Для исключения обрушения закладочного массива несущего слоя и обеспечения безопасности выемки заходок в нижележащих слоя в отрабатываемом слое необходимо создавать искусственный массив с прочностью несущего слоя не менее 4,0 МПа толщиной не менее 1,5 м у перемычки, который армируется спиральными элементами. При этом подачу твердеющей смеси в выработанное пространство осуществляют в две стадии. Сначала создают армированный несущий слой с расходом цемента 250 кг/м3 , затем до полного заполнения выработанного пространства подают твердеющую смесь с расходом цемента 150-170 кг/м3 , что обеспечивает прочность массива закладки в пределах 1,5¸2,0 МПа в 90 суточном возрасте.
При длине заходок более 25 м применяют посекционную закладку выработанного пространства. Расстояние между временными перемычками принимаются не более 25 м.
Вентиляция очистных заходок при отработке всех панелей обеспечивается за счет общешахтной депрессии. Свежий воздух поступает с нижнего горизонта по наклонному съезду и слоевому орту и далее по панельным слоевым разрезным штрекам к очистным заходкам. Загрязненный воздух из заходок выдается по вентиляционно-ходовым ортам и штрекам к вентиляционно-ходовому восстающему и далее в выработки верхнего вентиляционного горизонта.
7. производительность рудника
В соответствии с нормами проектирования и принятым режимом работы предприятия (количество рабочих дней в году 357, количество рабочих смен в сутки 3, продолжительность смены 7 часов) производительность Орловского рудника определена в объеме 1,5 млн. т руды в год.
7.1. Обоснование параметров выемочной единицы
Отработка Орловского месторождения осуществляется нисходящей слоевой и подэтажно-камерной системами разработки с полной закладкой выработанного пространства твердеющими смесями и применением высокопроизводительного самоходного оборудования. Опыт эксплуатации этого оборудования на отечественных и зарубежных рудниках показал, что для достижения высокой эффективности разработки необходимо создавать условия для свободного перемещения машин своим ходом в пределах выемочного участка (блока) длиной по простиранию 150-300 м [5]. Исходя из этого условия, а также с учетом технических возможностей принятых для эксплуатации погрузочно-доставочных машин, длину выемочного участка (блока) по простиранию рекомендуется принять равной 200-300 м. Ширина участка в зависимости от мощности и угла падения рудного тела изменяется в пределах от 30 до 120 м, а высота соответствует высоте этажа и составляет 50 м.
На 12-14 горизонтах Основной залежи длина рудного тела по простиранию не превышает 300 м. Поэтому каждый из этих горизонтов целесообразно отрабатывать одним выемочным участком (блоком).
Учитывая особенности геологического строения Орловского месторождения (наличие нескольких природных типов руд и их пространственное расположение), при принятой схеме подготовки и нарезки, блок разделяется на четыре панели. Две из них со стороны висячего бока рудного тела (сплошные руды) отрабатываются подэтажно-камерной системой разработки со сплошной выемкой, а другие две, расположенные у лежачего бока (вкрапленные руды) – нисходящей слоевой системой разработки. В связи с тем, что отработка блока ведется двумя различными системами разработки, в соответствии с требованиями "Единых правил охраны недр…" в качестве выемочной единицы принята панель, которая является частью блока. Показатели потерь и разубоживания руды по блоку (выемочному участку) определяются после полной его отработки как средневзвешенные величины. Размеры панелей, отрабатываемых подэтажно-камерной и слоевой системами разработки (длина, ширина, высота) составляют соответственно 110, 40¸45, 50 и 110, 25¸30, 50 м. Геологические запасы выемочного участка (блока) изменяются в зависимости от мощности и угла падения рудного тела и составляют 2850 тыс. т на 12 горизонте Основной залежи. Запасы панелей колеблются в пределах от 350¸400 до 800¸1000 тыс. т.
