бортов и кровли выработок и забутовкой пустот за креплением. В среднеустойчивых породах (в зоне тектонических швов и их оперяющих) – крепление кровли, сталиполимерными анкерами (со штрипсами) с торкретированием бортов и кровли выработки.
Для обеспечения интенсивности отработки слоёв блока 1–406 и эффективного применения самоходного оборудования проектом предусматривается заложение транспортного уклона №2. Зарезка слоя и доставка технологического оборудования, производится с транспортного уклона №2. Транспортный уклон №2 проходится с подэтажа (+503,5 м) до рудных пластов под углом не превышая 120 связывая вертикальные горные выработки.
Наклон выработок уклона на прямолинейных участках – 60 , 120 , не криволинейных – 00 . Радиус поворота на криволинейных участках транспортного уклона – не менее 6 м. На период проходки уклона, а также врезки рабочих слоёв используются рудоспуски 1–406/1,2, которые служат для перепуска горной массы на откаточный горизонт. Проходка вертикальных горных выработок в этаже III–IV горизонтов производится с помощью проходческого комплекса КПВ – 4, сечением 4,6м2 , которые армируются согласно паспортам ПТО УГРУ.
Рудоспуски не оборудуются вибропитателями, в связи с высокой слёживаемости руд и пород. В связи с этим погрузка горной массы в вагонетки осуществляется путем перегрузки из под рудоспусков 1–406/1,2 , с помощью машины TORO– 151Dпо транспортным ортам №1 и №2 через эстакады, которые расположены на квершлаге 11К -400 и штреки 1–419.
Для доставки материалов и оборудования на рабочие слои блока проектом предусматриваются лесокамеры по линии штрека 1–302 в районе расположения материально – ходового восстающего 1–406/1 . Подъем и спуск материалов и оборудования на рабочие слои в проектируемом блоке осуществляются по материально ходовому восстающему 1–406/1 . Проходка горизонтальных и наклонных горных выработок (безрельсовых) осуществляется буро-взрывным способом, отгрузка горной массы производится погрузочной машиной TORO – 151D.
Проходка горизонтальных горных выработок (рельсовых) осуществляется машиной ППН-1С. Сечение горных выработок показано на Рис 3.
Рис. 3. Сечение горных выработок
Для обеспечения дизельных машин горюче-смазочными материалами предусматривается дополнительно включить в объёмы ГПР строительство склада ГСМ с топливозаправочным пунктом в штреке 1–401 IV горизонта со стороны квершлага 11К-400, служащий для заправки и обеспечения погрузо – доставочной машины TORO-151D.
Перечень горно – подготовительных выработок, сечения и объёмы проходки приведены в таблице 5.
Таблица 5. Объёмы горно-подготовительных выработок
№ п/п |
Наименование горных выработок | Длина, м | Сечение, м2 | Объём, м3 |
|
в свету | вчерне | ||||
III горизонт (+540,0 м) горизонтальные | |||||
1 | сбойка на вос. 1–406/2 | 5 | - | 7,8 | 39 |
IV горизонт (+480,0 м) горизонтальные | |||||
2 | штрек 1–419 | 27 | - | 7,8 | 211 |
3 | откаточный орт №1 | 40 | перем | 9,5 | 380 |
4 | откаточный орт №2 | 23 | перем | 9,5 | 219 |
5 | штрек 1–401 | 45 | - | 7,8 | 351 |
наклонные | |||||
6 | транспортный уклон №1 на подэтаж (+503,5 м) | 96 | перем | 9,5 | 912 |
7 | съезд на откат. орт №2 | 49 | перем | 9,5 | 466 |
8 | транспортный уклон №2 | 395 | перем | 9,5 | 3754 |
вертикальные | |||||
9 | восстающий 1–406/2 | 45 | 4,5 | 203 | |
10 | рудоспуск 1–406/2 | 29 | 4 | 4 | 116 |
11 | рудоспуск 1–406/1 | 12 | 4 | 4 | 48 |
кубажные | |||||
лесокамера (2 шт.) | - | - | - | 24 | |
камера временного хранения ВМ | - | - | - | 14 | |
ИТОГО: | |||||
горизонтальные | 140 | перем | перем | 1200 | |
вертикальные | 86 | перем | перем | 367 | |
наклонные | 540 | перем | 9.5 | 5132 | |
кубажные | - | - | - | 60 | |
ВСЕГО: | 766 | перем | перем | 6759 |
В соответствии с принятой классификацией к нарезным работам относится система горных выработок, обеспечивающая непосредственно подготавливаемые рудные тела, в пределах эксплуатационного блока, к их отработке (слоевые, транспортные орты, камеры и т.д.)
