1. Снижение выхода крупных кусков при отбойке, что интен­сифицирует выпуск и доставку руды в 1,5—2 раза.

2. Не надо предварительно образовывать открытое пространст­во, что повышает устойчивость массива и позволяет вести выемку в одну стадию с однотипной технологией.

3. Появляется возможность: магазинировать руду при отбойке не только горизонтальными, но и вертикальными слоями; выпус­кать руду непосредственно в буровую выработку (так называемый торцовый выпуск), что исключает необходимость проведения спе­циальных выпускных выработок.

Недостатки: затруднения при выпуске пер­вых доз уплотненной взрывом руды (зависания руды над выпуск­ными отверстиями); выброс руды в буровые выработки или неко­торое усложнение схем подготовки блока во избежание выброса.

13-Штанговое бурение — основной способ бурения скважин уменьшенного диаметра. Перфораторы применяют тяжелые, в основном с независимым вращением бура. Из отечественных образцов машин для бурения скважин диаметром 50—70 мм и глубиной до 30 м в любом направлении по породам и рудам крепким и средней крепости используются преимущественно машины вращательно-ударного действия БУ-70У, СБУ-3к, КБУ-50М. Производительность машин КБУ-50 при бурении коронкой диаметром 56 мм по породам с коэффициентом крепости 12—14 составляет 50—60 м/смену. Для бурения веерных и параллельных скважин по породам крепким и средней крепости применяют некоторые из самоходных шахтных буровых установок, используемых и для бурения шпуров. Производительность перфоратора (в относительных единицах) с независимым вращением бура при различной глубине и различных диаметрах характеризуется следующими величинами: - при диаметре 50, 60, 75 и 85 мм — соответственно 1,3; 1,0; 0,75 и 0,6; - при глубине до 10, 15 20 и 50 м — соответственно 1,2; 1,0; 0,8 и 0,7. Ha рудниках России используются также зарубежные самоходные буровые установки. Для бурения скважин диаметром 51—70 мм на подземных рудниках США, Канады, Швеции, Австралии и других стран наиболее широко применяют мощные колонковые перфораторы с энергией удара до 260 Дж и диаметром поршня до 130 мм. Перфораторы (один, два или, реже, три) монтируются на манипуляторах самоходных пневмоколесных буровых установок (табл. IV.5). Производительность установки до 300—500 м/смену или 1000—2000 т/смену.

Один рабочий обслуживает одну установку, поскольку не все вспомогательные работы автоматизированы: обслуживание двухперфораторной (и, тем более, трехперфораторной) установки требует напряженного труда. В отношении использования гидравлических перфораторов для скважин диаметром 50—100 мм и автоматизации управления буровым оборудованием к бурению скважин относится все то, что сказано об этом выше применительно к бурению шпуров.

14-Бурение погружными пневмоударниками. Так называют бурение, при котором в скважину вводится только ударный механизм, а вращатель устанавливается около устья скважины. Этим устранен недостаток перфораторного (штангового) бурения скважин — поглощение силы удара инерцией колонки штанг. Способ предложен С.П. Юшко в 1949—1951 гг. Основной объем бурения скважин на отечественных рудниках производят с помощью погружных пневмоударников станками HKP-100м (табл. IV.6), диаметр скважин 105—110 мм, И станками ЛПС-3, диаметр 150 мм. Выпускаются пневмоударники ПБ-85 для бурения скважин диаметром 85 мм (при диаметре менее 75—80 мм значительно уменьшается энергия единичного удара, а многопоршневые конструкции создать затруднительно).

