До начала ведения очистных работ на слое должна быть оборудована камера ремонта оборудования и внутрисменного отдыха людей.
Очистные работы в слоях ведутся по следующим технологическим схемам: «одиночная заходка», «заходка – целик» согласно стандарту СТП О106–120–2000.
Для неустойчивых руд и вмещающих пород.
1. В первую очередь с разрезного орта проходятся спаренные первичные заходки с оставлением рудного целика между ними (3–4 м).
2. Спаренные первичные заходки закладываются твердеющей закладкой.
3. Отрабатывается вторичная заходка. отработанное пространство, перекрывается глухой перемычкой без закладки, которая устанавливается на устье вторичной заходки.
Рис. 5. Технология выемки пластов для неустойчивых руд и вмещающих пород: 1, 3 – закладка, 2-крепление заходки
При отработки пластов мощностью более 3-х, погашается как первичная так вторичная заходка.
Смежные (вторичные) заходки отрабатываются при прочности твердеющей закладки в первичных заходках 0,5 МПа. Очистные работы под искусственной кровлей разрешается начинать при прочности закладочного массива более 1,5 МПа. Если прочность закладочного массива менее 1,5 МПа, то очистная выемка под ним ведётся по специальному проекту, утверждённому главным инженером рудника.
Параметры очистных заходок:
– высота очистных заходок слоя – 2,5–3 м (в зависимости от мощности пласта);
– ширина очистных заходок слоя – 3,0 м;
угол наклона заходок - 30
Технологические процессы очистных работ включают в себя:
– бурения шпуров
– заряжание и взрывание шпуровых зарядов (в конце рабочей смены);
– проведения рабочих забоев;
– уборка отбитой горной массы с последующей её доставкой до рудоспуска;
– крепление очистного пространства.
Отбойка горнорудной массы ведётся шпуровыми зарядами ВВ в соответствии с паспортом БВР. Способ взрывания зарядов – электрический с применением системы СИНВ-Ш.
Площадь допустимого обнажения при ведении очистных работ на каждом слое в блоке определяется в зависимости от коэффициента запаса устойчивости.
Перед началом очистных работ в блоке (слое) составляются паспорта крепления и управления кровлей, паспорта БВР и вентиляции. Искусственная кровля очистного массива должна быть закреплена с применением опорного (рамы НДО), предохранительного (сигнальные стойки и подвесная крепь) крепления.
При вскрытии недозаливов в первичных заходках, необходимо непогашенное пространство закрепить костровой крепью со стороны вторичных заходок согласно паспорту крепления, утверждённому главным инженером.
Проектная производительность каждого слоя по руде при полном развитии очистных работ в пределах границ блока составляет 5000 т/мес.
2.5 Расчет поперечного сечения
Размеры сечения очистной заходки определяются графическим способом исходя из размеров и габаритов, применяемого оборудования, с учётом зазоров, регламентированных «Едиными правилами безопасности при разработке – месторождений подземным способом». Для данных условий применяем машину TORO -151D
L – ширина машины 1480 мм.
H– высота машины 1740 мм.
Исходя из этих размеров рассчитываем ширины и высоту выработки. Данная выработка не предназначена для одновременного прохода людей и работы машины.
По Е.П.Б. ширина тех. зазора 500 мм с обеих сторон.
ВСВ – ширина выработки.
L– ширина машины.
h – тех. зазор.
ВСВ = L+2h = 1480+2 х 500 = 2480 мм, округлим и примем ширину выработки в свету 2500 мм.
Сечение выработки в свету.
Площадь выработки в свету:
SCB = BCB (H + 0.26B)
BCB – основание выработки (мм)
Н – Высота машины (мм)
SCB = 2,5 х (1,74 + 0,26 х 2,5)=5,9 м2, принимаем 6 м 2 .
Площадь выработки вчерне:
SЧ =SCB x КШИР
КШИР – коэффициент неровности 1,05–1,07
SЧ =6 х 1,06 = 6,36 м2
Принимаем высота очистных заходок слоя – 2,5–3 м (в зависимости от мощности пласта); ширина очистных заходок слоя – 3,0 м;
2.6 Расчёт горного давления и прочных элементов крепи
По гипотезе профессора Протодьяконова в породах над горизонтальной выработкой образуется свод естественного равновесия в форме параболы, которая воспринимает давление вышележащих пород. Высота свода определяется по формуле:
b = a/f
где a – половина ширины выработки в проходки, 1,5 м
f – Коэффициент крепости пород. 8
b = 1,5/8=0,18 м.
Величина вертикального горного давления равна массе породы заключённой в своде и определяется по формуле:
YK – плотность пород кровли 2.4 т/м3 .
