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

площадях и небольшой высоте от горизонта доставки, снизить за­ траты на доставку ВВ. При этом варианте системы можно применять самоходную буровую технику и установки для заряжания глубоких скважин. При испытании самоходных буровых станков АБІІІ на руднике им. Дзержинского производительность труда бурового ма­ стера увеличилась до 80—100 м3 /смену.

Рпс. 71. Система подэтажного обрушения с послойным торцовым вы­ пуском.

Одним из направлений совершенствования системы подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами является внедре­ ние новой поточной технологии, позволяющей применить комплекс­ ную механизацию и автоматизацию погрузочно-доставочных работ, обеспечивающих облегчение труда горнорабочих. На Зыряновском свинцовом комбинате совместно с Московским горным институтом и ВНИИцветметом внедрена система подэтажного обрушения с по­ слойным торцовым вибрационным выпуском и поточным ведением горных работ (рис. 71).

По конструктивным особенностям блок весьма прост в подготовке. Высоту его принимают 45—50 м, длину 50—60 м, а ширину — рав­ ной мощности мееторождения (10—12 м). Этаж разбивают на два подэтажа высотой 22—25 м. Блок подготавливают откаточным штре­ ком 1, откаточным ортом 2 и рудоспуском 4. Материальный восста­ ющий 3 проходят только до уровня верхнего подэтажа. На уровне

подэтажа из этих выработок проводят два штрека: у висячего бока — буровой 5- у лежачего бока — погрузочно-доставочный 6. В тех случаях, когда блок не граничит с выработанным пространством^ в противоположном конце его проходят отрезной восстающий для образования отрезной щели. Буровые штреки проводят буровой установкой АБ-3 Востокмашзаводаи погрузочио-доставочным агрега­ том Ш Д Н - 2 НИПИгормаша. Восстающие проходят при помощи само­ ходного полка КПВ-1.

Массив руды разбуривают параллельными выходящими веерами глубоких скважин диаметром 65—100 мм из буровых штреков. Веера располагают вертикально пли наклонно в сторону ранее отбитой руды. Скважины заряжают гранулированными ВВ с помощью пнев­ матических зарядных установок «Вахш-5м». Устья скважин недозаряжают с таким расчетом, чтобы после отбойки руды образовался целик-потолочина высотой 4—5 м. После образования отрезной щели между торцом и обрушаемой горной массой этот целик-потолочину гасят с образованием между торцом и обрушенной горной массой выпускной щели. Для выпуска и доставки руды применяют комплект механизмов вибрационного действия, состоящий из впбропитателя ВП-1 (см. рис. 71) 7, работающего под завалом, виброконвейера ВР-100М 8, виброплощадки ВДПУ-УМ и виброгрохота (ВГ-100) 9.

Применение простой по конструкции системы позволило значи­ тельно облегчить труд горнорабочих, увеличить безопасность, зна­ чительно повысить производительность труда по сравнению с си­ стемой этажного принудительного обрушения с отбойкой руды в за­ жиме и одностадийной ее выемкой.

Анализ технико-экономических показателей основных вариантов системы подэтажного обрушения (табл. 6), применяемых на шахтах Крпвбасса, показал, что в процессе совершенствования систем и бу­ рильных агрегатов, изменения горнотехнических условий лучшие техннко-экономпческпе показатели получены при системах подэтаж­ ного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами. Кроме того, эти системы разработки по сравнению с системами предыдущего класса имеют следующие достоинства: более безопасные условия работы горнорабочих, так как выработки проводят небольшим сече­ нием; лучшие условия проветривания при очистных работах; более высокую производительность труда рабочего очистного забоя и ра­ бочего по системе; меньший объем нарезных работ, меньший расход лесоматериалов п рабочей силы на поддержание выработок.

в условиях повышенного горного давления являются системы под­ этажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами.

К недостаткам систем подэтажного обрушения необходимо от­ нести: большие потери и разубоживание руды, невозможность забой­

Основное отличие спстемы этажного самообрушенпя от подэтаж­ ного заключается в том, что высоту обрушаемого массива увеличи­ вают до полной высоты этажа с целью снижения объема подготови­ тельных и нарезных работ.

