книги из ГПНТБ / Технология добычи руды на жильных месторождениях Казахстана

Удельный расход ВВ определяется из условия его разме­ щения в шпурах при принятой конструкции заряда, т. е. ис­ ходя из удельной плотности заряжения, по формуле

можность селективной отбойки руды при естественно ослаб­ ленных контактах (рис. 9). Однако при мощности жилы до 0,1 м с естественно ослабленными контактами, а также при любой мощности жилы со спаянными контактами эти па­ раметры не являются достаточно эффективными и прихо­ дится прибегать к специальному виду взрывания — «кон­ турному». Направленность взрыва при контурном взрыва­ нии достигается снижением нагрузки в нужном направле­ нии за счет создания дополнительной обнаженной поверх­ ности. При очистной отбойке использовалось одностадийное взрывание с предварительным щелеобразованием. В зависи­ мости от мощности жил и физико-механических свойств ру­ ды и вмещающих пород щель имела центральное или боко­ вое расположение. Бурили один-два шпура по рудному телу (в зависимости от направления жилы) (рис. 9). Ряд шпуров, служивших для создания щели, предполагалось пробурить попеременно шпурами диаметром 36 и 60—80 мм. Шпур увеличенного диаметра служил дополнительной обнажен­ ной плоскостью для шпура диаметром 36 мм и не заря­ жался.

Взрывание всех шпуров производится электрическим способом. В первую очередь взрывается оконтуривающий ряд, обеспечивающий предварительное щелеобразование. Затем по руде на образованную щель отбивается второй ряд (рис. 9). Глубина шпуров и конструкция зарядов сохраня­ ются такими же, как и при описанном выше обычном ме­ тоде отбойки. Технико-экономические показатели по раз­ дельной отбойке в сравнении с существующей приведены в таблице 9.

При раздельной выемке разубоживание существенно снизилось по сравнению с валовой, а удельный расход бу­ рения и ВВ увеличился.

40

/X —*Л ж и л а

{к

t Города

бот. В соответствии с рекомендуемой технологией отбойка горной массы в пределах очистного пространства ведется в две стадии. В первую стадию (рис. 10) производится опере­ жающая отбойка на настил сначала одного, затем другого

41

Таблица 9

Технико-экономические показатели при раздельной и обычной отбойке руды

слоя руды. При этом образуется щель, по ширине близкая к мощности жилы. Во вторую стадию после уборки жиль­ ной массы производится отбойка слоя породы на высоте, равной двум слоям руды. Этим самым щель доводится до необходимой ширины. Для дальнейших работ породы остав­ ляется в закладке и покрывается настилом.

Необходимый объем породы, отбиваемой для закладки очистного пространства, можно определить следующим об­ разом. Общий объем очистного пространства Q04 состоит из объема опережающей выемки Qon, пройденной по руде, и объема породы Qn, отбиваемой в закладку. Объем Q04 должен быть заполнен отбитой разрыхленной породой, за исключением объема восстающих и рудоскатов, и учитыва­ ется коэффициентом заполнения k2= 0,9, зависящим от конструкции систем разработки. Таким образом, должно со­ блюдаться условие

42

т. е. толщина отбиваемого слоя породы в закладку должна быть всегда равна ширине опережающей выемки.

Минимальная ширина очистного пространства для кру­ топадающих жил должна быть не менее 0,6 м. Следователь­ но, выведенное условие всегда соблюдается при мощности

выемкой большое значение как для снижения потерь обо­ гащенной рудной мелочи, так и для уменьшения трудоем­ кости работ по укладке имеет конструкция применяемых настилов.

Настил из брезента, обрезанных досок и горбылей тре­ бует большой затраты труда и времени на монтаж, демон­ таж и переноску. Эти же недостатки относятся к настилу,, изготавливаемому из брезента, конвейерной ленты и обре­ занных досок. Более удобен (укладывается, снимается и пе­ реносится) настил из конвейерной ленты. Настил из сталь­ ных листов толщиной 3 мм, длиной 2— 3 лг и шириной 0,7, 0,5 и 0,3 м требует в три-четыре раза меньше времени и тру­ да на укладку и снятие, чем настилы из досок и брезента. Поверх настила вдоль неровностей бортов очистного про­ странства укладывают контурные доски.

