книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

А К А Д Е М И Я Н А У К К А З А Х С К О Й ССР

ТЕХНОЛОГИЯ ДОБЫЧИ РУДЫ НА ЖИЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ КАЗАХСТАНА

И з д а т е л ь с т в о « Н А У К А » К а з а х с к о й ССР А Л М А - А Т А - 1 9 7 4

УДК 622.272

В книге анализируются системы, технология и техника раз­ работки жильных месторождений, а также результаты исследова­ ний по их усовершенствованию. Даются методика определения об­ ласти внедрения систем с раздельной выемкой, методика оплаты труда и планирования основных показателей работы горных пред­ приятий, графоаналитический метод определения основного на­ правления в повышении эффективности разработки месторожде­ ний. Приводится ряд усовершенствованных вариантов систем с раздельной и камерно-столбовой выемкой слоевого и подэтажного обрушения. Описываются новые конструкции гибких разделяю­ щих перекрытий, новая технология буровзрывных работ при про­ ведении выработок в крепких и вязких породах. Обосновывается необходимость перехода в подземных работах на электрический привод горных машин и механизмов при бурении шпуров и сква­ жин малого диаметра.

Книга рассчитана на широкий круг инженерно-технических работников горнорудной промышленности, проектных и научных организаций соответствующего профиля.

Илл. 75, табл. 40, библ. 129.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР

!ских наук профессор А. Е. ЕРГАЛИЕВ

А в т о р ы : А. Е. ЕРГАЛИЕВ, А. Д. БЕКТЫБАЕВ,

A.Г. БРОВКО,

B.К. СЕРГЕЕВ и др.

0373 — 096 Е м 405 (07) — 74 26 ~ 74

© Издательство «Наука» Казахской ССР. 1974 г.

ВВ Е Д Е Н И Е

Врешении важной народнохозяйственной задачи увели­ чения темпов развития производства цветных, редких и благородных металлов большое значение имеет разработка месторождений жильного типа. Удельный вес добычи руд

этих металлов подземным способом составляет около 35% общей добычи по стране.

В Казахстане распространены месторождения с тонки­ ми и весьма тонкими жилами с крутыми и реже — пологи­ ми углами падения. Они характеризуются непостоянством элементов залегания и неравномерным содержанием ме­ талла в руде. Практика разработки таких месторождений показала, что главными факторами, снижающими эффек­ тивность применяемой технологии добычи, являются поте­ ри и разубоживание руды.

Для отработки крутопадающих жильных месторожде­ ний широко используются системы разработки с валовой выемкой руды. Разубоживание при этом достигает 70— 80%, что приводит к огромному экономическому ущербу. На пологопадающих жильных месторождениях применя­ ются в основном камерно-столбовая система разработки и система слоевого обрушения.

На горных предприятиях, разрабатывающих жильные месторождения, технико-экономические показатели крайне низки. При камерно-столбовой системе допускаются высо­ кие потери (более 20%) ценных полезных ископаемых, а при системе слоевого обрушения наряду с высоким извлече­

вающих повышение эффективности производства при раз-, работке жильных месторождений. Намечаются конкретные, меры повышения эффективности горных работ и производи-

3

тельности труда, снижения потерь и разубоживания, расхо­ да материалов и трудовых затрат, улучшения санитарно-ги­ гиенических условий производства.

Для повышения эффективности отработки крутопадаю­ щих жильных месторождений предлагаются усовершенство­ ванные варианты системы с раздельной выемкой руды, по­ зволяющие снизить разубоживание на 18—20% и более, графоаналитический метод определения основного направ­ ления в совершенствовании производства, дифференциро­ ванная методика оплаты труда и система планируемых по­ казателей деятельности предприятия, основанные на мате­ риальной заинтересованности рабочих и ИТР в резком улучшении качества добываемой руды и т. д.

Для повышения эффективности отработки пологопадаю­ щих жильных месторождений и улучшения безопасности горных работ приводятся метод расчёта прочности целиков при камерно-столбовой системе разработки с учетом горно­ го рельефа, усовершенствованный вариант системы слоево­ го обрушения и методика определения потерь и разубожи­ вания руды при этой системе, усовершенствованные вари­ анты системы подэтажного обрушения с новыми конструкциями разделяющих гибких перекрытий. Эти ме­ тоды позволят в определенных горно-геологических усло­ виях в несколько раз по сравнению со слоевым обрушени­ ем повысить производительность труда.

Один из разделов монографии посвящен совершенство­ ванию буровзрывных работ. В технологическом цикле до­ бычи руды бурение занимает 40—60% общих трудовых за­ трат. На подавляющем большинстве горных предприятий на очистных и проходческих работах шпуры бурят перфо­ раторным способом. Как правило, к. п. д. пневматических бурильных машин не превышает 5—8%. К существенным недостаткам пневмобурения относятся низкая производи­ тельность труда, сильный Шум, большая запыленность, вы­ сокая вибрация и др.

Перспективным направлением дальнейшего развития буровых работ в крепких и вязких породах является внедре­ ние электровращательного способа бурения шпуров и сква­ жин малого диаметра.