Сущность системы заключается в том, что этаж высотой 40—100 м разбивают на блоки с горизонтальной площадью от ЗО X 30 до 60 X 100 м. В основании блока проводят подсечные выработки, после соединения которых образуется сплошная горизонтальная щель. Одновременно проведением серии выработок в вертикальной пло­ скости по границам блока ослабляюд1 его связь с.окружающим мас­ сивом руды.

Под действием собственного веса и давления налегающих пород подсеченная снизу и с боков руда начинает самообрушаться, заполляя подсечное пространство. Обрушенную руду выпускают через рудоспуски, соединяющие подсечное пространство с горизонтом грохочения или скреперования.

В связи с тем что системы с этажным самообрушением имеют довольно узкое применение, в данном учебнике они не рассматри­

о б р у ш е н и я

При системах этажного принудительного обрушения месторо­ ждение при высоте этажа 60—80 м разбивают на блоки с горизон­ тальной площадью от 30 Х ' 5 0 м до 50 X 60 м. Глубокие скважины

в блоке располагают рядами через 3—5 м. Для улучшения качества дробления руды глубокие скважины взрывают при помощи электро­ детонаторов короткозамедленного действия. Руду при системах этаж­ ного принудительного обрушения отбивают на горизонтальные или вертикальные компенсационные камеры.

Системы применяют при разработке мощных наклонных место­ рождений руд от средней крепости до крепких, не склонных к само­

горизонтальных компенсационных (подсечных) камер 11, между ко­ торыми оставляют временные целики. Количество и расположение их, а также площадь подсечки зависят от крепости и устойчивости руды. В условиях Криворожского бассейна площадь подсечки из­ меняется от 300 до 1000 м2 . Очередность разрушения временных це­ ликов на горизонте подсечки такая же, как и при системе подэтажного обрушения с отбойкой руды глубокими скважинами.

С и с т е м у э т а ж н о г о п р и н у д и т е л ь н о г о о б ­ р у ш е н и я с о т б о й к о й р у д ы н а в е р т и к а л ь н ы е

к о м п е н с а ц и о н н ы е к а м е р ы (рис. 73) применяют при разработке наклонных месторождений с устойчивыми рудами мощ­

Рпс. 73. Система Ьтажного принудительного обрушения с отбой­ кой руды на вертикальные компенсационные камеры.

и откаточными ортами 2. В кровле откаточных ортов засекают штреки скреперования 3. На уровне горизонта скреперования проводят вен­ тиляционный орт и вентиляционный восстающий 5, а по оси между­ камерных целиков проходят ходовые восстающие 6. Для разбуривания массива проводят буровые штреки 4. Отличием от ранее рассмот­ ренной системы является размещение выработок горизонта скрепе-

рования в кровле выработок откаточного горизонта. Такое их рас­ положение дает возможность отказаться от проведения рудоспусков и устройства люков. При скреперовании руды через полки имеется возможность увеличить размеры негабаритных кусков руды. Ком­ пенсационные камеры шириной 12—14 м располагают длинной сто­ роной по простиранию. Массив руды в междукамер'ных целиках и камерах разбуривают вертикальными веерами глубоких скважин диаметром 100—110 мм станками НКР-ЮОМ или БА-100. Компен­ сационные камеры образуют так же, как и при системах с подэтажпой выемкой. Отбитую взрывом руду через воронки выпускают на штреки скреперования, по которым скреперными установками до­ ставляют к откаточным ортам.

Система этажного принудительного обрушения относится к высо­ копроизводительным системам разработки. При этой системе раз­ работки достигается минимальная себестоимость добычи 1 т руды при прочих равных условиях, значительная интенсивность разработки месторождения при хорошем дроблении руды, хорошие санитарногигиенические и более безопасные условия труда горнорабочих.

При разработке мощных рудных месторождений на значительной: глубине система не находит широкого применения ввиду большого горного давления, затрудняющего поддержание выработок горизонта

является наиболее ответственной и сложной задачей не только для проектируемых предприятий, но и для действующих.