Длина рудного тела по простиранию на каждом горизонте также не превышает 300 м. Поэтому длину выемочного участка (блока) рекомендуется принять равной 200-300 м при ширине его от нескольких до 100¸130 м (в зависимости от мощности и угла падения). Высота блока соответствует высоте этажа и составляет 50 м. Длину, ширину и высоту панелей рекомендуется принимать соответственно 120¸135, 40¸90 м и 50 м.
7.2. Подготовка и отработка выемочной единицы
При отработке Основной залежи каждый выемочный участок подготавливается наклонным транспортным съездом, который располагается в центральной части блока в породах лежачего бока. Наклонный съезд служит для сообщения между горизонтами, подэтажами и слоями. Подэтажные штреки проходят в устойчивых и средней устойчивости сплошных рудах в средней части рудного тела через 16-17 м по высоте. В пределах блока проходят рудоспуски, вентиляционно-ходовые и вентиляционно-закладочные восстающие, которые располагают в центре и на флангах выемочного участка.
При длине блока 200-300 м среднее расстояние доставки горной массы из очистных камер (заходок) до рудоспусков не превысит 150 м, что обеспечивает высокую эффективность использования погрузочно-доставочных машин.
Отработку запасов руды в пределах выемочного участка можно вести на обоих его флангах и на одном-двух подэтажах, где смогут одновременно работать до трех погрузочно-доставочных машин.
Аналогичным образом ведется подготовка выемочных участков по залежи "Новая".
7.3. Годовая производительность рудника
В настоящее время рудник ведет добычу руды на 1¸5 и 7¸11 горизонтах Основной залежи. Общие запасы руды на этих горизонтах составляют 9,8 млн. т, в том числе на 1¸5 и 7¸8 горизонтах сосредоточено 2,2 млн. т, а на 9¸11 – 7,6 млн. т. Все эти запасы относятся к категории вскрытых и подготовленных, что позволяет в течение ближайших 4¸5 лет сохранить годовую производительность рудника на уровне 1500 тыс. т.
Учитывая разбросанность запасов по высоте и простиранию залежи, ограниченные размеры неотработанных участков, необходимость ремонта (восстановления) старых или проходки новых выработок, а также низкое содержание полезных компонентов на отдельных участках, годовая производительность при доработке запасов на 1¸5 и 7¸8 горизонтах составит 250-400 тыс. т.
Многолетний опыт применения на Орловском руднике слоевой системы разработки с закладкой выработанного пространства твердеющими смесями, а также расчеты Казгипроцветмета и ВНИИцветмета, выполненные при составлении локального проекта отработки блока 12с одиннадцатого горизонта, показали, что годовая производительность одного горизонта не превышает 650-750 тыс. т. При одновременной работе на двух горизонтах годовая производительность рудника составит 1000-1200 тыс. т.
Параллельно с доработкой запасов на 9¸11 горизонтах необходимо вскрыть и подготовить запасы Основной залежи на 12¸14 горизонтах и запасы залежи "Новая" на 9¸12 горизонтах, что обеспечит возможность поддержания годовой производительности на достигнутом уровне.
Годовая производительность при отработке запасов Основной залежи на 12¸14 горизонтах определена по методике, рекомендованной "Нормами технологического проектирования…" [5]
тыс. т/год,
где А – годовая производительность, тыс. т/год;
V=15 м – годовое понижение уровня выемки;
K1 и K2 – поправочные коэффициенты соответственно на угол
падения и мощность рудного тела;
K3 и K4 – поправочные коэффициенты на применяемую систему
разработки и на одновременную работу на нескольких
этажах;
- коэффициент, учитывающий изменение режима
работы рудника;
S – средняя горизонтальная площадь рудного тела, м2 ;
g = 3,9 т/м3 – плотность руды;
Кп =0,958 и Кр =0,936 – коэффициенты, учитывающие
потери и разубоживание руды при добыче.
В таблице 7.1 приведены результаты расчетов годовой производительности по отдельным рудным горизонтам.
