книги из ГПНТБ / Вскрытие и разработка рудных месторождений на больших глубинах докт. техн. наук, проф. Г. М. Малахов, инж. А. П. Черноус. 1960- 19 Мб

по простиранию. Ширину камер принимают 18 л* и междукамер-

ных целиков 3,5—5 м. При понижении устойчивости руды и бо­ ковых пород ширину магазинов уменьшают до 9—12 м, разби­ вая этаж на подэтажи.

Штреки горизонта грохочения проходят на 12 м выше основ­

ного откаточного горизонта. Камеры грохочения двусторонние.

Расстояние между колосниками грохота принимают 600 мм. Горизонт воронок засекают на 7,5 м выше горизонта грохоче­ ния. Магазинирование руды в камере ведется потолкоуступным

забоем со шпуровой отбойкой. С целью сообщения рабочих за­ боев с ходовым восстающим проходят подэтажные штреки на расстоянии 18—27 м друг от друга по падению.

Проветривание забоев осуществляется свежей струей, посту­ пающей с откаточного горизонта через ходовой восстающий и подэтажные штреки к рабочим забоям. Благодаря сбойке мага­ зинов с вентиляционным штреком отрезными восстающими проветривание забоев осуществляется интенсивной сквозной струей.

По окончании выпуска руды из магазинов пустоты камер за­ полняют закладкой (песок). Производительность магазина в процессе очистной выемки 6 тыс. т руды ,в месяц.

Система разработки подэтажных штреков была впервые при­ менена в районе «медного пояса» на руднике Роан Антилоп.

Аналогично предыдущему месторождение разбивают на блоки длиной 140 м по простиранию при ширине камер 18 м и между-

камерных целиков 4,5 м.

Поскольку эта система разработки применяется на участках, где отрабатываются все три рудных тела (верхнее, среднее и

нижнее), междукамерные целики располагают строго по одной оси вкрест простирания.

Главные откаточные штреки проходят в породах лежачего бока в 12 от контакта рудного тела. На 12 м выше основного откаточного горизонта проходит штрек горизонта грохочения по руде и параллельно ему в породах лежачего бока — вентиля­

ционный штрек (рис. 116) для удаления газообразных продук­ тов взрыва из камер грохочения. Этот вентиляционный штрек сбит с вентиляционным горизонтом специальным восстающим. Камеры грохочения устраивают через каждые 23 м по прости­ ранию.

На 7,5 м выше горизонта грохочения проходят два штрека; один для подсечки по горизонту воронок, а второй у висячего

бока, из которого проходится орт на сбойку с камерой. При по­ логом падении в этих выработках устанавливается скреперная лебедка для доставки руды к выпускным воронкам по лежачему

боку. Отрезные гезенки проходятся на расстоянии 23 м между

осями.

После отбойки руды в камере пустоты заполняются заклад­ кой, междукамерные целики не извлекаются.

199

Порядок отработки параллельных рудных тел принят от ле­ жачего бока к висячему, т. е. сначала отрабатывают и запол­

няют закладкой образованные пустоты нижнего рудного тела,

затем среднего и в последнюю очередь верхнего. Добыча руды из камеры составляет около 6000 т/мес.

Извлечение руды при этой системе разработки составляет

60—80%.

Система разработки подэтажными штреками с непрерывно отступающим забоем применяется для отработки верхнего руд­ ного тела на тех участках, где среднее и нижнее рудные тела

отрабатываются системой блокового обрушения.

Рис. 116. Система разработки подэтажными штреками с закладкой на руднике Муфулира:

1 — перемычка; 2 — закладка; 3 — ходовой восстающий; 4 — грохот; 5 — вентиляцион­ ный штрек; 6 — отрезной восстающий; 7 — вентиляционный восстающий; 8 — рудоспуск

При этом методе очистной выемки этаж разбивают на три подэтажа, отрабатываемых с опережением верхних по отноше­ нию к нижним (рис. 117).

Подэтажные штреки проходят на расстоянии 26 м друг от друга, считая по падению. Между камерами, образуемыми на

подэтажах, оставляют потолочные целики шириной 9 м. Очистную выемку производят при непрерывном продвиже­

нии очистных забоев камер по простиранию, без оставления междукамерных целиков. Отбитая руда из камер поступает на штреки в лежачем боку и скреперуется в рудосвалочные ге­ зенки, расположенные на расстоянии 60 м друг от друга.

Потолочные целики по мере продвижения очистных работ взрывают участками, длиною 21 м по простиранию. Разбурива­ ние целиков производят скважинами алмазного бурения диа­ метром 37 мм, глубиной от 5 до 15 м. Извлечение руды из пото­ лочин достигает 85,%'.

200

Подртатные камера штреки \

\Камера-

Огпкаточ-^.'''7^^^ '

тй штрек ////zf/////////

Ходобой босстающий

Рис. 117. Система разработки подэтажными штреками с непрерывно отступающим забоем на руднике Муфулира

в

При крепких и устойчивых породах висячего бока подрывка

последнего 'производится минными зарядами из специальных вы­

работок.