Вертикальная составляющая выработки определяется по формуле:
H – глубина заложения выработки.
QZ =2,4 х 250 = 600 Н
Горную выработку проходим с креплением рамами НДО.
2.7 Расчёт буровзрывных работ
2.7.1 Выбор оборудования
Применяемое технологическое оборудование:
– бурение : буровая каретка Minibur 1F/E, бурении шпуров установкой ЛКР-1У с переносными перфораторами ПП-54.;
– погрузка горной массы: погрузочно-доставочная машина типа TORO-151D;
– крепление очистного пространства: немеханизированный способ установки крепи.
Minibur1Fявляется компактной, универсальной, электро – гидравлической установкой с одной стрелой, используемой для проходки горных выработок, бурения анкерных шпуров и проведения очистных работ при разработки маломощных жил.
Уникальная много целевая стрела имеет большую зону действия оптимальной формы. Двойной вращатель позволяет вертикальное позиционирование с обеих сторон, и позволяет осуществлять бурение в непосредственной близости как к кровле и почве горной выработки, так правого и левого бортов выработки.
Компоновка буровой установки такова, что обеспечивает хорошую видимость и баланс. Мощное шарнирно-сочлененное полноприводное шасси обеспечивает быстрое и безопасное маневрирование в выработках небольшого сечения.
Высокопроизводительная и надёжная буровая система позволяет добиться высокой скорости бурения при значительной экономии бурового инструмента.
Эргономичность рабочего места оператора и дополнительные автоматические функции, позволяют оператору полностью сконцентрироваться на безопасном, быстром и точном процессе бурения. Все точки обслуживания установки хорошо защищены, и при этом легко доступны.
Техническая характеристика Minibur 1F/E.
– Установка 1 х Minibur
– Перфоратор 1 xHL300
– Стрела 1 xB 14 NV (телескоп 800 мм)
– Податчик 1 х NVTF телескопический
– Длина 8470 мм
– Ширина 1200 мм
– Высота казырёк вниз 1850 мм
казырёк вверх2750 мм
– Радиус поворота 5100 / 3400 мм
– Скорость перемещения 3 км/ч
– Максимальный угол преодолеваемого уклона 300
– Уровень шума < 98dB (A)
– Вес 8000 кг.
Бурение шпуров, в очистных заходках, также производится установками ЛКР-1У с переносными перфораторами ПП-54.
2.7.2 Расчёт взрывных работ
Размеры очистных заходок определяем по техническим возможностям оборудования и оптимальным технико-экономическим показателям проведения заходок: ширина заходки – В3 = 3000 мм; высота заходки – Н3 = 3000 мм; площадь поперечного сечения – Sп = 9м2 . Отбойка горнорудной массы ведётся шпуровыми зарядами ВВ, принимаем патронированное ВВ – аммонал;
– плотность ρ = 1100 кг/м3 ,
– скорость детонации – 4,2 км/сек.
– работоспособность-400–430 см3
– диаметр патронов-32 мм
– масса патрона – 200г
Способ взрывания зарядов – электрический с применением системы СИНВ-Ш. Средняя глубина шпуров – lшп = 3 м.
Расчет показателей БВР производим для очистной заходки проводимой в целике.Удельный расход применяемого ВВ рассчитывается исходя из удельного расхода эталонного ВВ (аммонита №6ЖВ). При f=8, расход эталонного ВВ составляет 0,8 кг/м3 .
Удельный расход ВВ.
кг/м3
где q 0 – удельный расход эталонного ВВ, – 0,8 кг/м3 ;
Rсп – коэффициент структуры пород 1,1;
– коэффициент зажима пород;
e – коэффициент относительной работоспособности. 0,9
Необходимое количество ВВ на забой
кг,
где 
– коэффициент использования шпура. 0,9
Средняя масса шпурового заряда
кг, примем 1,4 кг
где dn – диаметра патрона ВВ, м – 32 мм;
Rзш – коэффициент заполнения шпура 0,5;
– плотность ВВ в патроне, кг/м3
.
Количество шпуров на забой:
шт.
Принимаем вертикально-клиновый тип вруба, как наиболее применяемый при производстве взрывных работ на предприятии.
Количество шпуров по группам составляет:
– врубовых 4 шт.,
– отбойных 6 шт.,
– оконтуривающих 16 шт.
Определяем длину шпуров по группам:
– длина оконтуривающих шпуров 
м,
– длина отбойных шпуров 
м,
– длина врубовых шпуров 
м.
Продвигание забоя за цикл (уходка) определяется по формуле:
м.
