Для охраны окружающей водной среды используются следующие мероприятия: была произведена очистка водосборников шахтных вод, часть шахтных вод используется для применения закладочной смеси, часть соленых шахтных вод отводится в пруд-испаритель, осуществляет лабораторный контроль качества шахтных вод.
Для охраны окружающей среды также применяют: отсыпку дорог горными породами, полученными при проходке подготовительных выработок. Отработанные нефтепродукты (масло) сдаются на регенерацию (8-10 т/год) и используются повторно.
1.3 Анализ производственной ситуации развития горных работ на ЗЖРК
В последние годы из-за ряда объективных причин на комбинате резко сократились объемы горно-капитальных работ, что не позволяет своевременно вскрыть и подготовить запасы руды на новых глубоких горизонтах 740 – 840м взамен погашаемых в действующих этажах 480 – 640м и, по сути, предопределяет в ближайшее время резкий спад производства.
Осложняющими факторами, влияющими на ведение горно-капитальных работ являются:
· большая глубина ведения горных работ;
· большой водоприток в выработки;
· эксплуатация выемочной и проходческой техники отработавшей свой ресурс;
· сложная система проветривания шахты;
· большие затраты на приготовление закладочной смеси и сложность ее транспортирования на глубокие горизонты.
ПРМ.ПД.04.02.01.ПЗ
Арк
 |
||
 |
||
7
13
1.3.1 Проверочный расчет пропускной способности шахты
при применении электровозной откатки.
Мощность шахты по электровозному транспорту определяется как сумма производительности участков, примыкающих к околоствольному двору.
Для каждого звена производительность транспортной цепи определяется по формуле:
,
т/сут
(1.1)
где Т – продолжительность работы электровозной откатки в течение суток по вывозу руды, мин;
– время занятия перегона (звена) одним электровозом с составом, мин;
, мин; (1.2)
L
–
длина участка пути транспортного звена, м;
m
– коэффициент, зависящий от количества откаточных путей в выработке, для двухпутевых выработок m =
1;
G – грузоподъемность электровозного состава, т;
V – средняя техническая скорость откатки грузов; м/мин;
К
– коэффициент, учитывающий эксплуатационные условия работы электровозной откатки, К
= 0,9.
Для первого звена: от погрузочного пункта добычного участка северного крыла по откаточному штреку к опрокидывателю:
мин;
т/сут;
Для второго звена: от погрузочного пункта добычного участка южного крыла по откаточному штреку к опрокидывателю:
мин;
ПРМ.ПД.04.02.01.ПЗ
Арк
|
||
|
||
8
14
т/сут;
т/сут;
В результате суммирования результатов производительности откатки составляет 11660 т/сут. При существующей нагрузке 9100 т пропускная способность электровозной откатки электровозами К-14 удовлетворяет данному условию.
1.4 Выводы
Для ритмичной работы шахты и достижения его проектной мощности необходимо:
· произвести вовлечение в отработку временно неактивных запасов на действующих этажах (днища камер 400, 480, 640м ) и в первую очередь части запасов рудной потолочины выше гор.340 м под предохранительным целиком;
· произвести замену устаревшего оборудования на новое, более совершенное;
· внедрять в производство новейшие достижения науки и техники;
· перед проведением подготовительных выработок производить разгрузку горного массива путём бурения скважин и последующего дренажа воды.