Зарезка слоёв проектируемого блока осуществляется в два этапа:
I этап - с подэтажа (+503, 5 м) проходится транспортный уклон №2, который сбивается с вертикальными горными выработками по флангам блока.
II этап - с транспортного уклона №2 проходятся разрезные орта (№1–10) служащие для обеспечения ведения очистных работ твердеющей закладкой.
Транспортный уклон №2 и все разрезные орта проходятся по руде. Сечение транспортного уклона и разрезного орта показано на рис №4.
уклон орт
Рис 4. Сечение транспортного уклона и разрезного орта
Естественная кровля нарезных выработок крепится с учётом горно-геологических условий. Для неустойчивых и пород средней устойчивости – крепление рамами НДО.
Минимальная ширина разрезных ортов с креплением рамами НДО – 3,5 м, минимальная высота выработок вчерне 2,5 м.
В комплекс нарезных выработок по подготовке пластов к очистным работам входят следующие выработки:
– разрезные орта (с1 по 10)
– закладочные коллектора №№1,2
– закладочные дучки №№1,2
– камеры для ремонта оборудования и внутрисменного отдыха людей
– лесокамеры.
Бурение осуществляется с помощью буровой каретки Minibur 1F/E, а также перфораторами ПП-54 с распорной буровой колонкой ЛКР – 1У.
Горная масса доставляется погрузочно-доставочной машиной TORO-151 D в рудоспуски, оборудованные на уровнях каждого слоя грохотами.
Таблица 6
Наименование горных выработок | Длина, м | Сечение, м2 (вчерне) | Объём м3 |
Разрезной орт №1 | 63 | 8,7 | 548 |
Разрезной орт №2 | 95 | 8,7 | 827 |
Разрезной орт №3 | 33 | 8,7 | 287 |
Разрезной орт №4 | 106 | 8,7 | 922 |
Разрезной орт №5 | 99 | 8,7 | 861 |
Разрезной орт №6 | 25 | 8,7 | 218 |
Разрезной орт №7 | 66 | 8,7 | 574 |
Разрезной орт №8 | 30 | 8,7 | 261 |
Разрезной орт №9 | 76 | 8,7 | 661 |
Разрезной орт №10 | 57 | 8,7 | 496 |
Камера внутрисменного отдыха и ремонта оборудования (1 шт. на – подэтаже, 1 шт. – на уклоне) | 8 |
12 |
192 |
Лесокамера (2 шт.) | 6 | 4,5 | 54 |
Закладочный штрек №1 | 55 | 7,42 | 408 |
Закладочный штрек №2 | 45 | 7,42 | 334 |
Закладочная дучка №1 | 3 | 4,6 | 137 |
Закладочная дучка №2 | 5 | 4,6 | 23 |
ИТОГО: | 786 | перем | 6680 |
2.4 Очистные работы
Применяемая система разработки «Горизонтальные слои с твердеющей закладкой», вариант обработки – «сверху – вниз».
Очистные работы в блоке начинаются после проведения, предусмотренных проектом подготовительных работ по блоку и нарезных работ по пластам, обеспечивающих наличие: не менее двух запасных выходов
29-04-2015, 00:50