Линия наименьшего сопротивления определяется по формуле
м
где m – коэффициент сближения шпура, 0.8;
d – диаметр шпура, м.
Расстояние между шпурами:
– врубовыми 
м,
где b – расстояния между концами шпуров, м;
– оконтуривающими 
м;
– отбойными 
м,
Расстояние между парами врубовых шпуров dn =0,6 м.
Схема расположения шпуров в забое приведена на рис. 6
Рис. 6. Схема расположения шпуров в забое: 1–4-врубовые; 5–8, 13, 14 – отбойные; 9–12, 15–26-оконтуривающие
Объем руды, отбиваемой за один взрыв:
м3
Распределение ВВ по шпурам :
– врубовым 
кг.;
– отбойным 
кг.;
– оконтуривающим 
кг.
Количество патронов в шпурах:
– во врубовых 
шт.;
– в отбойных 
шт.;
– в оконтуривающих 
шт.,
где q п – масса патрона, кг.
Фактический расход ВВ на взрыв:
,
кг
Общая длина шпуров :
м.
Удельный расход бурения на 1м3 руды:
м/м3
.
Удельный расход ВВ на 1м3 руды:
кг/м3
.
При производстве взрывных работприменяетсяэлектрическийспособ взрывания зарядов – с применением системы СИНВ-Ш. Устройство инициирующее с замедлением шпуровые СИНВ-Ш, предназначены для замедления инициирования боевиков шпуровых и скважинных зарядов. Устройство СИНВ-Ш обладает восприимчивостью к инициирующему импульсу, обеспечивающей подрыв от детонирующего шнура ДШ-А согласно схеме рис. 7 (подрывается до 20 устройств, волноводы которых соединяются в связку с помощью провода или изоляционной ленты)
Рис. 7.Схема инициирования устройств от ДШ: 1 - Волноводы инициируемых устройств; 2 – ДШ-А; 3 - изолента или проволока; 4 - капсюль детонатор или электродетонатор
При производстве взрывных работ, применяется обратное инициирование зарядов ВВ. Конструкция заряда показана на рис. 8
Рис. 8.Конструкция заряда: 1 - КД; 2 - патрон-боевик; 3 - патроны ВВ; 4 - волновод; 5 - ДШ-А; 6 - ЭД; 7 - концевые провода.
Очерёдность взрывания шпуров указанно в таблице 7.
Таблица 7. Очерёдность взрывания шпуров
| № шпура | наименование СИНВ-Ш-Д (мс) | Вес заряда ВВ, кг | Длина шпура, м. |
| 1–2 | СИНВ-Ш-Д-25 | 1,4 | 3,3 |
| 3–4 | СИНВ-Ш-Д-500 | 1,4 | 3,3 |
| 5–6 | СИНВ-Ш-Д-1000 | 1,4 | 3 |
| 7–8 | СИНВ-Ш-Д-2000 | 1,4 | 3 |
| 9–10 | СИНВ-Ш-Д-3000 | 1,4 | 3 |
| 11–12 | СИНВ-Ш-Д-4000 | 1,4 | 3 |
| 13–14 | СИНВ-Ш-Д-5000 | 1,4 | 3 |
| 15–16 | СИНВ-Ш-Д-6000 | 1,4 | 3 |
| 17–18 | СИНВ-Ш-Д-7000 | 1,4 | 3 |
| 19–20 | СИНВ-Ш-Д-8000 | 1,4 | 3 |
| 21–26 | СИНВ-Ш-Д-9000 | 1,4 | 3 |
Для инициирования электродетонаторов применяем конденсаторный взрывной прибор КВП-1/100. Показатели БВР приведены в таблице 8
Таблица 8. Показатели БВР
| № п/п | Наименования показателей | Ед. изм. | Кол-во |
| 1 | Число шпуров на цикл | шт. | 26 |
| 2 | Диаметр шпура | мм | 42 |
| 3 | Общая длина шпуров | м | 85,8 |
| 4 | Средняя длина шпура | м | 3 |
| 5 | КИШ | 0,9 | |
| 6 | Продвигание забоя за цикл | м | 2,7 |
| 7 | Объем отбитой породы за взрыв | м3 | 24,3 |
| 8 | Расход СВ на цикл: | ||
| электродетонатор | шт. | 2 | |
| ДШ-А | м | 5 | |
| СИНВ-Ш | шт | 26 | |
| 9 | Взрывной прибор – КВП1/100 | шт. | 1 |
| 10 | Расход ВВ на цикл | кг | 36,4 |
| 11 | Удельный расход шпурометров | м/м3 | 3,5 |
| 12 | Удельный расход ВВ | кг/м3 | 1,53 |
2.7.3 Расчёт вентиляции
Расчет параметров вентиляции сводится к определению необходимого количества воздуха, подаваемого в забой вентилятором.