В данном проекте повышение эффективности горных работ рассматривается на примере вовлечения в отработку запасов рудной потолочины месторождения и применения для данных условий прогрессивной системы разработки
1.5 Исходные данные на проект
Глубина ведения горных работ – горизонт 330 м;
Система разработки – камерная с последующей закладкой отработанного пространства твердеющей смесью
Доставка руды – самоходными погрузочно-доставочными машинами с электроприводом и перепуск руды по восстающему с гор.330 м на концентрационный гор. 640м;
Подготовка камер – двумя горизонтами: горизонт выпуска (330м) и бурозакладочный (301м);
ПРМ.ПД.04.02.01.ПЗ
Арк
|
||
|
||
9
15
Выемка руды – по камерно-целиковой схеме;
Параметры очистной камеры:
· длина……………………...по всей мощности залежи
· ширина……………………до 15м
· высота……………………до 39м (29м средняя)
· наклон днища……………5°
· форма кровли……………шатровая под углом 15÷20°
· схема отработки…………от висячего к лежачему боку
· срок отработки………….0,5 года (6 месяцев)
· производительность……26 тыс.т/год
· запасы…………………...160 тыс.т
· способ отбойки руды…..слоевая выемка при помощи наклонных вееров скважин
(d=76мм)
ПРМ.ПД.04.02.01.ПЗ
Арк
|
||
|
||
10
16
2 Применение прогрессивной технологии очистных работ
для отработки вскрытых запасов руды
2.1 Выбор участка для отработки части запасов потолочины
В отработку планируется вовлечь часть запасов рудной потолочины выше гор.340 м под предохранительным целиком в осях 11с÷26юв объеме порядка 8 млн.т. Здесь сосредоточены рудные залежи мощностью до 120 м и содержанием железа 60%. Мощность рудной потолочины колеблется от 50 м на юге до 70 м на севере рудного тела. Отметка бурозакладочного горизонта 301 м определена исходя из условий безопасного вскрытия закладочной скважины 4"з", от которой штрек висячего бока проводится на юг с небольшим уклоном для улучшения условий транспортировки закладки по трубопроводу.
Исходя из взаимного расположения выработок гор. 301 м и горизонта доставки высота отрабатываемых камер составит: в оси 1с÷8сдо 39 м, южнее оси 8с до 26 м.
При этом предохранительный целик, защищающий место ведения работ от прорыва воды, составит от 19 до 30 м, что значительно больше, чем рекомендует НИГРИ в [10].
При использовании самоходного гидрофицированного оборудования и дизельных машин для доставки людей и материалов наиболее рациональным является вскрытие горизонта 301 м путем проведения уклонов-рамп от оси О. В этом случае первые участки рамп и орт О между штреками висячего и лежачего боков гор. 340 м будут пройдены с непосредственным складированием горной массы и закладки, полученных от проходческих работ , в очистное пространство недозаложенной ранее камеры 2/0 этажа 340÷400 м.
Вовлечение в эксплуатацию части запасов потолочины предусматривается путем последовательного ввода в эксплуатацию и подготовки технологических участков в направлении с севера на юг.
Первым пусковым будет участок в осях 11с÷0, вскрываемый рамкой №1 с перепуском горной массы и руды по рудоспускам и породоспуску, проведенных до откаточного горизонта 640 м (с использованием ранее проведенных рудоперепусков этажей 400÷480, 480÷580 и 580÷640 м). Проведение выработок по этому участку предусматривается только по руде и кварцитам без выхода в породы лежачего бока.
Перепуск руды и кварцитов может быть как раздельны в зависимости от необходимости усреднения содержания руды.
Высокое качество руды в массиве, превышающее по содержанию железа 60% и кварцитов с содержанием железа 37,5 % при совместном выпуске
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
ГІП-98
17
обеспечивают получение товарной продукции (руды) с содержанием железа 48,5 %.
Способ перепуска в каждом конкретном случае, в зависимости от качественной потребности в отгружаемой руде, устанавливается технологической службой комбината.
Вторым пусковым участком предлагается часть рудного тела в осях 0÷9ю, который разделяется вкрест простирания на два технологических участка. Здесь требуется проведение промежуточного штрека параллельно штреку лежачего бока по породам, разделяющим два рудных тела.
Дальнейшая схема отработки и перепуска та же, что и описанная ранее.
Южнее оси 9ю в весьма мощной сплошной залежи располагаются несколько однотипных технологических участков.
Подробности о местонахождении технологических участков, их запасах, количестве, очистных камерах и очередности отработки приведены на листе 3 графической части на чертеже и таблице.
2.2 Обоснование решения о вскрытии и вводе в эксплуатацию
части запасов рудной потолочины
Месторождение характеризуется сложными гидрогеологическими условиями. Для исключения прорывов воды в очистные выработки из Бучакского водоносного горизонта была оставлена рудная потолочина толщиной 50÷70 м. Научно-исследовательскими работами, обобщившими опыт ведения горных работ на ЗЖРК, была обоснована возможность уменьшения толщины потолочины. В частности, НИГРИ на основе геомеханических расчетов, рекомендовано величину предохранительного целика под Бучакским водоносным горизонтом принимать равной 15,0. Днепропетровским горным институтом величина предохранительного целика также была определена исходя из расчетов допустимых водопритоков в очистные камеры.
