книги из ГПНТБ / Горное дело учеб. пособие для горных техникумов

Для проходки стволов способом роторного бурения применяют установки УЗТМ-7,5 и УЗТМ-8,75. Ими бурят стволы диаметром вчерне соответственно 7,5 и 8,75 м глубиной 550 и 800 м.

Бурение производят в две или три фазы: первая — бурение пере­ довой направляющей скважины, вторая — расширение скважины до проектного диаметра. В более крепких породах предусмотрена промежуточная фаза — расширение передовой скважины.

Для кернового бурения применяют установку УКБ-3,6 м. Ею бурят стволы диаметром в проходке 3,6 м и глубиной до 650 м в по­ родах-крепостью до 10.

В необходимых случаях эта установка может работать комбини­ рованным способом, т. е. с выдачей керна и разрушением пород всего забоя.

РАЗДЕЛ I I I

РАЗРАБОТКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОДЗЕМНЫМ СПОСОБОМ

Г л а в а V I I I

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАЗРАБОТКИ, ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СТАДИЙ

§ 1. Размеры шахтных полей, этажей и порядок их отработки

На результаты работы горного предприятия при разработке месторождений подземным способом влияют размеры шахтного поля. Так, при отработке месторождений со слабыми вмещающими породами и рудами увеличивать длину шахтного поля нецелесооб­ разно из-за больших затрат на поддержание откаточных выработок.

При увеличении длины шахтного поля можно сократить капиталь­ ные затраты, отказавшись от проходки дополнительных стволов и других капитальных выработок, строительства поверхностных комплексов, подъездных путей и различных сооружений. Однако необходимо учитывать, что при этом увеличиваются затраты на под­ земный транспорт, проветривание и- ремонт выработок, протяжен­ ность которых возрастает.

Поэтому в каждом конкретном случае рациональные размеры шахтного поля принимают после технико-экономического сравнения нескольких вариантов. Оптимальными экономически являются такие размеры шахтного поля, при которых затраты на 1 т добытой руды минимальны.

На выбор высоты этажа влияет много факторов. Основными из них являются: мощность, угол падения и длина месторождения, физико-механические свойства руды и вмещающих пород, приме­ няемые системы разработки, разведанность месторождения, время, необходимое на вскрытие и подготовку нижележащего горизонта, срок отработки этажа.

Увеличение высоты этажа позволяет сократить объем капиталь­ ных и подготовительных работ на 1 т подготовленных запасов руды, так как для подготовки этажа независимо от его высоты необходимо пройти одни и те же выработки основного горизонта, околостволь­

возрастают расходы на доставку материалов и оборудования в очист­ ные забои," по проходке и ремонту восстающих, увеличиваются за­ траты времени на ходьбу рабочих к месту работы, снижается произ­ водительность их труда. В связи с этим при разработке мощных

Рис. 44. Направление очистной выемки в этаже.

и им. Кирова) для облегчения проходки восстающих, доставки мате­ риалов и передвижения рабочих, а также уменьшения горного давле­

ющими, а при отработке горизонтальных или пологих месторождений — выемочными штреками на столбы. В зависимости от горнотехниче­ ских условий, расположения главного и вспомогатедьных стволов, применяемых систем разработки, а также сроков начала отработки

ключается в отработке блоков от центра шахтного поля к его грани­ цам. При этом главный откаточный штрек, а при отработке мощных месторождений и откаточные орты на флангах месторождения могут проходиться одновременно с очистной выемкой, несколько опережая ее. Такое направление очистной выемки целесообразно применять при отработке шахтных полей большой протяженности с устойчивыми

вмещающими породами и рудами, когда необходимо после вскрытия

поля к центру (рис. 44, б) применяется при отработке шахтных полей небольшой протяженности и в неустойчивых породах. При подготов­ ке горизонта откаточный штрек проводят на всю длину шахтного поля. В большинстве случаев расположение вспомогательных стволов центральное.

При отступающей выемке отпадает необходимость сохранять этажные вентиляционные выработки при центральном расположении стволов, но увеличиваются затраты на поддержание главного отка-' точного штрека, а также объем подготовительных работ и время до начала отработки этажа.

К о м б и н и р о в а н н а я в ы е м к а б л о к о в предста­ вляет сочетание двух предыдущих схем очистной выемки. Ее приме­ нение позволяет использовать в определенных условиях достоинства наступающей и отступающей выемки. Однако крыло шахтного поля (например, более длинное) можно отрабатывать наступающей выем­

н о в р е м е н н о применяют в тех случаях, когда при низкой ин­ тенсивности отработки блоков необходимо достичь максимальной добычи руды. Данную схему применяют при отработке месторождения системами слоевого обрушения. При этом центральную часть шахт­ ного поля отрабатывают с некоторым опережением, по сравнению

сучастками на флангах.

Внаправлении падения (восстания) залежи блоки в пределах этажа можно вынимать снизу вверх, сверху вниз и комбинированно.

§2. Классификация запасов по степени подготовленности

кочистной выемке

Запасы полезных ископаемых по степени готовности месторожде­ ния или его участка к очистной выемке разделяют на вскрытые, под­ готовленные и готовые к выемке (рис. 45).

В с к р ы т ы е / — это запасы месторождения или его части, находящиеся выше уровня подсечения его вскрывающими выработ­ ками (шахтным стволом, квершлагами, штольнями).

П о д г о т о в л е н н ы м и I I называют запасыруды в блоках, панелях, в которых пройдены все подготовительные выработки, пре­

и панелей, в которых пройдены все нарезные выработки, необходимые для начала очистных работ в блоке.