Определяем количество воздуха по выносу пыли:
где V – минимальная скорость движения воздуха, обеспечивающей вынос летающей пыли, 0,25 м/сек.
S – сечение выработки.
По числу людей:
где N – число людей одновременно работающих в забое, принимаем 3 человека.
Z – Коэффициент запаса воздуха 1,4
По расходу ВВ при нагнетательном способе:
где t – расчетное время проветривания 30 мин.
А – количество ВВ – 36,2 кг
S – сечение выработки 9 м2 .
L – длина выработки (максимальная) – 100 м.
Дополнительно предусматривается выполнить расчёт воздухо-потребности по снижению концентрации вредных продуктов выхлопа от работы самоходных машин с двигателем внутреннего сгорания.
где N =98 л.с – номинальная мощность ПДМ TORО – 151D;
qСН = 5 м 3 /мин – количество свежего воздуха в блоке, обеспечивающее снижение концентрации вредных продуктов выхлопа в рудничной атмосфере до санитарных норм.;
Из приведённых расчётов воздухопотребность принимается QДВС =8,1 м 3 /сек. Выбор вентилятора производится по данному показателю. Выбираем вентилятор ВМ – 6 м, параметры вентилятора приведены в таблице №9.
Таблица 9. Параметры вентилятора
| Показатель | Ед.измер. | Параметры |
| Подача воздуха | м 3 /мин | 140 – 490 |
| Давление | Па | 24 |
| Мах. сечение выр-ки | м2 | 16 |
| Мах. длина выр-ки. | м | 600 |
| Масса вентилятора | кг | 350 |
2.8 Отгрузка горной массы
Отгрузка горной массы производится после проветривания забоя, орошения отпалки и оборки заколов. Отгрузка производится через рудоспуск с подэтажа на откаточный горизонт.
2.9 Организация работ в забое
При проведении горизонтальных выработок буровзрывным способом применяется циклическая организация работ. Продолжительность смены 6 часов, число смен в неделю 6. В состав цикла входят следующие производственные процессы:
– бурение шпуров в забое производится буровой установкой Minibur 1F/E.
– заряжание, монтаж сети СИНВ-Ш и взрывание
– проветривание.
– погрузка породы TORO – 151
– прочие операции. (крепление, ремонт оборудования и т.п.)
В общем виде выражение для расчета трудоемкости производственного процесса (qi ) выглядит следующим образом
qi = Vi / Hi вы p ,
где Vi – объем выполненных работ по I – тому процессу;
Hi вы p – норма выработки на выполнение процесса по (чел. смен.)
Продолжительность выполнения I – того производственного процесса (ti ), ч определяют по выражению:
ti = qi · Tсм / писп. ,
где Tсм – продолжительность смены, ч;
писп – количество исполнителей, чел.
Производим расчет трудоемкости по операциям:
1. Расчет трудоемкости на погрузку породы:
qпог = Vi / Hп вы p = 24,3 /18,6 = 1,3 чел. см
2. Расчет трудоемкости на бурение шпуров в забое
qбур = Vi / Hбур вы p = 85,8 /78 = 1,1 чел. см
3. Расчет трудоемкости на заряжание и взрывание шпуров
qзар = Vi / Hзар вы p =26/130= 0,2 чел. см.
4. Расчет прочих операций
qПРОЧ =10% от Σq=0,26
5. Общая трудоемкость работ в цикле
Σq= qпог + qбур + qвзар + qПРОЧ,
Σq=1,3+1,1+0,2+0,26=2.86 чел. см.
По целой части Σq принимаем явочный коэффициент = 2 чел.
Коэффициент выполнения нормы определяется по формуле:
k= Σq/Nраб =2,86/2=1,43
Производим расчет времени на проходческие операции:
1. Расчет времени на погрузку породы
tпог = (qпог · Tсм) /(k∙ Nраб. ) =(1,3 · 6)/(1,43∙ 2) = 2.7 ч.
2. Расчет времени на бурение шпуров в забое
tбур =(qбур · Tсм )/ (k∙ Nраб )= (1,1 ·6) / (1,43∙2) = 2,3 ч.
3. Расчет времени на заряжание и взрывание шпуров
tзар =(qзар · Tсм ) /(k∙ Nраб )= (0,2 ·6) / (1,43∙2) =0,4
4. Расчет времени на прочие операций
Ф=(qпроч · Tсм ) /(k∙ Nраб )= (0,26 ·6) / (1,43∙2) =0,5 ч
Общие время цикла:
ΣТ= tпог +tбур + tвзар + tпроч,
ΣТ= 2,3+2,7+0,4+0,5=5,9 ч.