Систему этажного самообрушения применяют на участках месторождения мощностью 30—35 м для одновременной отра­ ботки среднего и нижнего рудных тел.

Выемка ведется эшелонным порядком с расположением двух линий отступающих забоев.

Длина блоков по простиранию около 60 м, вкрест простира­

ния (проекция на горизонтальную плоскость) тоже 60 м. Принятый порядок подготовки блока к очистной выемке при

помощи серии подготовительных выработок, пройденных в поро­ дах лежачего бока, виден из рис. 118.

Штреки скреперования пройдены через каждые 7,5 м, вы­ пускные дучки — тоже через 7,5 м между осями. Скреперные лебедки мощностью 30—50 л. с. доставляют руду к устьям рудо­ спусков, перекрытых решеткой с отверстиями 600 мм.

После окончания проходки выработок в породах лежачего бока проходятся окаймляющие выработки у стенок блока через каждые 7,5 м по вертикали. После этого блок подсекается в ос­

новании.

В процессе созревания блока зачастую применяют взрывы скважин для обрушения зависающих консолей. Выпуск ведется со скоростью опускания контакта руды с пустыми породами,

равной 7,5 см в день. После того как 30% от запаса блока выпу­ щено, скорость выпуска увеличивают до 15 см в день, придер­

живаясь таких темпов выпуска руды вплоть до начала разубо­

живания.

Выпуск ведется по планограмме и тщательно контро­

лируется.

Средняя производительность блока 20—25 тыс. т/мес. Рас­ ход взрывчатых материалов на вторичное дробление равен

150 г/т [28, 29].

§ 2. РУДНИК НКАНА (СЕВЕРНАЯ РОДЕЗИЯ)

Рудник Нкана также входит в состав рудников «медного

пояса» Северной Родезии и вместе с соседним рудником Миндола относится к предприятиям Рокана Корпорейшн.

За период с 1941 по 1951 г. на этом руднике было добыто 15,96 млн. т руды при среднемесячной добыче около 150 тыс. т. В 1950 г. на руднике работало около 2600 горнорабочих. В 1951 г. горные работы велись ниже горизонта 720 м.

На рис. 119 показан разрез вкрест простирания по стволу Центральному, пройденному на глубину 771 м, с указанием вме­ щающих рудную залежь пород. Породами висячего бока, непо­ средственно контактирующими с рудой, являются кварцитовые аргиллиты, а породами лежачего бока — конгломераты.

203

Интенсивная складчатость рудного .тела обусловливает изме­

нение угла падения залежи от пологого в местах складчатости

до крутого.

Породы лежачего и висячего боков крепкие и устойчивые. В зоне складок руда всегда очень слабая, так же как и породы

лежачего бока.

Месторождение вскрыто двумя главными рудоподъемными стволами Центральным и В, а также рядом вентиляционных

стволов № 8, 6, 5.

Ствол Центральный сечением 10,6X2,55 м состоит из пяти отделений, каждое размерами 2,1 X 1,8 м. Он оборудован двумя

Рис. 119. Разрез вкрест простирания по стволу Центральному руд­ ника Нкана:

1 — доломиты; 2 — песчаник; 3 — полевошпатовый песчаник; 4 — аргиллиты; 5 — руда; 6 — конгломерат; 7 — полевошпатовые кварциты; 8 — основной конгло­ мерат; 9 — породы подстилающего комплекса

10-тонными скипами и двумя двухэтажными клетями, каждая из которых вмещает 60 человек.

Ствол В сечением 6,18x2,60 м имеет три отделения, одно из них 1,98x2,1 м используется как запасной выход. В этом же от­ делении проложены трубопроводы. Два других отделения раз­ мерами 1,98 X 1,58 м оборудованы каждое двумя 3-тонными скипами и клетями на 16 человек.

Деревянные проводники в обоих стволах заменены сталь­ ными, закрепленными на металлических рамах. Местами, где породы слабые, применяется бетонное крепление.

С 1939 г. восстающие для перепуска руды и пустых пород были пройдены с гор. 490 м до гор. 775 м. На каждом горизонте они снабжены люками с пальцевыми затворами.

Месторождение подготовлено полевыми штреками. До тех пор, пока горное давление не было значительным, откаточные

штреки проходили по рудному телу и выработки горизонта гро­ хочения располагали на 9 м выше подошвы откаточного гори­ зонта.

204

С увеличением горного давления стали проходить полевые штреки, располагая горизонты грохочения не менее чем на 15 м выше подошвы откаточного горизонта. В настоящее время для, полевых штреков применяют усиленное крепление. Для этой цели используются главным образом твердые сорта дерева.

Подготовительные работы на нижележащих горизонтах про­ изводились ранее через вспомогательную шахту № 4 и слепую шахту № 1. В настоящее время для этой цели используются только главные стволы шахт. Полуподготовленные запасы руд­ ника Нкана составляли в 1950 г. около 10 млн. т при годовой добыче 1800 тыс. т. Высота этажа была принята 70 м.