Таблица 7.1 - Годовая производительность Основной залежи на 12¸14 горизонтах
Горизонты (участки) |
Годовое понижение уровня выемки, м | Средняя горизонтальная площадь рудного тела, тыс.м2 | Производительность, тыс. т/год |
| 12 | 16 | 14,6 | 640 |
| 13 | 20 | 7,1 | 360 |
| 14 | 26 | 1,2 | 60 |
На доставке руды из очистных заходок и погрузочных заездов к блоковым рудоспускам в количестве 1,44 млн. т в год и доставке горной массы к рудоспускам при проходке горно-капитальных, горно-подготовительных и нарезных выработок в количестве до 100 тыс. м3 в год (из них попутная руда 60 тыс. т в год) предусматривается использование самоходных погрузочно-доставочных машин и скреперных установок.
Предварительные расчеты показывают, что для доставки вышеупомянутых объемов горной массы к рудоспускам на оптимальное расстояние (100¸150 м) потребуется:
ПДМ "Катерпиллер R 1300LHD" – 4 шт;
ПДМ "Торо 301ДL" - 2 шт;
ПДМ "Торо 250Д" - 2 шт;
скреперных установок (ЛС-50) - 2¸3 шт.
8. МЕХАНИЗАЦИЯ ОСНОВНЫХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ РАБОТ
8.1. Механизация горнопроходческих и очистных работ
При проходке откаточных выработок предусматривается применение традиционного (рельсового) проходческого оборудования (буровой каретки СБКН-2М, погрузочной машины ППН-5П, ленточного перегружателя ПСК-1С, контактного электровоза со сцепным весом 7 или 10 т и вагонеток ВГ-2,2 в количестве 8¸10 шт).
При проходке горизонтальных и наклонных безрельсовых выработок на всех горизонтах предусматривается применение комплекса самоходного оборудования, состоящего из буровой каретки типа "Минибур" и погрузочно-доставочной машины "Торо-250".
На очистных работах при слоевых системах разработки предусматривается применение комплекса самоходного оборудования, состоящего из буровой каретки типа "Минибур" и погрузочно-доставочной машины "Торо-301ДL" или "Катерпиллер R 1300LHD".
На очистных работах при подэтажно-камерной системе разработки предусматривается использование комплекса самоходного оборудования, включающего в себя буровой станок типа "Соло-1Л" или "КБУ-50" и погрузочно-доставочную машину "Торо-301ДL" или "Катерпиллер R 1300LHD".
В таблицах 8.1 и 8.2 приведены основные технические характеристики буро-погрузочного самоходного оборудования, выпускаемого различными фирмами. Из всего многообразия типоразмеров оборудования настоящим регламентом предусматривается в основном применение бурового и погрузочно-доставочного оборудования фирмы "Тамрок" (Финляндия).
Таблица 8.1 - Технические характеристики самоходных буровых кареток
| Технические данны | Каводрилл Н-550-22 | Минибур Г1Ф | Минибур А200L | Параматик |
| Площадь обуриваемого забоя, м2 | 24 | 20 | 8-38 | 20 40 |
| Число бурильных машин | 2 | 1 | 2 | 2 |
| Бурильная машина типа | ГП | ГЛ 300 С | Л 550 С | E-400 |
| Ход подачи, м | 2,9 | 3,6 | 3,7 | 3,7 |
| Мощность двигателя, кВт | 33 | 30 | 35 | 63 |
| Скорость передвижения, км/час | 8,0 | 6 | 6 | 10 |
| Преодолеваемый уклон, град. | 10 | 16 | 10 | 19 |
| Внешний радиус поворота | н.д | 5,0 | 5,0 | - |
Транспортные габариты: длина, м ширина, м высота, м |
8,4 1,8 1,8 |
8,5 1,2 1,85 |
7,8 1,66 1,70 |
11,5 2,5 2,35 |
| Масса, т | 8,9 | 8,2 | 6,5 | 10,0 |
Таблица 8.2 - Техническая характеристика погрузочно-доставочных машин различных типов для проходческих и очистных работ