Отечественные станки с погружными пневмоударниками в основном смонтированы на распорных колонках, вращатель пневматический. Создан самоходный буровой станок НKP-80 на пневмоколесном ходу конструкции ПИГРИ. Производительность станков при бурении скважин диаметром 100 мм в направлении от вертикального вниз до наклонного вверх с углом наклона не более 30° на глубину до 50 м по породам с коэффициентом крепости 4—6, 10—14 и 19—20 составляет соответственно 40, 15 и 5 м/смену. Увеличение глубины скважины снижает скорость бурения в связи с рост ом продолжительности спуско-подъемных операций, повышением затрат энергии на преодоление трения штанг о стенки скважин, а при бурении вверх снижает давление инструмента зa забой, что снижает скорость, например, на 20—40 % при глубине до 40—50 м. Для современных конструкций пневмоударников оптимальное давление сжатого воздуха 0,5—0,7 МПа, так как при большем давлении учащаются поломки инструмента. Пути повышения производительности бурения: улучшение качества металлов и твердого сплава, а также технологии изготовления машин и инструментов; высокая механизация и автоматизация вспомогательных операций, которые занимают 20—40 % общего времени работы; широкое применение самоходных пневмоколесных кареток. Буровые камеры для бурения горизонтальных скважин станками ПКР-100м должны быть высотой не менее 2 M1 шириной 3—3,5 м, а длиной не менее 2,5 м. При бурении восходящих или нисходящих скважин высота буровой камеры (бурового штрека, орта) должна быть 3—3,5 м, ширина — не менее 2,5 м. Перед началом работы маркшейдер согласно паспорту буровзрывных работ определяет в забое места устьев скважин н основную линию для отсчета углов в горизонтальной плоскости. Углы в вертикальной плоскости устанавливаются обычно с помощью угломера бурильщиком по заданным величинам. Для уменьшения отклонения скважин от проектного направления распорная колонка станка должна точно устанавливаться вертикально в обеих взаимно перпендикулярных плоскостях с помощью отвеса и горного компаса. Разрабатываются технические средства повышения точности бурения. Два человека обслуживают обычно два или три станка и лишь в виде исключения — один станок, если он работает в удаленном забое. Погружные пневмоударники применяют главным образом в крепких породах при глубине скважин более 10—12 м (при меньшей глубине эффективнее штанговое бурение). На зарубежных рудниках применяют станки для бурения погружными пневмоударниками взрывных и вспомогательных скважин диаметром 80—200 мм и глубиной до 150 м. Как правило, станки самоходные на гусеницах с дизельным или электрическим приводом хода и гидроприводом для вращения бурового става. На отечественных рудниках испытываются пневмоударные расширители PC скважины диаметром 105 мм до 212, 250, 320 мм (конструкция ИГД CO АН СССР). Испытывается также плазменное расширение скважин, — достигнуто увеличение объема скважин диаметром 100 мм в 4—9 раз за счет создания котловой полости или увеличения диаметра.

15-Шарошечное бурение скважин заимствовано из нефтяной промышленности. Для подземной отбойки руд использовать его предложил И.М. Бирюков в 1949 г. В отличие от нефтяной, в горнорудной промышленности применяются меньшие диаметры скважин и промывочная вода (вместо глинистых растворов), а шарошечные долота армируются твердым сплавом. Наиболее распространен станок БШ-145 института Гипромашобогащение. Глубина скважин достигает 50—60 м, а в опытном порядке до 100 м (при диаметре 145 и 214 мм). При максимальной глубине искривление скважин составляет 2—2,5 м. Для бурения нисходящих скважин рудники вносят в станок конструктивные изменения, скорость бурения нисходящих скважин снижается на 15—20 % в связи с худшей очисткой забоя скважины от продуктов разрушения пород. Шарошечные станки серийного выпуска переносные, применяются для бурения глубоких скважин диаметром 150 мм, преимущественно в очень крепких породах. Каждый шарошечный станок обслуживается двумя рабочими, два станка — тремя рабочими.