В описанных конструкциях настилов суммарные поте­ ри металла с богатой рудной мелочью, как правило, пре­ вышают 10%, а иногда достигают 15— 20% и более [13]. Кроме этого, загромождаются выработки при их демонта­ же, значительно усложняется организация работ, превыша­ ется уровень немеханизированного труда, вызывается не­ обходимость в дополнительных мероприятиях по повыше­ нию безопасности работ.

Для того чтобы исключить указанные недостатки, в

производственных условиях испытаны бетонные настилы

(рис. 11).

Окончательно рекомендуются бетонная смесь при соот­ ношении составляющих по объему цемент : песок : вода — 1 : 8 : 3 и расположение бетонного слоя, близкое к норма-

44

ли по отношению к бортам блока, а также производство взрывных работ на слой не ранее 6 и не позднее 12 часов с момента окончания бетонирования.

Рис. 11. Возведение бетонных настилов при системе с раз­ дельной выемкой.

Такая конструкция бетонных настилов является прос­ той, полностью исключает потери обогащенной рудной ме­ лочи, значительно повышает уровень механизации укладки, исключает демонтаж и загромождение выработок.

С п о с о б д о с т а в к и р у д ы . При разработке крутопа­ дающих тонких жил наиболее рациональны скреперная до­ ставка и доставка руды под действием собственного веса.

Удельные затраты средств на доставку руды при систе­ ме разработки с распорным креплением минимальны, так как руда движется под действием собственного веса. Одна­ ко при наличии в очистном пространстве деревянного креп­ ления неизбежны потери отбитой руды. Если в очистном пространстве есть капитальные предохранительные полки, временный остаток руды в блоке составляет 15—20%. По­ этому в практике горных работ, например на рудниках Цен­ тральном, Хрустальненском, Приморском, Бестюбе и дру­ гих, для извлечения этих остатков применяется гидрозачи­ стка очистного пространства. Это мероприятие требует не только дополнительных затрат непосредственно на саму ги­ дрозачистку, но и затрат труда и материалов на частичное перекрепление очистного пространства. Удельные затраты средств на эти операции, выполняемые вручную, составляют 10— 15% от общей стоимости отбойки руды.

При системах разработки с раздельной выемкой и систе­ мах разработки горизонтальными слоями с закладкой и

45

других используется скреперная доставка. Практикой уста­ новлено, что наиболее высокая производительность скрепер­ ных установок достигается при расстоянии доставки не бо­ лее 30 м при ширине очистного пространства не менее 1,3 м [1, 5]. Но и в этих условиях она не больше 40— 60 т/смену.

При малой ширине очистного пространства современ­ ные, даже самые малогабаритные, скреперные установки (2ЛСЭ-7) едва вписываются в очистное пространство, весь­ ма трудоемок их монтаж и демонтаж. В процессе работы ча­ сто заклинивается ковш, рвутся тросы и т. п., снижается про­ изводительность установки до 15—20 т/смену.

В связи с этим в основу создания более совершенной тех­ нологии доставки руды при исследуемой системе были по­ ложены следующие условия: а) производство монтажа, де­ монтажа и переноска установки должны осуществляться одним-двумя рабочими при минимальных затратах време­ ни; б) сопротивление движению при рабочем ходе ковша должно быть по возможности снижено.

С учетом этих условий из серийно выпускаемого обору­ дования была разработана конструкция нового доставочного устройства. Эта конструкция получила название «мало­ габаритная доставочная установка» (МГДУ). Она состоит из пневматической тяговой лебедки ЛТ-2, холостой и грузовой ветвей каната и скребка. Движение каната направляется го­ ловным блоком.

Размеры скрепера приняты исходя из тягового усилия лебедки: ширина 600 мм, длина 450 мм, высота 400 мм, емкость 0,1 м3, вес 30 кг.

Для удобства переноски лебедка была модернизирована: барабан разделен на две части дополнительной ребордой; на станине лебедки укреплены две винтовые штанги, кото­ рые служат для раскрепления лебедки в очистном про­ странстве и для ее переноски.

Врезультате испытаний установлено следующее:

1.Установка вполне работоспособна.

2.Производительность установки составила: при длине

скреперования LCK=10 м qCK = 2 8 — 34 т/смену, а при дли­ не Ьск = 2 0 м qCK= 2 0 —24 т/смену.

3.Время монтажа, демонтажа и переноски лебедки дву­ мя рабочими 8—10 мин.

