книги из ГПНТБ / Байконуров О.А. Комплексная механизация очистных работ при подземной разработке рудных месторождений

такт жил с вмещающими породами — четкий. Импрегнационные зоны мощностью в десятки метров имеют нечеткий контакт с вмещающими породами. Длина залежей изменяет­ ся в широких пределах. Разработка месторождения произво­ дится этажно-камерной системой с отбойкой руды из подэтажных штреков по (А2-ѴІ-П0Д М-1) (75% запасов). При этом длина блока по простиранию изменяется от 30 до 120 м и по высоте — от 35 до 80 лг. Высота подэтажа 8—12 лг.

Подготовительные работы заключаются в проведении по контакту с висячим боком рудного штрека, из которого через 5 лг проходятся короткие орты до контакта с лежачим боком. Эти орты сплошной продольной щелью соединяются с очист­ ной камерой. В последнее время для погрузки руды проводят орты под камеру из специального полевого штрека.

Верхние скважины диаметром 50 мм, длиной 15 м для отбойки бурятся колонковым перфоратором ПТ-29 с дистан­ ционным управлением. Производительность труда бурильщи­ ка в зависимости от мощности залежи изменяется от 8 до 18 м3/смену. Количество скважин в веере — 6—18, расстоя­ ние между веерами — 1,5 м. Скважины заряжаются перуни- том-20 с помощью пневматических устройств. Одновременно отбивают один, реже — два-три слоя руды.

С связи со склонностью руды к слеживанию выпуск ее производится сразу же после отбойки на почву погрузочных ортов. Погрузка осуществляется машиной типа НЛ в глухие вагонетки емкостью 0,6 лг3.

Применяют также погрузочно-доставочные агрегаты T2G фирмы «Атлас Копко». При описанной системе разработки в 1966 г. рудник достиг следующих показателей:

— производительность труда рабочего на очистных рабо­ тах — 22,3 т/смену;

— производительность труда рабочего по руднику — 2,6 т/смену.

Рудник «Торный Бенешов» (Чехословакия) [4] разраба­ тывает залежи в основном импрегнационного типа с углом падения 45—50° мощностью от 1 до 20 м (в среднем 7—10 лг). Породы месторождения представлены кремнистыми керато­ фирами, серицитовыми и хлорито-серицитовыми сланцами, известняками и кремнистыми и известняковыми сланцами. Коэффициент крепости пород — 10—12. Средний приток во­ ды — 0,8—1,0 мг/мин. Разработку месторождения произво­ дят в основном системой подэтажных штреков (Аг-1-ПодМ-1). Эта система применяется при устойчивых вмещающих поро­ дах. Высота подэтажа — 10—12 лг. Скважины глубиной до 15 лг, диаметром 50—57 мм бурят станками фирмы «Атлас Копко» типа «Бизон» ; для бурения используют крестовые

коронки типа «Коромант», армированные твердым сплавом. Производительность бурового станка — 60 м/смену.

Скважины располагают веерообразно. Общая длина их в одном комплекте около 300 м. Расстояние между веерами —• 1,5—1,6 м, а между концами скважин — до 2,0 м. В качестве

ВВприменяют перунит-20 в патронах диаметром 28 мм. Для заряжания используют пневматические устройства. Расход

ВВсоставляет 0,55 кг/тонну.

Выпуск руды осуществляется через воронки на почву доставочных штреков, а доставку до рудоспусков производят опрокидными вагонами, которые загружаются погрузочны­ ми машинами НЛ-12В с ковшом емкостью 1,2 м3. Расстояние доставки не превышает 50 м. Производительность труда ра­ бочего на очистных работах 25 т/смену.

В неустойчивых породах, а также при отработке целиков на этом руднике применяют систему подэтажного обрушения (В4-ѴІ-Под-56). Высота подэтажа — 6—7 м. Буровзрывные и погрузочные работы производятся теми же техническими средствами, что и при системе подэтажных штреков. Произ­ водительность труда рабочего при системе подэтажного обру­ шения с учетом подготовительно-нарезных работ — 15 т/сме­ ну. Откатку руды на этих рудниках осуществляют в вагонет­ ках емкостью 0,8 м3 дизельными локомотивами БНД-15 со

сов. Камеры отрабатываются шириной 20—30 м и высотой 100—150 м. Подэтажные штреки проходят через 12 м по восстанию рудного тела. Скважины бурят перфораторами ПТ-45, КС-50 и буровыми установками БУ-70 и «Удар-2». Заряжание осуществляется установкой ЗДУ-50.