Первое место при выборе систем разработки занимает требование безопасности труда. Практика работы рудников показывает, что безопасность труда горнорабочих в первую очередь зависит от приня­ той системы разработки и в меньшей степени от горно-геологиче­ ских условий.

От принятой системы разработки зависят основные технико-эконо­ мические показатели работы предприятия: производительность труда горнорабочего, себестоимость добычи руды, уровень потерь и разубоживания, производительность шахты, а также прибыль и рентабель­ ность.

При изучении систем разработки рассматривались условия при­ менения их. Следует отметить, что каждой системе разработки харак­ терны соответствующие условия залегания месторождений. С изме­ нением этих условий изменяется и область применения систем. Так,, одни системы разработки возможно применять только для отработки маломощных месторождений, другие системы — только для мощных. Кроме мощности месторождения на выбор системы разработки влияет

разработки с открытым выработанным пространством. Системы с магазинированием применяют, как правило, только при крутом паде­ нии, так как доставка руды от забоя до откаточного горизонта про­ изводится под действием собственного веса. Камерно-столбовые си­ стемы разработки применяются при разработке горизонтальных или пологих месторождений и реже — наклонных.

Таким образом, без зачета хотя бы одного из основных горно-гео­ логических факторов — мощности рз^дного тела, угла падения, устой­ чивости рзгды и вмещающих пород — нельзя выбрать безопасную п эффективную систему разработки. Поэтому указанные факторы на­

Переменные факторы, в отличие от постоянных, хотя и не всегда влияют на выбор, но их необходимо учитывать, так как в некоторых слз'чаях они могут быть решающими.

Посколькз^ влияние постоянных факторов рассмотрено при изу­ чений отдельных систем разработки, ограничимся обобщением сведе­ ний о влиянии переменных факторов.

Ф о р м а р у д н о г о т е л а в основном влияет на показатели эффективности систем разработки, так как неправильная форма руд­ ного тела с ответвлениями и прочими нарушениями не позволяет

сдостаточной полнотой отбить руду.

Гл у б и н а р а з р а б о т к и . С увеличением глубины раз­ работки з^величивается величина горного давления, поэтому приме­ нение, например, камерных систем разработки (допускающих боль­ шие обнажения кровли) весьма ограничивается и в большинстве случаев невозможно. Перспективными системами разработки на боль­ ших глубинах являются системы с закладкой выработанного про­ странства.

Ц е н н о с т ь р у д ы — один из наиболее важных факторов этой группы. При разработке месторождений ценных руд стремятся при­ менить системы разработки, обеспечивающие максимальное извлече­ ние полезного ископаемого. Напротив, для руд невысокой цен­ ности предпочтение часто отдают системе с меньшим коэффициентом извлечения, если она обеспечивает снижение стоимости добычи руды. При отработке месторождений с неравномерным оруденением и вклю­ чением пустых пород или непромышленной руды выбор останавли­ вают на системах, допускающих забойную сортировку руды.

М и н е р а л ь н . ы й с о с т а в в м е щ а ю щ и х п о р о д мо­ жет оказывать существенное 'влияние на выбор некоторых систем разработки. Так, система этажного самообрушения дает удовлетво­ рительные результаты только в том случае, если вмещающие породы рудоносны.

месторождений с рудами, склонными к возгоранию и окислению, необ­ ходимо выбирать системы разработки, при которых в процессе очист­ ной выемки не допускалось бы смешивание рудной пыли с кусками крепи, а древесно-рудная масса длительное время не находилась во влажном состоянии вне воздействия воздушной струи. Склонность отбитой руды окисляться в выработанном пространстве отрица­ тельно сказывается на результатах обогащения резким уменьшением извлечения полезных компонентов. В таких случаях нельзя приме­ нять системы разработки, при которых отбитая руда длительный период находится в выработанном пространстве.