Правилами безопасности разрешается' начинать очистные работы в блоке только после проведения предусмотренных проектом

подготовительных її нарезных выработок, обеспечивающих начало очистных работ, их безопасность и хорошее проветривание,

Для ритмичной работы шахты необходимо иметь резерв вскрытых, подготовленных н готовых к выемке запасов. При этом работы плани­

Рпс. 45. Степень подготовленности запасов к очистной выемке.

Обеспечение шахты указанными категориями запасов необходимо для:

равномерной и ритмичной работы шахты, так как при эксплуатации месторождения одни участки отрабатываются, а другие необходимо вводить, не нарушая установленного размера добычи;

создания резервных участков на случай выхода из строя основ­ ных добычных участков;

создания резерва времени на вскрытие, разведку и подготовку новых горизонтов и блоков;

регулировки постоянного содержания полезного компонента в до­ бытой руде.

Нормативы резерва вскрытых, подготовленных и готовых к вы-

кней породой), т;

В— количество примешанной к руде породы, т.

поэтому метод определения, лежащий в основе этих формул, получил название «косвенного». Поскольку не всегда возможно с достаточной точностью определить как величину В — количество примешанной породы, так и содержание полезного компонента в в ней, указанные формулы применяют лишь в тех случаях, когда невозможно исполь­ зовать так называемый п р я м о й м е т о д .

Определение потерь прямым методом дает значительно меньше ошибок. В его основе лежит непосредственный (прямой) замер в на­ туре или на геолого-маркшейдерских планах и разрезах оставленной в недрах части полезного ископаемого.

Величина количественных потерь П в этом случае выражается формулой

Коэффициент потерь и процент потерь при определении их пря­ мым методом можно выразить формулами:

Прямым методом не всегда возможно воспользоваться потому, что некоторые виды потерь при добыче трудно или совсем нельзя вычислить или измерить.

В практике иногда пользуются комбинированным методом: часть потерь, которые можно определить непосредственно, устанавливают прямым методом, а остальные — косвенным.

Разубоживание выражается как отношение количества приме­

Количество примешанной породы в добытой руде не всегда воз­ можно определить. Поэтому величину разубоживания определяют через снижение содержания полезного компонента в добытой рудной массе по сравнению с содержанием в руде месторождения.

Коэффициент разубоживания по содержанию

или (52), в которую входит содержание полезного компонента в при­

в которой содержание полезного компонента в примешанных поро­ дах не учитывается.

Для оценки полноты и качества извлечения полезного ископаемого из недр кроме указанных показателей чл.-корр. АН СССР М. И. Агошков предложил использовать еще два:

Последствия потерь не ограничиваются утратой невозобновляемых природных ресурсов, что будет ощущаться в будущем, они в еще большей степени прямым экономическим ущербом сказываются для народного хозяйства страны в виде недополз^енной прибыли от эксплуатации месторождений, преждевременного ввода новых про­ изводственных мощностей и т. п.

Требования правильной разработки месторождений

Прп разработке месторождений полезных ископаемых необхо­ димо соблюдать следующие основные требования.

Создание безопасных и здоровых условий труда.

Достижение высоких технико-экономических показателей гор­ ного предприятия.

Выполнение рудниками установленного плана по добыче и каче­ ству руды.

Вопросу создания безопасных и здоровых условий труда для работающих в нашей стране придается первостепенное значение. Сюда относят не только реализацию мероприятий по обеспечению безопасности труда, но и стремление освободить людей от тяжелого физического труда за счет механизации и автоматизации тяжелых и трудоемких работ, обеспечение хорошего проветривания вырабо­ ток, борьбу с подземными пожарами и затоплением шахт. Важное значение имеют профилактические мероприятия по предупреждению профессиональных заболеваний.

Соблюдение второго требования возможно в том случае, если все производственные процессы выполняются с минимальной затратой труда и материальных ресурсов, здесь основное внимание должно быть уделено повышению производительности труда.

Необходимость соблюдения третьего требования очевидна, так как невыполнение плана по добыче руды и ее качеству отрицательно сказывается не только на результатах хозяйственной деятельности рудника (увеличивается себестоимость продукции, уменьшается раз­ мер прибыли), но и в целом всего народного хозяйства: металлурги не получат необходимого количества сырья, а другие отрасли на­ родного хозяйства — металла.

§ 4. Сдвижение вмещающих пород вследствие выемки

полезных ископаемых. Построение зон сдвижения

Горные породы до начала выемки полезного ископаемого находятся в состоянии равновесия. При выемке полезного ископаемого это состояние нарушается, а. сами породы приходят в движение, переме­ щаясь в выработанное пространство. Это явление называют с д в и ­

В зависимости от мощности, глубины залегания и угла падения месторождения сдвижение пород может происходить с различной интенсивностью. При ведении очистных работ поверхность обрушается не вслед за выемкой, а через некоторое время, по мере сдвижения вмещающих пород в выработанное пространство.

Рис. 46. Влияние очистной выемки на земную поверхность.

Существует безопасная глубина разработки, при которой выемка полезного ископаемого не отражается на сдвижении земной поверх­ ности. Безопасную глубину Нй в зависимости от мощности рудного тела т принимают Н6 5> 200 т при -разработке месторождений без закладки. С применением полной сухой закладки Нб ^ 80т, мок­ рой закладки На ^ ЗОтга.

В результате перемещения вмещающих пород в выработанное пространство образуются зоны обрушения 1 и зоны сдвижения 2 (рис. 46, а).

3 . о н а о б р у ш е н и я — участок земной поверхности с раз­ ломом и разрушением слоев. Зона обрушения у своих границ имеет форму террас с дальнейшим переходом в обрушение.

В зоне сдвижения оседает земная поверхность без разрыва ее сплошности. Горные выработки, здания и сооружения на поверх­ ности, находящиеся в зоне сдвижения, деформируются.

Горные породы в пределах зон сдвижения и обрушения переме­