График организации работ представлен в таблице 10.
2.10 Месячная скорость проходки очистной заходки
Месячная скорость проходки очистной заходки определяется по формуле:
м/мес.
Производительность труда ГРОЗ:
П=V / (N∙m∙n∙λ),
где V – скорость проходки очистной заходки, м/мес
N – число ГРОЗ в звене;
m – число рабочих дней в месяц;
n– число смен в сутки;
λ – коэффициент производительности труда;
П=218,7 / (2∙27∙3∙1,43)=0,94 п.м./чел. см или 8 м3 / чел. см.
Месячный план на бригаду =1296 м3 /мес
Месячная скорость проходки очистной заходки =218,7 п.м/мес
2.11 Циклограмма работ
Таблица 10. График организации работ в забое
| Наименование процессов | Ед. изм. | Объем работ | Трудоемкость, чел. смен | Кол-во рабочих | Продолжительность, час | Смена, час | ||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Перерыв | ||||||||||
| 1 | Погрузка горной массы | м3 | 24,3 | 1,3 | 2 | 2,7 | ||||||||||
| 2 | Прочие работы (крепление, навешивание вентиляционного рукава и т.д.) | - | 10% от Σq | 0,26 | 2 | 0,5 | ||||||||||
| 3 | Бурение шпуров | м | 85,8 | 1,1 | 2 | 2,3 | ||||||||||
| 4 | Заряжание и взрывание | м | 26 | 0,2 | 2 | 0,4 | ||||||||||
| 5 | Проветривание | 0,5 | ||||||||||||||
3. Охрана окружающей среды
3.1 Воздействие подземной разработки на окружающую среду
Добыча рудных полезных ископаемых как открытыми, так и подземными горными работами вызывает существенные изменения в окружающей среде, определяемые двумя группами факторов: нарушениями поверхности над отработанными площадями месторождений и формированием в районе горных работ породных отвалов и отвалов забалансовых руд. Все другие действующие факторы являются следствием этих двух главных факторов.
Разработка месторождений полезных ископаемых подземным способом, требуя существенно меньших территорий под горный отвод, не вызывает столь значительных изменений ландшафта и инфраструктуры, как открытые горные работы, но и ей способствует существенные изменения в окружающей среде. Эти изменения связанны главным образом с характером сдвижения массивов налегающих горных пород.
Подрабатываемые площади земли на долгие время исключаются из сельскохозяйственного оборота. Поверхность земли, подвергшаяся деформациям, может быть подтоплена и это обстоятельство потребует осушение, нарушенных горными работами, водоносных участков. Деформации горных пород непосредственно связанные с горными работами могут стать причиной деформации участков земной поверхности, прямо неподверженных влиянию подработки. На таких участках происходят оползни, обрушения, обвалы и даже пластические течения громадных породных массивов, представляющие большую опасность.
Подземные горные работы могут оказывать большое влияние и на гидрологию прилегающих на территорию. При извлечении больших объемов полезного ископаемого, в зону сдвижения вовлекаются и водоносные горизонты, часто на значительных площадях. Подсечные водоносы дренируются горными выработками, в результате чего водные ресурсы района горных работ в скором времени истощаются.
Второй основной фактор, вызывающий нежелательные изменения ландшафта, связан с необходимостью отсыпки выдаваемых на поверхность пустых пород.
Кроме того, производство горных пород вызывает ряд более мелких, но неприятных для людей неудобств, таких как загазованность, запыленность, пылеобразование, грязь на дорогах от самосвалов, шум от взрывных работ.
Таким образом, нарушение окружающей среды в процессе горнодобывающего производства прогнозируется достаточно точно. Современная задача заключается в разработке эффективных и надежных мер по предупреждению этих нарушений и восстановлению окружающей среды для будущих поколений. Достаточно глубокое осознание это необходимость является тем обязательным элементом, который может быть положен в основу всех проектных решений при строительстве новых и реконструкции действующих горнодобывающих предприятий.
Одними из важнейших показателей горнодобывающих и перерабатывающих производств в современных условиях являются оценки экологического состояния окружающей среды комплектности использования сырьевых ресурсов. Добыча и переработка урановых руд складывается из множества процессов, прохождение которых сопровождается выделением в атмосферу, гидрографическую сеть, хранилища и отвалы вредных химических веществ.
3.2 Мероприятия по охране земельных ресурсов
Под влиянием подземной разработки процесс движения работ постепенно
29-04-2015, 00:50