Министерство образования и науки РФ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

Им. Г.И. Носова»

Кафедра Маркшейдерского дела и геологии

Методические указания

к выполнению курсовой работы по дисциплине:

«Геомеханика» на тему

«Выбор системы разработки и обоснование устойчивых параметров конструктивных элементов системы разработки»

Магнитогорск

2009

Расчет курсовой работы состоит в следующем:

1. Выбор системы разработки (на основе геологических, технологических и экономических соображений);

2. Подробное описание системы разработки по стадиям отработки (подготовки и нарезки), выполнению основных производственных процессов;

3. Обоснование конструктивных элементов выбранного варианта системы (размеров выработок и целиков).

Методика выбора системы разработки месторождения подземным способом

Выбор оптимальной системы разработки - это самый ответственный шаг при проектировании горнодобывающего предприятия. От системы разработки зависят все экономические показатели работы рудника (затраты по системе разработки достигают 60% всех общерудничных затрат), безопасность труда горнорабочих, применение определенного горного оборудования.

1. Последовательность выбора системы разработки

Каждую систему можно применять только в определенных горно-геологических условиях. На выбор системы разработки наиболее существенное влияние оказывают – мощность рудного тела, угол падения, устойчивость руды и вмещающих пород – это постоянные факторы; другие факторы, переменные, к ним относятся – размеры рудного тела по простиранию и падению, морфология рудного тела, ценность руды, характер распределения в нем металла, глубина разработки, склонность руды к слеживанию, окислению и возгоранию, гидрогеологические условия, необходимость сохранения земной поверхности.

Так, учет влияния мощности и угла падения залежи позволяет исключить из дальнейшего рассмотрения целые классы систем разработки. Устойчивость руды и вмещающих пород также определяет класс системы разработки – с открытым очистным пространством, закладкой или обрушением руды и вмещающих пород.

При добыче ценных руд применяют системы с высокой полнотой извлечения, хотя и более дорогих, а при выемке малоценных руд стараются применять системы с низкой себестоимостью, допускающие высокие потери и разубоживание руды. Сложность морфологии и характер распределения в руде металла практически не создают затруднений при разработке месторождения слоевыми системами. Глубина разработки и необходимость сохранения земной поверхности определяют повышенные требования к размерам очистного пространства, к погашению выработанного пространства и к управлению горным давлением. Сильная обводненность налегающих пород вынуждает отказаться от систем разработки, нарушающих водоупорный слой в кровле, или даже вынуждает оставлять рудные водоупорные целики в потолочине.

Прочие факторы – степень разведанности месторождения, наличие дешевых крепежных и закладочных материалов вблизи рудника и др. – оказывает косвенное влияние на выбор системы разработки.

Рациональные области значений данных факторов характеризуют применение соответствующих систем разработки (таблица), рекомендованных ПТЭ. Систему считают предварительно выбранной, если наблюдается соответствие значений всех исходных факторов их рациональным значениям.

При окончательном выборе конкурирующих систем разработки необходимо учитывать влияние следующих вспомогательных факторов:

1) правильная форма и достаточная длина месторождения благоприятствуют применению любой системы разработки;

2) на глубине разработки более 500-600 м нежелательно применение систем разработки 1,2,3,4,10 и 11;

3) высокоценные руды требуют применения систем разработки с высоким коэффициентом использования запасов недр(5,6,7,8,9);

4) содержание полезных компонентов во вмещающих породах благоприятствует применению систем разработки 10 и 11;

5) правильный контакт руды с вмещающими породами благоприятен для систем разработки с использованием скважинной отбойки (2 и 3);

6) склонность полезного ископаемого к слеживанию, окислению и самовозгоранию требует применения систем разработки с немедленной выдачей отбитой руды из очистного забоя (1,2,5,7);

7) сильная обводненность вмещающих пород препятствует применению систем разработки 9,10 и11;

8) необходимость сохранения дневной поверхности от обрушения требует применения систем разработки 6, 7 и 8.

УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ

Система разработки		Условия применения систем разработки
		Мощ-ность рудно-го тела, м	Угол паде-ния залежи, град	Свойства		Глуби-на разра-ботки, м	Ценность руды	Склон-ность к самовоз-горанию и слежива-емости	Сохранность поверхности
				руды	пород
1	Сплошная. Камерно - столбовая	1,5 - 18	0-30	Уст.	Уст.	До 600	Малой и ср.	-	Не сохр.
2	Камерно – столбовая со взрыводоставкой	3 – 20	25 - 45	Уст.	Уст.	До 600	Малой и ср.	-	Не сохр.
3	Камерная: а) с массовой отбойкой целиков	2-15	>50	Уст.	Уст.	До 600	Малой и ср.	Не доп.	Не сохр.
		>15	0-90	Уст.	Уст.	До 600	Малой и ср.	Не доп.	Не сохр.
	б) с последую-щей закладкой камер	2-15	>50	Уст.	Уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
		>15	0-90	Уст.	Уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
4	С отбойкой из магазинов	1-3	>55	Уст.	Уст.	До 600	Ср. и ценн.	Не доп.	Не сохр.
5	Потолкоуступная с простой распорной крепью	0,6-3	>50	Уст. и ср. уст.	Уст. и ср. уст.	До 600	Ср. и ценн.	-	Не сохр.
6	Однослойная выемка с закладкой	1,5-5	0-30	Уст. и ср. уст.	Уст. и ср. уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
Продолжение таблицы
Система разработки		Условия применения систем разработки
		Мощность рудного тела, м	Угол падения залежи,град	Свойства		Глубина разработки, м	Ценность руды	Склон-ность к самовозгоранию и слежива-емости	Сохранность поверхности
				руды	пород
7	Горизон-тальные слои с закладкой:
	а) с восходящей выемкой	1,2-6	>50	Уст.	Не уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
		>6	0-90	Уст.	Не уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
	б) с нисходящей выемкой	1,2-6	>50	Не уст.	Уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
		>6	0-90	Не уст.	Уст.	Не огр.	Ценн.	-	Сохр.
8	Тонких жил с раздельной выемкой	0,4	>45	Любые	Уст. и ср. уст.	До 600	Ценн.	-	Сохр.
9	Столбовая с обрушением налегающих пород	1,5-3,5	0-35	Не уст.,ср. уст.	Не уст.	Не огр.	Ценн. и ср.ценн.	-	Не сохр.
		3,5-7	0-35	Ср. уст.	Не уст.	Не огр.	Ценн. и ср.ценн.	Не доп.	Не сохр.
10	Подэтаж-ного обрушенияа) варианты с донным выпуском руды	>7	0-90	Не уст. и ср. уст.	Не уст. и ср. уст.	До 700	Ср. ценн.	Не доп.	Не сохр.
Окончание таблицы
Система разработки		Условия применения систем разработки
		Мощность рудного тела, м	Угол падения залежи,град	Свойства		Глубина разработки, м	Ценность руды	Склон-ность к самовозгоранию и слежива-емости	Сохранность поверхности
				руды	пород
	б) с торцовым выпуском руды	3-7	>50	Ср. уст. и уст.	Ср. уст.	До 700	Ср. ценн.	Не доп.	Не сохр.
		> 7	0-90	Ср. уст. и уст.	Ср. уст.	До 700	Ср. ценн.	Не доп.	Не сохр.
11	Этажного принудительного обрушения:
	а) с отбойкой руды на камеры компенсации	10-15	>50	Уст.	Уст.	До 700	Ср..	Не доп.	Не сохр.
		>15	0-90	Уст.	Уст.	До 700	Ср.	Не доп.	Не сохр.
	б) с отбойкой руды в зажатой среде	10-15	>50	Ср. уст., Уст.	Ср. уст. Уст.	До 700	Ср.	Не доп.	Не сохр.
		>15	0-90	Уст.	Уст	До 700	Ср.	Не доп.	Не сохр.

Примечания: 1. В таблице приведены только наиболее распространенные в отечественной и зарубежной практике системы разработки.

2. Системы разработки, сходные по условиям применения, объединены в общие позиции (сплошная и камерно – столбовая – поз.1; этажно – камерная, подэтажных штреков, подэтажных ортов – поз.3 и т.п.).