Способность отбитой руды слеживаться может служить причи­ ной отказа от применения систем с массовым обрушением или с магазинированием руды. Образование сводов в массиве руды, «пробок» в рудоспусках нарушает нормальный выпуск руды, приводит к росту

применять системы с обрушением. В таких случаях приходится при­ менять менее производительные системы с закладкой выработан­ ного пространства (Белозерское месторождение) или камерно-столбо­ вые, оставляя большие запасы руды в потолочинах и междукамер­ ных целиках. Характерным примером является отработка залежи на руднике им. Губкина Курской магнитной аномалии.

седания возможно одной закладкой. При разработке же мощных залежей кроме тщательной закладки необходимо в выработанном про­ странстве оставлять предохранительные целики. Поэтому данные системы применяют, если на земной поверхности имеются промыш­ ленные здания и сооружения,, дороги, водоемы, реки. Для примене­ ния эффективных систем с обрушением может оказаться целесообраз­ ным перенос зданий, сооружений, дорог в безопасное место и отвод реки в новое русло или тоннель (рудник им. Дзержинского, Крив­ басе).

сущность которого заключается в рассмотрении возможности при­ менения для отработки месторождения или. его части всех систем разработки. Несмотря на это, его нельзя считать громоздким, так как в результате рассмотрения исключают, как непригодные к при­ менению в данных горно-геологических условиях, не только отдель­ ные системы разработки, но целые классы. Для окончательного

технико-экономического сравнения обычно остаются две-три системы разработки. Нередко окончательному выбору предшествует промыш­ ленное испытание двух-трех систем. Конструктивные элементы си­ стемы уточняют в ходе экспериментов и в производственных усло­ виях. Системы разработки сравнивают по нескольким основным тех­ нико-экономическим показателям:

производительности труда рабочего забоя, когда сравниваемые системы не отличаются между собой З'ровнем потерь и разубоживания руды;

себестоимости добычи 1 т руды, когда сравниваемые системы не отличаются между собой уровнем потерь и разубоживания руды; себестоимости конечной продукции (концентрата или металла) горного предприятия, которая отражает для сравниваемых систем разработки затраты на добычу полезного ископаемого, его пере­ работку с учетом потерь полезного ископаемого. Сравнение экономи­ ческой эффективности систем разработки является весьма важной

технико-экономической задачей.

РАЗДЕЛ IV

РУДНИЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ, ВОДООТЛИВ, ОСВЕЩЕНИЕ, ПОДЗЕМНЫЕ ПОЖАРЫ

вленную сеть соединенных между собой горных выработок, которая непрерывно изменяется в процессе выемки полезного ископаемого. Основной задачей рудничной вентиляции является поддержание в этих выработках благоприятных условий, необходимых для высо­ копроизводительного труда горнорабочих.

Поступающий в шахту воздух при своем движении по горным выработкам претерпевает изменения. В воздухе уменьшается содер­ жание кислорода и увеличивается содержание ядовитых газов. Источ­ никами образования ядовитых газов являются взрывные работы,, гниение органических веществ, естественное газовыделение из полез­ ного ископаемого, окружающих пород, рудничных вод и т. п. Руд­ ничный воздух загрязняется пылью, образующейся при буровзрыв­ ных работах, доставке руды и погрузочно-разгрузочных работах. Кроме того, при разработке некоторых полезных ископаемых вы­ деляется метан, который в смеси с воздухом может взрываться.^

Большое содержание ядовитых газов в рудничной атмосфере вызывает отравление рабочих, а высокое содержание пыли — про­ фессиональные заболевания.

Поэтому служба вентиляции повседневно контролирует состав и состояние рудничного воздуха, подачу необходимого его количества в забои и соблюдение пылевого и газового режима шахты.

§ 2. Состав рудничного воздуха

Атмосферный воздух представляет газовую смесь, состоящую по объему из 79% азота, 20,96% кислорода и 0,04% углекислого газа. Кроме того, в воздухе содержится непрерывно изменяющееся коли­ чество водяного пара, составляющего в среднем около 1 % .

Р у д н и ч н ы й в о з д у х — это смесь газов, паров и некото­ рого количества пыли, заполняющая подземные горные выработки. Рудничный воздух называют с в е ж и м, если его состав близок по составу к атмосферному, а количество вредных примесей не превышает