Выпуск руды из блока и погрузка ее в вагоны из рудо­ спусков производятся вибрационными установками ВДПУ-4т

зонтальных выработок и стволов — методом шагающих вы­ работок. Для обеспечения необходимого по объему водоотли­ ва пройдены специальные трубные стволы, в которых распо­ лагаются трубы диаметром от 400 до 529 мм. Рудные залежи Миргалимсайского месторождения в соответствии с горно­ геологическими и техническими условиями разрабатывают­ ся различными системами.

При мощности рудного тела до 12 м и углах падения до 35° применяют камерно-столбовую систему разработки с выемкой по простиранию (Бз-1-ЯКПр-2) (рис. 3).

9-в

Рис. 3. Камерно-столбовая система с расположе­ нием камер по простиранию (вариант спаренных камер) с применением самоходного оборудования.

Подготовительные работы при использовании названной системы разработки заключаются в проходке материального восстающего по руде, штрека нижележащего горизонта, рудного штрека верхнего горизонта, а также в проходке ру­ доспусков, причем в верхних камерах проходят кольцевые рудоспуски.

Отработку начинают с верхних камер. Вначале по контак­ ту с висячим боком проходят выработку по оси камеры, за­ тем выработку расширяют до проектных размеров камеры и кровлю крепят штангами. Нижнюю часть камеры отраба­ тывают почвоуступно. В эксплуатации находятся одновре­ менно две камеры: в верхней камере отбивается нижний уступ, а в нижней производится верхняя подсечка. Это обес­ печивает необходимый фронт работы самоходного оборудо­ вания. Оформление целиков осуществляется по мере продви­ жения забоев. Это дает возможность включить камеры в общешахтную схему проветривания.

Выполнение технологических операций при описанной системе разработки производится комплексом самоходных машин, в который входят буровая каретка СБУ-2м, погрузоч­ ная машина непрерывного действия с нагребающими лапами типа ПНБ-Зк, два самоходных вагона для доставки руды грузоподъемностью 10 т, самоходный скреперный грузчик ГСС-1, используемый для зачистки просечек, и каретка для крепления и осмотра кровли КСО-12. При описанной системе разработки размеры блока по простиранию принимаются в пределах 100—150 м. Объем подготовительных и нарезных работ составляет 20,0 ж/1000 г, при этом производитель­ ность труда рабочих на очистных работах достигает 78,9 т/смену.

Рудник «Волъферворт-Наммен» (ФРГ) [93], добывающий железную руду, разрабатывает пластообразную залежь со средней мощностью 5 м. Рудное тело залегает в известняках мощностью от 30 до 50 м. Угол падения залежи 16—18°.

Промышленная мощность определяется путем опробова­ ния. Известняки висячего и лежачего бока настолько устой­ чивы, что выработки шириной до 9 м могут проходиться без крепления. В этих условиях применяется камерная система разработки с открытым выработанным пространством (Бі-1-KKp-l). Выработанное пространство поддерживается целиками площадью 16 м2, расположенными по сетке 12Х X I 2 м. Фронт забоев составляет 80 м и определяется глав­ ным образом оптимальной длиной скреперования.

В дальнейшем на руднике на ряде забойных операций внедрили самоходные машины, что повлекло и изменение конструкции применяемой системы разработки.

От скреперной доставки руды в очистном пространстве и рельсового транспорта в крупноразмерных вагонетках (10 т) отказались в пользу самоходных безрельсовых машин. Пер­ выми самоходными машинами были тележки «Цеттельмайер» типа A4, а позднее типа 5А, емкостью 5 т, заимство­ ванные с одного из рудников, ведущих открытую добычу по­ лезного ископаемого. Вагонетки имеют опрокидывающийся вперед кузов и оснащены двигателем мощностью 75 л. с. Эти вагонетки имеют недостаток, заключающийся в большой вы­ соте погрузки — 2,5 м. Поиски более совершенного оборудо­ вания привели к использованию агрегата «Унимаг» с при­ цепом, имеющим опущенную платформу. Грузоподъемность агрегата 10 т. Он представляет собой тип вагонетки с боко­ вой разгрузкой. Высота погрузки составляет 1,7 м. Однако этот агрегат по сравнению с предыдущим имеет следующие недостатки: он должен дважды поворачиваться в течение одного транспортного цикла — после разгрузки и перед по­

таких выработок привела к созданию новой конструкции системы разработки для данных горнотехнических условий. Эта система разработки относится к классу сплошных сис­ тем с открытым выработанным пространством. Причем, воз­

лее высокая скорость. При разра­ ботке штреками по простиранию на отрезке в 200 м скорость

передвижения доставочных средств ограничивается, так как укрепление пути в действующих забоях нецелесообразно. Несмотря на этот недостаток, предпочтение отдается разра­ ботке штреками по простиранию, так как в этом случае по­ грузочные и буровые агрегаты могут работать по гори­ зонтали, что обеспечивает более высокую их производитель­ ность.