В проекте НИГРИ расчет предохранительного целика (потолочины) выполнен по следующей зависимости:
,м; (2.1)
где L
= 15,0 м – принятая ширина очистной камеры;
= 1 – коэффициент устойчивости горного массива;
= 1 – коэффициент устойчивости подработанных пород в зависимости от степени подработки. По рекомендации НИГРИ, степень подработки налегающих пород не должна превышать 0,3;
= 1 – коэффициент, учитывающий степень снижения устойчивости горного массива в зависимости от обводненности.
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
Арк
|
||
|
||
2
18
По данным гидрогеологической службы ЗЖРК предохранительный целик осушен.
H
= 
м;
В соответствии с расчетами и рекомендациями НИГРИ, толщина предохранительного целика принимается равной 15 м.
Днепропетровским горным институтом расчет предохранительного целика выполнен по следующей методике:
, м; (2.2)
где g =9,81 м/с² - ускорение свободного падения (силы тяжести);
P
=0,92·10
Па – гидростатическое давление в водном объекте;
Па – временное сопротивление породы на растяжение;
м – мощность водонасыщенной несвязанной породы в водном объекте;
γ
=2,7·10³ кг/м³ - объёмная масса породы в защитном целике;
кг/ м³ - объёмная масса породы в защитном целике;
- эквивалентный пролёт выработки, рассчитываемый по формуле:
, м; (2.3)
где а = 150 м – протяжённость незакреплённого участка горной выработки ;
= 15 м – ширина очистной камеры (выработки);
м;
η = 1,33 – коэффициент, зависящий от контура подошвы водного объекта;
δ = 2,0 м – погрешность при определении контура подошвы водного объекта;
γ = 0,3 – коэффициент структурного ослабления массива горных пород;
=
=16,3 м.
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
Арк
|
||
|
||
3
19
Следуя выше приведённым расчётам, мощность предохранительного целика принимается равной 15 м.
Следовательно, ведение очистных работ под предохранительным целиком рассчитанной мощности исключает возможность крупных и катастрофических прорывов воды, но сохраняется опасность интенсификации водопроявлений.
Из выше сказанного видно, что подход к определению безопасной глубины разработки руд под водным объектом, является основанием для вовлечения в отработку части запасов руды выше гор.340 м.
2.3 Расчёт параметров очистной выемки
Исходными параметрами для определения являются:
· h = 39 м – высота камер, принятая из расчёта применения самоходных погрузочно-доставочных машин (ПДМ) с дистанционным управлением, позволяющих отрабатывать камеры с наклонным плоским днищем;
· 
и 
по шкале проф. Протодьяконова – коэффициенты крепости руды и кварцитов соответственно;
· 
МПа и 
МПа – временное сопротивление руды и кварцитов на одноосное сжатие соответственно;
· H = 322 м – средняя глубина отработки камерами;
· γ = 2,6 т/м³ - средняя плотность налегающих пород;
· β = 65÷75° - угол падения пород;
· i = 15÷20° - угол наклона шатровой формы кровли камеры.
Допустимый эквивалентный размер кровли камеры
(горизонтальное или наклонное по простиранию залежи):
м; (2.4)
где 
- коэффициент относительной устойчивости;
- коэффициент подработки висячего бока;
=0,3 (по рекомендации НИГРИ).
Допустимый эквивалентный размер обнажения пород висячего
бока (наклонное или вертикальное по простиранию залежи):
м; (2.5)
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
Арк
|
||
|
||
4
20
Допустимый эквивалентный размер обнажения пород
по вертикали (вкрест простирания залежи):
м; (2.6)
Связь допустимых эквивалентных размеров
с размерами очистной камеры:
, м; (2.7)
, м; (2.8)
, м; (2.9)
где а – ширина камеры, м;
в – длина камеры, м;
h – высота камеры, м;
Исходя из этих зависимостей, находим линейные размеры камер, расположенных вкрест простирания:
ширина камеры 
м ; (2.10)
длина камеры 
; (2.11)
В связи с этим длина камеры не ограничивается.
В соответствии с рекомендациями НИГРИ по отработке камер под предохранительным целиком и принятой технологии размеры очистных камер принимаются: ширина -15 м, высота до 39 м и длина – на всю мощность залежи.