На рис. 120 показан порядок очистной выемки в пределах шахтного поля при производстве очистных работ в 1940 г. и в период с 1941 по 1950 г. При производстве очистной выемки до 1940 г. (горизонт 274 м) горное давление не являлось серьезной проблемой для рудника, поэтому очистные работы производи­ лись по всему простиранию шахтного поля.

Такой метод производства очистных работ вызывал необхо­ димость оставления большого количества целиков, отработка которых в связи с большим горным давлением была весьма за­ труднительна. Ниже горизонта 274 м горное давление на неко­ торых участках было настолько велико, что по этой причине

между горизонтами 274 и 382 м в некоторых блоках работы были остановлены и не возобновлялись в течение нескольких лет.

Большое горное давление вызвало необходимость изменить порядок очистной выемки и применить одновременную отра­ ботку залежи на четырех горизонтах сразу с опережением верх­ них горизонтов. Этот ступенчатый порядок очистной выемки с непрерывным продвижением фронта очистных забоев от центра рудного тела к его границам оказался наиболее выгодным.

В технической политике рудника Нкана можно выделить сле­

дующие четыре периода времени:

первый период (1931—1939 гг.), характеризующийся остав­ лением междукамерных целиков, предупреждающих обрушение

висячего бока, при низком извлечении рудных запасов; второй период (1939—1942 гг.)—уменьшение размеров ме­

ждукамерных целиков, большая часть которых подвергалась об­ рушению массовыми взрывами зарядов глубоких скважин; уве­ личение извлечения, несмотря на возросшее горное давление;

третий период (1942—1946 гг.), в течение которого значи­ тельно ухудшились условия разработки вследствие большого ко­

личества оставленных целиков и неотработанных блоков;

четвертый период (1946—1950 гг.), характеризующийся при­ менением ступенчатой выемки, производством очистных работ без оставления неотработанных участков, обрушением всех це­ ликов и подрывкой пород висячего бока вслед за очистной вы­ емкой.

205

а — применявшаяся до 1940 г,; б — применявшаяся до 1950 г.; 1 — отработано ранее; 2 — отрабатывается; 3 — подготовительные работы

В табл. 24 приведены данные об извлечении руды при очист­ ной выемке в указанные периоды.

Несмотря на изменение порядка очистной выемки и проведе­ ния подготовительных работ на нескольких горизонтах, при­

Наиболее водоносными являлись пласты доломита в висячем

боку залежи. На каждом горизонте в связи с этим до начала очистной выемки бурили специальные дренажные скважины в породах висячего бока.

С глубиной приток воды из этих пластов уменьшился при увеличении притока за счет пород лежачего бока, особенно на горизонте 722 м. У ствола Центрального были оборудованы на­ сосные станции с водосборниками на горизонтах 393 и 734 м. Спуск воды с верхних горизонтов осуществлялся по дренажным восстающим.

Система разработки. Системы с магазинированием на руд­

нике Нкана применяли на участке залежи с ненарушенным за­ леганием. При усилении давления пород висячего бока работы в забое магазинов становились опасными, а замагазинированная

руда зачастую не могла быть извлечена из-за обрушения пород висячего бока. Дополнительные трудности возникли в связи с увеличением высоты этажа с 45 до 70 м. С 1942 г. системы с ма­ газинированием руды не применяются.

На рис. 121 представлен типичный вариант системы разра­ ботки подэтажных штреков при спокойном залегании месторо­ ждения. Длина камер по простиранию изменяется от 13,5 до

жины. За счет этого метода отбойки месячная добыча каждого

забоя возросла с 7,5 до 12 тыс. ш.

207

На рис. 122 показаны детали устройства камер грохочения и

вентиляционных выработок, предназначенных для их проветри­ вания.

Извлечение руды из междукамерных целиков и потолочин производится путем обрушения их массовыми взрывами глубо­

ких скважин. Подрывка пород висячего бока ведется путем

взрывания минных зарядов, размещаемых в специально прой­ денных квершлагах висячего бока. Вес каждого заряда равен

2250 кг гелегнита. Впоследствии для обрушения висячего бока стали применять глубокие скважины.

В течение последнего десятилетия на руднике Нкана были проведены большие работы по усовершенствованию режима про­

ветривания. Факторами, обусловившими необходимость проведе­

ния этих работ, явились:

1) горное давление, которое вызвало необходимость прохо­ дить полевые вентиляционные выработки в кварцитах лежачего бока;

2)увеличение температуры пород в связи с углублением гор­

ных работ;

3)рост заболеваемости силикозом;

4)большой объем вторичного дробления на горизонтах гро­ хочения.

Свежий воздух поступает в рудник через стволы Централь­ ный, В, № 2 и вентиляционный шурф № 7. Омыв участки горных работ на эксплуатационных и подготовительных горизонтах, воз­ душная струя выдается на поверхность по стволам № 6 на север­

208