4.Предельное расстояние доставки определилось канатоемкостыо барабана и составило 20 м.

5.После скреперной уборки на бетонном настиле оста­ валось немного рудной мелочи, которую смывали водой. .

46

На основе проведенных испытаний были определены нормы выработки и расценки на доставку МГДУ в условиях узкого очистного пространства и они составили соответст­ венно при LCK= 1 0 и 20 м qa= 3 0 и 21 т/смену.

Определение области внедрения систем с раздельной выемкой

Системы с селективной выемкой применяются давно, но из-за несовершенства буровзрывных работ, конструкции на­ стилов, планирования основных показателей деятельности предприятия, норм расхода основных материалов и оплаты труда рудники почти полностью отказались от них.

М. И. Агошков, Г. М. Малахов [3], А. Ф. Назарчик [76], П. Г. Коробейников [60] и другие исследователи оп­ ределяли вероятный объем внедрения систем с раздельной выемкой исходя лишь из горно-геологических особенностей месторождений: жилы должны быть тонкие, выдержанные по падению и простиранию, руды легко отделимы от поро­ ды и т. д. Определенная область применения систем с раз­ дельной выемкой не установлена. Были лишь названы наи­ выгоднейшие условия их использования, которые на место­ рождениях встречаются весьма редко.

Для определения достоверного объема применения си­ стем с раздельной выемкой предложена методика [45, 79], сущность которой заключается в подсчете прямых затрат по технологии добычи руды конкурирующих систем разра­ ботки с допущениями, ставящими используемую на рудни­ ках технологию добычи (систему разработки с распорным креплением) в самые благоприятные условия. Принятые до­ пущения лишают очевидных преимуществ системы с раз­ дельной выемкой, но исключают ограничивающее влияние горно-геологических факторов, кроме угла падения, обеспе­ чивающего движение руды самотеком в узком пространстве перепускных рудоскатов. Допущения эти следующие:

—шириной очистного пространства принята мини­ мально достигнутая на руднике по двум блокам — 0,8 м (рис. 12), в то время как средняя выемочная мощность равна

1,2 м " ,

—средняя мощность жилы принята также 0,8 м, фак­ тически она составляет 0,4 м;

—неизбежным прихватом боковых пород при системе с распорной крепью пренебрегаем;

—дополнительные затраты, связанные с выемкой внутриблоковых целиков при системе с распорной крепью, не учитываются;

47

После расчетов следует отдать предпочтение системе, при которой суммарные затраты окажутся наименьшими.

Для иллюстрации методики проведен расчет двух срав­ ниваемых систем разработки в условиях шахты «Западная» рудника Бестюбе. Исходными данными для системы с рас­ порным креплением приняты фактические по шахте «За­ падная», а для системы с раздельной выемкой — получен­ ные при отработке опытного блока № 4 жилы Северная-2.

Данные по затратам, определенные по указанной выше методике, на отбойку 100 м2 жильной площади следующие (одинаковые затраты в обеих конкурирующих системах из таблицы исключены): при системе с распорной крепью зар­ плата составляла 137,99 руб., затраты на материалы и энер­ гию — 390,01 руб. (итого 528 руб.), затраты рабочей силы

—27,55 чел-смен; те же показатели при системе с раздель­

да) системой с распорной крепью по зарплате, материалам и энергии составляет 5,28 руб., в то время как при системе

Нетрудно заметить, что при увеличении ширины очист­ ного пространства удельная стоимость крепления с распор­ ной крепью возрастает, так как расход крепежного материа­ ла и трудовые затраты на его установку растут не пропор­ ционально увеличению выемочной мощности, а несколько больше. Стоимость же поддержания очистного забоя подо­ рванными боковыми породами в этих условиях снижается, так как с увеличением ширины очистного пространства удельный расход взрывчатых материалов уменьшается, а расход материалов на настилы пропорционально увеличи­ вается. Отсюда следует вывод, что область применения си­ стемы разработки с распорной крепью и является эффек­ тивной областью применения системы с раздельной выем­ кой. С учетом всех упущенных факторов экономическая эф­ фективность рекомендуемой системы увеличится.

В заключение следует заметить, что по данной методике инженерно-технические работники могут определить для конкретных условий объем применения системы с раздель­ ной выемкой, используя действующие на предприятии нор­ мы выработки, отпускные цены на материалы и энергию и их фактический расход.