В условиях, где устойчивость обнажений очистного пространства не поддаётся расчётам из-за физико-механических свойств руды или вмещающих пород, руда оставляется в целиках.
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
Арк
|
||
|
||
5
21
2.4 Технология ведения горных работ
2.4.1 Выпуск руды из камер и доставка её к местам
перепуска на нижележащий горизонт 640м
Выпуск отбитой руды из камер осуществляется непосредственно на подошву погрузочного орта из его торца, примыкающего полным сечением к очистному пространству камеры. Истечение руды из камеры происходит за счёт собственного веса под углом 45÷50°.
Высота выпускного отверстия при высоте орта 3,4 м будет составлять около 1м.
Из этого следует, что, в основном, выход негабаритов ожидается размером до 1 м, что соответствует применяемому технологическому оборудованию, в частности, - подземной дробилке.
Проектом предусматривается перепуск руды по восстающим сечениям 2,4×2,4 м (или диаметром 2,4 м), поэтому требуются специальные ограждения для предотвращения падения людей не менее 1,2 м.
По условиям проветривания допускается дробление негабаритов взрывным способом непосредственно в забоях, при этом максимальный вес заряда 4,0 кг. Для складирования негабаритов предусматривается устройство специальных ниш через 5 м по длине орта с последующим дроблением негабаритов в междусменный перерыв. Указанные выработки погашаются совместно с погрузочно-доставочным ортом для увеличения площади выпуска.
Для выпуска руды из камер и дост предусматривается применение погрузочных машин шведского производства ТОРО-400Е или других однотипных машин с соответствующими размерами и производительностью. Техническая характеристика ТОРО-400Е приводится в таблице 2.4.1 и на листе графической части 4.
Таблица 2.4.1 - Техническая характеристика ТОРО-400Е
| Наименование параметра | Единица измерения | Значение |
| Длина | мм | 9600 |
| Ширина | мм | 2500 |
| Высота в транспортном положении | мм | 2300 |
Радиус поворота: - внутренний - наружный |
мм мм |
3550 6635 |
| Длина питающего электрокабеля | мм | 120000 |
| Угол преодолеваемого уклона | градус | ≤ 10 |
| Грузоподъемность | кг | 9600 |
| Ёмкость ковша | м³ | 4 |
| Производительность | т/ч | 692 |
| Общий вес | кг | 20500 |
| Питающее напряжение | В | 380÷1000 |
| Мощность электродвигателя | кВт | 110 |
| Скорость перемещения | км/ч | 3÷5 |
| Высота погрузки | мм | 2840 |
ПРМ.ПД.04.02.02.ПЗ
Арк
|
||
|
||
6
22
Выпуск руды производится до того момента, пока не откроется выпускное отверстие, что свидетельствует об отсутствии руды в камере.
При оборудовании погрузочно-доставочных машин дистанционным управлением уборка оставшейся от выпуска руды осуществляется непосредственно в очистном пространстве камеры с выносом ковша за выпускное отверстие и при обязательном нахождении машиниста в безопасном месте.
Максимальная длина доставки руды (расстояние от выпускного отверстия до рудоперепуска) определяется длиной электрического кабеля на погрузочно-доставочной машине.
Ориентировочно производительность погрузочно-доставочной машины принимается равной 387 тыс.т/год (692т/см).
Для обеспечения заданной производительности необходимо иметь три машины в работе и одну в резерве.
2.4.3 Горнопроходческие работы
Подготовка гор.330 м заключается в проходке штрека лежачего бока в осях 4с÷23ю и промежуточного штрек в осях 3ю÷9ю доставочных ортов: для камер первой очереди – на границах камер, для второй очереди – по центру камер.
Для вскрытия горизонта 301 м необходимо пройти ходовой уклон лежачего бока с горизонта 340 м в осях 7с + 15÷11с и транспортно-ходовые уклоны (рампы) №1 и №2, которые проходятся с орта о висячего бока гор. 340 м до осей 11с и 11ю горизонта 301 м.
Транспортно-ходовые уклоны №1 и №2 предназначаются для доставки самоходного оборудования на горизонт 301 м, доставки людей транспортными машинами F-66, канализации, электроэнергии, воды и целей вентиляции.
Подготовка горизонта 301 м заключается в проходке штреков лежачего и висячего боков,
29-04-2015, 01:03