В настоящее время значительная часть электроэнергии на годных предприятиях преобразуется в пневматическую, которая используется для привода различных машин и ме­ ханизмов. Стоимость пневмоэнергии довольно велика.

Замена пневматического энергосилового хозяйства электрическим в целом по стране значительно сократит ка­ питальные затраты. Однако внедрение перспективного

4

Р а з д е л I

РАЗРАБОТКА КРУТОПАДАЮЩИХ ЖИЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИИ________________

Гла в а 1

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРИМЕНЯЕМЫХ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ КРУТОПАДАЮЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Современное состояние разработки крутопадающих месторождений

В СССР 70% общего объема руд цветных металлов, до­ бываемых при разработке жильных месторождений, прихо­ дится на рудники, которые эксплуатируют крутопадающие месторождения [1]. Большинство этих месторождений ха­ рактеризуются сложным строением жил, наличием текто­ нических нарушений, разнообразием контактов с вмещаю­ щими породами, прерывистостью оруденения и рядом дру­ гих факторов, усложняющих их разработку.

Горная практика отработки жильных месторождений располагает богатым опытом, на основе которого можно с достаточной точностью оценить эффективность применения тех или иных систем разработки.

Технико-экономические показатели рудников, разраба­ тывающих тонкие жилы, приведены в таблице 1. Как вид­ но, все они характеризуются высоким разубоживанием, большим расходом дорогостоящего крепежного леса, низ­ кой производительностью труда забойного рабочего.

Проанализируем наиболее распространенные в настоя­ щее время системы разработки тонких крутопадающих жил: с распорной крепью, с магазинированием руды и комбинированные.

С и с т е м а р а з р а б о т к и с р а с п о р н о й к р е п ь ю широко используется, несмотря на включения пустой поро­ ды в ценных рудах, склонность к слеживанию, геологиче­ ские нарушения рудных тел и др. Из многочисленных ва­ риантов этой системы назовем следующие: системы разра­ ботки длинными блоками с распорной крепью, с распорной крепью и слоевым магазинированием руды; короткими блоками с распорной крепью.

Рудник Бестюбе. Месторождение представлено жилами, различными по мощности, углу падения и условиям залега­ ния. Для них характерны периодические появления зон

6

Таблица 1

Технико-экономические показатели рудников, разрабатывающих жильные месторождения

рассланцевания, прожилки, оперяющие основную жилу, от­ ветвления и пересечения (рис. 1). Кварцевые жилы встреча­ ются в виде линз, челноков и отдельных прожилков.

Мощность жил изменяется от нескольких до десятков сантиметров, очень редко до 1,5—2 м, в среднем составляет 0,4 м. Контакты жил и вмещающих пород почти постоян­ но сопровождаются глинкой трения, зальбандами или зер­ калами скольжения, ослабляющими спаянность контактов.

Вмещающие породы не имеют оруденения и представле­ ны диоритами и диорит-порфиритами. Они разбиты много­ численными трещинами отдельностей и тектоническими нарушениями, которые значительно снижают устойчивость кровли в очистных блоках. Коэффициент крепости руд и по­ роды /= 1 0 —14 по шкале М. М. Протодьяконова. Объем­ ный вес 2,75 т/м3, коэффициент разрыхления 1,8. Руда хо­ рошо дробится, не слеживается и не склонна к самовозгора­ нию. Породы более вязкие, чем руда, также не слеживают­ ся и не самовозгораются.

Месторождение Бестюбе разрабатывалось двумя систе­ мами: с магазинированием руды и с распорной крепью.

С и с т е м а с м а г а з и н и р о в а н и е м р у д ы на рудни-

7

&АОН6 жшсг81 Юр.ЗЬОм

Рис. 1. Морфология рудного тела.

ке впервые была применена в 1942 г. В связи с уменьшени­ ем мощности жил и ширины очистного пространства, а так­ же связанными с этим большими потерями отбитой руды и вторичным разубоживанием удельный вес ее снизился с 70% в 1961 г. до 35% в 1963 г. В последующие годы пол­ ностью перешли на систему с распорным креплением

(табл. 2).

Таблица 2

Технико-экономические показатели системы по шахте

П ри с и с т е м е с р а с п о р н ы м к р е п л е н и е м пара­ метры блока приняты по простиранию 40—50 м, по паде­ нию— 45 м. Отбойка руды мелкошпуровая. Выемка руды производится сплошным горизонтальным забоем в восходя­ щем порядке. Высота отбиваемого слоя руды — 1,0— 1,2 м. Расстояние между люками — 3,0—5,0 м. В большинстве случаев надштрековые и внутриблочные целики не оставля­ ются. Подштрековые целики имеют размеры 5,0X3,0 м.

Из таблицы 2 видно, что в течение пяти лет, несмотря на значительный рост производительности труда по горной массе, а также средней мощности отрабатываемых жил, разубоживание находится на одном уровне, а расход матери­ алов и себестоимость неуклонно растут. Противоречие меж­ ду ростом производительности труда и увеличением себе­ стоимости объясняется резким понижением уровня горных работ и связанным с этим повышенным расходом материа­ лов, энергии и т. п.

9