С 1984 г. планируется выпуск гусеничного самоходного станка БШ-200С для бурения скважин диаметром 200—250 мм и глубиной 50—80 м. При испытаниях производительность станка составила 15 м/смену, что по объему отбойки в 5—6 раз выше против диаметра скважин 105 мм. Преимущества шарошечного бурения по сравнению с погружными пневмоударниками: - меньше запыленность атмосферы и меньше шум при работе станка; - более высокая (в 2—3 раза) производительность станка по очень крепким породам; - меньший износ долот по диаметру и более высокая стойкость их; - меньшая стоимость бурения на 1 м3 отбитой руды. Преимущества бурения скважин погружными пневмоударниками по сравнению с шарошечным бурением (переносными станками в обоих случаях): - более легкое и транспортабельное оборудование; - меньшее число обслуживающих рабочих; - более широкая область возможного применения, включая залежи ограниченной мощности с неправильным залеганием, где приемлемый диаметр скважин не превышает 110 мм. В силу указанной сравнительной оценки бурение погружными пневмоударниками распространено значительно шире шарошечного, Безусловные преимущества оно имеет на подэтажах, когда доставка станка к месту работ затруднена, а также при бурении параллельных и одиночных скважин, требующем частых передвижек станка. Шарошечное бурение диаметром 150 мм конкурентоспособно при бурении вееров скважин в весьма крепких рудах.

16-Самоходные буровые установки

Главной отличительной особенностью таких буровых установок является то, что им для передвижения не нужен дополнительный спецтранспорт. Основой им могут служить грузовые автомобили, гусеничные тракторы, вездеходы, либо катера. Также они отличаются по размеру, в зависимости от глубины, на которую необходимо выполнить бурение. Преимущества

Среди преимуществ самоходных буровых установок можно выделить следующие:

Возможность самостоятельного передвижения. Буровая установка монтируется на грузовик, гусеничный вездеход или катер. При этом, за счет подбора подходящего вездехода, достигается отличная проходимость даже к труднодоступным местам. И это, не говоря уже о скорости передвижения, особенно если речь касается грузовиков. Для бурения нет необходимости проводить монтаж и демонтаж установки. Это и другие причины снижают себестоимость работ, в сравнении со стационарными установками. Работа проходит быстрее. Такие установки проще обслуживать и ремонтировать, чем стационарные. С применением современных технологий такие установки могут справляться даже в тех случаях, когда раньше могли работать только стационарные буровые установки.

Недостатки

Имеется и ряд недостатков, среди которых следует выделить следующие:

Меньшая глубина бурения, чем в стационарных установках. Мощности для твердых пород обычно недостаточно, что ограничивает возможность использования. Подобные установки лучше всего подходят для мягких и средней твердости грунтов. Необходимо, чтобы был подъезд для техники. В некоторой местности это невозможно. 

17 Дробление негабаритных кусков руды

При взрывной отбойке руды не удается избежать выхода негабаритных кусков. Поэтому очистная выемка обычно сопровождается вторичным дроблением негабарита. Под вторичным дроблением понимают разрушение (измельчение) крупных (негабаритных) кусков руды или породы на более мелкие части (сюда не относят дробление руды вне очистного блока в общешахтных дробильных установках) Вторичное дробление осуществляют либо в очистном пространстве, если там работают люди, либо в выпускных, погрузочных или доставочных выработках.

Существует несколько способов вторичного дробления: взрывное и механическое.

Взрывное дробление негабарита делится на:

Дробление с помощью детонирующего шнура

дробление накладными зарядами ВВ и кумулятивными зарядами

дробление зарядами, размещенными в заранее пробуренных шпурах.

Механическое дробление негабарита делится на:

дробление стационарными дробильными установками и комплексами; ручное дробление кувалдой (в настоящее время практически не применяется).

Наиболее часто применяют взрывное дробление негабарита. При дроблении накладными зарядами их кладут на кусок негабарита и присыпают сверху забойкой (глиной с песком или мелкой породой) (рис. 9.34.). При дроблении детонирующим шнуром им опоясывают крупные куски руды. При взрывании накладных зарядов образуются мелкие осколки, которые могут повредить крепь, оборудование, кабели или трубы. Расход ВВ составляет при этом до 1,5-2 кг на 1 м3 негабарита.

Вторичное дробление при очистной выемке на рудниках осуществляют главным образом взрывным способом (в основном с использованием накладных зарядов) что объясняется преобладанием крепких руд.