Длина панели по простиранию в соответствии с произво­ дительностью агрегата «Фаун ИК-10» установлена 500 м. Наклонная высота этажа по сравнению с отработкой по вос­ станию может быть увеличена до 200 м.

Использование полной мощности месторождения позво­ ляет применять добычные агрегаты относительно больших габаритов. Это дало возможность использовать для погрузоч­ ных работ экскаваторы, которые, как показывает практика открытых работ, отличаются высокой производительностью при небольшом износе, и следовательно, низкими эксплуата­ ционными расходами. После ряда опытов и проверки был принят туннельный экскаватор фирмы «Ландсверк» типа L-85. Этот экскаватор может работать непосредственно в за­ бое. Привод его электрический, мощность — 75 л. с. Ковш экскаватора вмещает 1 м3 породы. Ходовая его скорость 2,5 км/час, общий вес 32 т. Для нормальной работы экскава­ тора высота забоя должна быть не менее 5 м, средняя шири­ на его 8 м. Чистая производительность экскаватора находит­ ся в пределах 100—120 т/час, а соответствующая произво-

дительность ковшового погрузчика составляет 70 т/час, удельные расходы на погрузку соответственно снижаются

Копко» типа ВВД-41. Глубина шпуров 1,7 м. Буровая карет­ ка, экскаватор и (в зависимости от расстояния) два или три агрегата «Фаун-ИК-10» составляют при описанной модифи­ цированной системе разработки один комплекс добычного

лее мощного оборудования. В связи с этим планируется для доставки использовать тележку Кируна с емкостью кузова 20 г. Двигатель этой тележки имеет мощность 62 л. с. и мо­ жет быть дросселирован на 140 л. с. Емкость кузова состав­ ляет 14 лг3,, высота погрузки — 2,0 м. Применение таких теле­ жек оправдало себя в Кируне и на французских рудниках. Предполагается также улучшить параметры буровзрывных работ и повысить выход отбитой горной массы на один забой. Эти мероприятия, как ожидают, позволят увеличить произ­ водительность труда забойного рабочего до 70 т/чел -смену и общую производительность труда — до 20 т/чел-смену.

Одним из показательных примеров использования само­ ходного оборудования для разработки рудных залежей под­ земным способом и влияния этого оборудования на развитие и совершенствование системы разработки является развитие рудника «Джерси» (Канада) [90]. На этом руднике первона­ чально применялась обычная камерно-столбовая система разработки с рельсовой откаткой (Бг-1-ПК 1 ; 2). В дальней­ шем на руднике изучили возможности использования само­ ходного оборудования, и в 1952 г. здесь была получена пер­ вая добыча с участка, где проводились испытания этого обо­ рудования.

Свинцово-цинковое месторождение «Джерси» представ­ лено залежами вкрапленного и замещенного типов. Главны­ ми рудными минералами являются сфалерит, галенит и пи­ рит; интенсивная складчатость нижележащих скарнов и ар­ гиллитов привела к образованию неправильного нарушен­ ного лежачего бока. Породы висячего бока, представленные известняками, залегают более правильно. Они распростране­

сужающихся в пережимах. Мощность рудных тел колеблется от 21 до 1,2 м.

Из условий залегания рудных тел наибольшее влияние на развитие горных работ оказывают частые изменения угла падения в пределах от почти горизонтального до 35°.

При использовании указанной системы разработки опе­ рации бурения выполняются ручными перфораторами, от­ бойка почвы — уступными забоями. Доставка руды осуще­ ствляется скреперными установками различной мощности.

В 1953 году на нарезных и очистных работах были дос­ тигнуты следующие показатели :

При выборе для указанных выше горно-геологических условий самоходного забойного оборудования к нему были предъявлены следующие требования :

1.Подвижность. Оборудование должно легко и быстро передвигаться от одного забоя к другому.

2.Независимый привод. Оборудование должно переме­

щаться с помощью собственных источников энергии.

3. Специальная конструкция. Для достижения наиболь­ шего эффекта и максимального снижения стоимости обору­ дование должно быть специально сконструировано для дан­ ного вида работ. До сих пор очень мало стандартного обору­ дования оказалось пригодным для этих работ. В настоящее время некоторые фирмы-изготовители занимаются усовер­ шенствованием выпускаемого оборудования с целью приме­ нения его для нового способа разработки.