| Технические данные | "Тамрок", Финляндия | Катерпиллер США | ||
| Торо-200Д | Торо-300Д | Торо-301ДL | R-1300 LHD | |
| Грузоподъемность, т | 4,0 | 6,2 | 6,2 | 7,3 |
| Емкость ковша, м3 | 1,5 2,4 |
2,73,3 |
2,73,3 |
2,4-3,4 |
Двигатель: тип марка мощность, кВт мощность, л.с |
дизельный | дизельный | дизельный | дизельный |
| Дейтц | Дейтц | Дейтц | Cat-3306 | |
| 64 | 103 | 112 | 123 | |
| 86 | 139 | 150 | 165 | |
| Минимальные размеры выработки, м | 3,0х3,0 | 3,5х3,0 | 3,5х3,0 | 3,5х3,0 |
Габаритные размеры в транспортном положении: длина, м ширина, м высота, м |
7,68 2,0 2,2 |
8,47 2,10 2,15 |
8,25 2,10 2,15 |
8,65 2,00 2,00 |
| Скорость передвижения, км/час | до 15 | до 25 | до 25 | до 22 |
| Масса, т | 12,4 | 14,5 | 16 | 19 |
На проходке восстающих высотой более 25 м предусматривается применение проходческих комплексов типа КПВ-4А, а также проходческих комбайнов типа 2КВ или "Рино" (таблица 8.3).
При подготовке и отработке 12¸18 горизонтов предусматривается электровозная откатка горной массы в вагонетках ВГ-2,2 и ВГ-4 по откаточным выработкам от блоковых рудоспусков и породоспусков к шахте "Слепая", а на 10¸11 горизонтах от шахты "Слепая" к соответствующим бункерам шахты "Скиповая". В период максимального развития работ на 13¸14 горизонтах для доставки горной массы по южному уклону предусматривается применение автосамосвалов фирмы "Тамрок" с дизельным приводом или троллейвозов фирмы "Кируна-Электрик". Техническая характеристика автосамосвалов проведена в таблице 8.4.
Таблица 8.3 - Техническая характеристика установок для бурения восстающих
| Технические данные | "Роббинс" США | "ВНИПИРудмаш" Россия | "Тамрок", Финляндия | |
| 4IR-6IR | 2КВ | 2КВ-А | "Рино" | |
| Диаметр восстающего, м | 1,2¸3,6 | 1,5 | 1,25¸1,8 | 1,22¸2,44 |
| Высота (длина) бурения, м | 180¸300 | до 100 | до 160 | до 160 |
| Угол наклона выработки, град. | 30¸90 | 60¸90 | 60¸90 | 60¸90 |
| Тип бурового инструмента | шарошечный | |||
| Крепость пород | до 16 | до 14 | до 14 | до 16 |
| Мощность двигателей, кВт | - | 132,75 | 140,5 | до 315 |
| Мощность привода, кВт | - | 110 | 110 | 210 |
| Диаметр передовой скважины, мм | 213¸350 | 270 | 270 | 250 350 |
| Производительность при разбуривании, м/час | 0,6¸1,2 | 3,4 | 3,6 | нет данных |
Габаритные размеры станка в рабочем положении: длина, м ширина, м высота, м |
нет данных нет данных нет данных |
1,57 1,46 3,95 |
1,57 1,46 4,0 |
3,60 2,30 3,50 |
| Масса, т | нет данных | 56 | 63,7 | 50,8 |
Таблица 8.4 - Техническая характеристика автосамосвалов фирмы "Тамрок"
| Показатели | Марка самосвала | |
| EJC-416Д | EJC-20 | |
| Грузоподъемность, т | 14,5 | 20 |
| Емкость кузова, м3 | 6,9¸8,4 | 10,8 |
| Тип двигателя | дизельный | дизельный |
| Мощность двигателя, л.с. | 185 | 275 |
Габариты в транспортном положении: длина, м ширина, м высота, м высота при разгрузке, м |
7,01 2,24 2,20 3,92 |
8,38 2,44 2,24 5,13 |
Минимальный радиус закругления выработок: внутренний, м внешний, м |
3,18 4,32 |
5,9 7,7 |
| Масса, т | 15 | 19,0 |
На электровозном транспорте предусматривается применение автоматической светофорной блокировки и дистанционное управление стрелочными переводами, а также дистанционное управление электровозами при загрузке и разгрузке вагонов. Для механизации погрузки горной массы из капитальных и блоковых рудоспусков и породоспусков рекомендуются вибропитатели ПВУ-5-1,8, ПВУ-4-1,6, ПВУ-3-1,2, входящие в состав типоразмерного ряда, разработанного ВНИИцветметом, или скреперные установки с лебедкой ЛС-55. Подъем горной массы осуществляется по следующим основным потокам:
- с 12 на 10 (или 11) горизонт руда и порода в вагонетках выдается клетевым подъемом шахты "Орловская";
- с 13¸18 горизонтов на 10 (или 11) горизонт горная масса в вагонетках выдается клетевым подъемом шахты "Слепая";
- с дозаторных 11 горизонта на поверхность (в соответствующие поверхностные бункера) горная масса рудными и породным скипами выдается по шахте "Скиповая";
- с 13¸14 горизонтов на уровень отметки –330 м горная масса доставляется автосамосвалами (троллейвозами) к рудоспускам и породоспускам.
8.2. Механизация вспомогательных и ремонтно-монтажных работ
В целях эффективного использования основного транспортного, бурового и погрузочно-доставочного самоходного оборудования для выполнения вспомогательных работ предусматривается использовать универсальные и специализированные машины:
- для крепления выработок набрызг-бетоном и анкерным креплением;
- для ремонта подземных дорог;
- для доставки ВВ, зарядки шпуров и скважин;
- для доставки горюче-смазочных материалов;
- для доставки людей (автобусы);
- для доставки грузов и др.
Спуск в шахту и подъем длинномерных материалов, электровозов, узлов самоходного и другого технологического оборудования осуществляется клетевым подъемом шахты "Орловская" (под клетью) с использованием соответствующих приспособлений и механизмов на нулевой и приемных площадках на горизонтах. Для обслуживания стационарного горного оборудования, находящегося в зданиях на поверхности и в подземных камерах, в проекте предусмотрены необходимые грузоподъемные механизмы (краны, тали и лебедки). Для механизации вспомогательных подъемно-транспортных операций на подземных работах институтом "ВНИИцветмет" разработаны малогабаритные переносные лебедки (ручная лебедка ЛР-0,5 и пневматическая лебедка ЛП-0,15).
9. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАКЛАДОЧНЫХ РАБОТ
При разработке Орловского месторождения закладка выработанного пространства является неотъемлемой технологической операцией добычи руды.
Основное назначение закладочного массива:
- управление горным давлением и сдвижением пород;
- обеспечение безопасной и эффективной технологии горных работ;
- исключение возникновения эндогенных пожаров;
- обеспечение минимальных потерь и разубоживания руды.
9.1. Требования к закладочным смесям
Твердеющие закладочные смеси должны удовлетворять следующим основным требованиям:
- обеспечивать в определенные сроки нормативную прочность при затвердевании смеси;
- литые твердеющие смеси должны быть транспортабельны на значительные расстояния в самотечном режиме за счет напора, создаваемого вертикальным столбом смеси;
- угол растекания смеси при укладке ее в слоях не должен превышать 60 ;
- для формирования однородного массива твердеющие литые смеси должны быть устойчивы к расслоению.
Для принятых вариантов систем разработки и параметров очистных выработок нормативная прочность в соответствии с расчетами должна быть:
- при нисходящей слоевой системе разработки: 4 МПа (несущий слой высотой 1,5 м) и 1 МПа выше несущего слоя;
- при подэтажно-камерной системе: упрочненный слой толщиной 4¸5 м - 3¸4 МПа и 1,5¸2 МПа выше несущего слоя при высоте подэтажа 15¸20 м.