18 Деление рудных месторождений по форме, мощности и углу падения

По форме рудные тела подразделяют на

Пластовые-имеют осадочное происхождение и отличающиеся значительной площадью и небольшой выдержанной мощностью (к ним относятся марганцевые руды Чиатурского и Никопольского месторождений, калийные соли в районе Солигорска в Белоруссии, золотосодержащие россыпи Якутии и Дальнего Востока, гипсовое месторождение в Новомосковске) и многие другие;

Пластообразные-отличающиеся от пластов менее выдержанной формой при сравнительно плавном изменении мощности и угла падения; залегают обычно согласно с вмещающими породами (примерами являются железорудные залежи Криворожского бассейна и медистые песчаники Джезказгана);

Линзообразные-в сечении напоминают линзы (из таких рудных тел состоят многие полиметаллические месторождения Рудного Алтая в Восточном Казахстане, Уральские медноколчеданные месторождения и ряд других);

трубы (трубки)- прорывы земной коры расплавленной магмой, с которой связана последующая рудная минерализация (кимберлитовые месторождения Якутии, Архангельской обл., ЮАР, Австралии и Канады)

массивные-(изометрические) рудные тела неправильной формы имеют самые различные размеры и резко бессистемно изменяющиеся элементы залегания. К массивным рудным телам относятся: штокверки, штоки и рудные гнезда

>штокверки-оруденелые массивы, состоящие из густой сети различно ориентированных рудных прожилков и линзочек,  сконцентрированных в некотором объеме породы.

Штоки-оруденелые массивы пород неправильной формы и очень больших размеров, примерно одинаковых по всем направлениям.

рудные гнезда- скопление оруденений небольших размеров (примером штока является Коунрадское медное месторождение, а рудные гнезда составляют Хайдарканское ртутное месторождение).

Элементы залегания рудных тел (мощность и угол падения) разнообразны.

рудные тела принято классифицировать на:

	маломощные (мощностью от 0,8 до 4 5 м), при отработке которых возможно применение распорной крепи и не используется скважинная отбойка
	средней мощности (от 5 до 15 м), при отработке которых очистные блоки (камеры) располагают длинной стороной по простиранию залежи (разработка по простиранию
	мощные (мощностью от 15 до 60 м), при отработке которых очистные блоки располагают длинной стороной вкрест простирания залежи (разработка вкрест простирания
	весьма мощные (мощностью более 60 м), при отработке которых, если они крутые, этаж разделяют на очистные блоки не только по простиранию, но и вкрест простирания, а если они пологие, то производят разделение залежи на этажи
	По углу падения рудные тела разделяют на
	горизонтальные (с углом падения 3) что делает возможной рельсовую откатку по подошве залежи
	пологие (с углом падения от 3 до 20)разрабатываемые обычно без разделения на этажи с расположенным в породах лежачего бока концентрационным горизонтом, по которому производится откатка руды
	наклонные (с углом падения от 20 до 55), разрабатываемые с разделением по падению на этажи, но отличающиеся тем, что наклон лежачего бока недостаточен для скатывания по нему отбитой руды под действием собственного веса
	крутые (с углом падения более 55), разрабатываемые с разделением по падению на этажи, причем отбитая руда может скатываться по лежачему боку под действием собственного веса.

19. Деление рудных месторождений по крепости, устойчивости и трещиноватости

Коэффициент крепости f величина безразмерная.

В классификации горных пород по крепости проф. М. М. Протодьяконовым выделено 10 классов (с изменением f от 0,3 до 20). Многолетняя практика показала, что часто достаточно укрупненной классификации пород по крепости, в которой выделено четыре категории пород:

Мягкие f=4

Средней крепости f=4-8

Крепкиеf=8-16

Весьма крепкие f=16 и больше

Устойчивость горных пород способность массива пород не разрушаться и сохранять равновесие при создании обнажений. Крепость и устойчивость нередко взаимосвязаны: более крепкие породы чаще всего и более устойчивы. Но это бывает далеко не всегда. Например, крепкий, но сильнотрещиноватый гранит неустойчив, а обнажения значительных размеров мягкой и пластичной каменной соли могут длительное время не иметь вывалов и обрушений. Устойчивость руд и пород оказывает решающее влияние на выбор технологии добычи и способа поддержания очистного пространства при выемке полезного ископаемого. Единого общепринятого показателя, полностью характеризующего устойчивость пород в массиве, пока нет. Обычно при оценке устойчивости пользуются величиной либо допустимого пролета незакрепленного обнажения (в протяженных горных выработках), либо площади обнажения (в камерных выработках, когда размеры обнажения в двух взаимно перпендикулярных измерениях отличаются не более чем в 2 – 4 раза). При этом имеет значение длительность стояния обнажения, и соответствующее данной устойчивости технологическое решение по управлению горным давлением.

При подземной разработке руд массивы пород по устойчивости классифицируют следующим образом:

слабые и неустойчивые руды, не допускающие обнажений и требующие при разработке усиленного крепления;

малоустойчивые, допускающие обнажения без крепления шириной до 3 м

средней устойчивости (допустимая площадь обнажения до 50-100m

устойчивые (допустимая площадь обнажения до 200-500мвесьма устойчивые (допустимая площадь обнажения 800-1000м

Трещиноватость сильно влияет на устойчивость руд и пород. Как отмечалось ранее сильнотрещиноватый массив крепких руд или пород неустойчив.

Трещиноватость совокупность трещин разных размеров и разного направления, которые разделяют массив на блоки отдельности.

На рудниках трещиноватость чаще всего оценивают по показателю удельной трещиноватости числу трещин, приходящихся на 1 м длины. Удельную трещиноватость измеряют с помощью специального прибора, вводимого в шпур на глубину до 5 м и позволяющего осматривать и фиксировать состояние, размеры и положение каждой трещины на стенках шпура. Вызванное трещиноватостью снижение прочности руды или вмещающей породы в массиве оценивают коэффициентом структурного ослабления ?, равным отношению сцепления отдельного куска руды (породы) при отрыве от массива к сцеплению ее в образце (куске). Сцепление по трещинам и тектоническим нарушениям в изверженных и метаморфических породах, а также по контактам слоев осадочных пород обычно составляет 0,05 – 0,1 МПа. Зацепление же отдельностей, образуемых трещинами и ослаблениями, из-за неровностей и изменения направления последних может быть и более значительным.

20/Классификация производственных процессов

I. Основные технологические процессы

1. Процессы горно-капитальных работ

1.2. Проведение горно-подготовительных выработок на горизонтах

1.3. Проведение подготовительно-нарезных работ в блоках

2. Процессы очистных работ

2.1. Отбойка руды - отделение руды от массива с дроблением на куски

2.2. Доставка руды - перемещение руды от забоя до откаточного горизонта

2.3. Вторичное дробление руды

2.4. Процессы поддержания очистного производства - закладка, крепле-

ние, упрочнение пород

3. Процессы перемещения и дробления руды вне очистного блока

3.1. Подземный транспорт руды - от блока до ствола

3.2. Подземное дробление руды - в дробилках до d<200мм

3.3.Подъём руды, складирование, отгрузка потребителю

4. Процессы управления качеством рудной массы - селекция, сортировка,

усреднение...

5. Процессы перемещения пустой породы вне проходческого забоя

5.1. Транспорт пустой породы от забоя до ствола

5.2. Подъём пустой породы по стволу

5.3. Образование породных отвалов

25) Очистная выемка включает три основных производственных процесса:

1) отбойку руды (отделение ее от рудного массива);

2) перемещение отбитой руды от забоя до откаточного горизонта;

3) поддержание выработанного пространства.

Указанные процессы проводятся при всех системах разработки, за исключением системы этажного естественного обрушения. Однако трудоемкость производственных процессов и затраты на них при применяемых системах разработки различны. Например затраты на поддержание выработанного пространства при системах с креплением и закладкой составляют 30—70% от общих затрат на очистную выемку, а при системах с открытым очистным пространством с отбойкой руды из подэтажных выработок — всего 1—3%.

Эффективность применяемых систем разработки в основном зависит от техники и организации работ, выполняемых при проведении производственных процессов.