Рекомендуемые составы закладочных смесей приведены в соответствии с "Технологической инструкцией по производству закладочных работ на Орловском руднике" в таблицах 9.1 и 9.2.
Таблица 9.1- Основные составы твердеющих закладочных смесей для БГУ
Марка состава |
Расход материалов на 1 м3 смеси, кг | |||
| цемент | хвосты | дробленая порода |
вода | |
| М40 | 250 | 1170 | 420 | 470 |
| М15 | 150 | 1170 | 510 | 470 |
| М45 | 250 | 870 | 620 | 470 |
| М15 | 150 | 870 | 710 | 470 |
Таблица 9.2 - Основные составы твердеющих закладочных смесей для БЗК
Марка состава |
Расход материалов на 1 м3 смеси, кг | |||
| цемент | хвосты | измельченная порода |
вода | |
| М45 | 250 | 1290 | 220 | 520 |
| М20 | 150 | 1290 | 310 | 520 |
| М50 | 250 | 960 | 450 | 520 |
| М20 | 150 | 960 | 540 | 520 |
9.2. Закладочное хозяйство
Приготовление закладочной смеси на Орловском руднике производится на двух поверхностных комплексах: бетоно-гидравлическом узле (БГУ) производительностью 90 м3 /час и бетоно-закладочном комплексе (БЗК) производительностью 60 м3 /час.
В состав закладочного комплекса входят следующие объекты:
- бетоносмесительное отделение;
- мельничное отделение;
- склады заполнителей;
- сортировочные узлы;
- конвейерные галереи;
- прирельсовый склад цемента;
- комплекс магистральных и участковых трубопроводов;
- лаборатория качества закладки.
На рисунке 9.1 представлена технологическая схема закладочного комплекса Орловского рудника.
Технологическая схема приготовления закладочных смесей включает приготовление инертных из отвальных пород Орловского рудника и текущих хвостов обогатительной фабрики (ОФ). Текущие хвосты на обогатительной фабрике проходят первую стадию гидроциклонирования (ГЦ), затем по трубопроводу подаются на гидроциклоны БГУ или БЗК на вторую стадию гидроциклонирования. Сгущеный продукт с ГЦ подают в смешиватель, сюда же поступает цемент из расходного силоса через дозатор. На БГУ цементно-песчаную смесь хвостов подают в барабанный смеситель 14, туда же из расходного бункера крупного заполнителя 9 дозатором 12 по ленточному конвейеру 13 подают отсев или дробленую породу или калантырский песок. На БЗК цементно-песчаную смесь хвостов подают в шаровую мельницу 15, туда же подают из расходного бункера 10 дозатором 12 по ленточному конвейеру 13 дробленую породу или песок.
Закладочная смесь поступает в вертикальный участок бетонопровода и далее по горизонтальному участку, проложенному по горным выработкам горизонтов, в забои. Транспортирование по трубам закладочных смесей осуществляется самотечным способом за счет давления смеси в вертикальном ставе.
В качестве крупного заполнителя закладочных смесей используются породы из существующих отвалов пород, а также породы, получаемые от проходки выработок при ведении проходческих работ на Орловском руднике.
Доставка основных материалов на закладочный комплекс осуществляется железнодорожным и автомобильным транспортом.
9.3. Объемы закладочных работ
На весь период проведения закладочных работ на Орловском руднике в качестве основной рекомендуется литая твердеющая закладочная смесь.
На проектную мощность рудника объем закладочных работ с учетом усадки составит:
м3
,
где Аг - годовой объем добычи руды, т;
g – объемная плотность руды, т/м3 ;
Ку - коэффициент усадки закладочной смеси, Ку = 1,06.
Режим работы бетонозакладочного комплекса принят непрерывный с целью исключения затрат времени на промывку трубопровода и пусконаладочные операции.
Часовая производительность закладочного комплекса составит:
м3
/ч,
где V - годовой объем закладочных
29-04-2015, 00:51