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

Особенностью проветривания рудника Нкана является нали­ чие специальных вентиляционных выработок для удаления про­ дуктов взрывных р,абот при вторичном дроблении на горизонте скреперования. Эти выработки сообщаются непосредственно с

вентиляционным горизонтом. В некоторых случаях воздух, содер­ жащий пыль, пропускается через фильтры и вновь используется для проветривания горных работ.

Особенно успешно осуществляется подобная очистка воздуха в камерах дробилок и у опрокидов в околоствольном дворе [2, 24, 48].

§ 3. РУДНИК МИНДОЛА (СЕВЕРНАЯ РОДЕЗИЯ)

Рудник Миндола расположен на одном простирании с рудни­ ком Нкана. Шахтные поля обоих рудников разделяет пережим длиной 1200 м по простиранию.

Мощность залежи на руднике Миндола варьирует от 4,5 до 15 м. Угол падения изменяется от 35 до 65°, будучи более поло­

гим на северном участке месторождения. Более пологое падение

инеустойчивый висячий бок характерны для района шахты № 5.

Востальном условия залегания сходны с ранее описанными на

руднике Нкана.

Среднемесячная добыча рудника составляла в 1950 г. 150 тыс. т. Число рабочих, занятых на руднике, было 2710 чело­ век.

Севернее ствола № 1 оставлен большой целик в связи с бал­ кой, пересекающей на поверхности рудную зону. Для предотвра­ щения попадания воды в шахту были проведены работы по за­ регулированию стока. Целик в настоящее время решили отра­ батывать с применением закладки выработанного пространста во избежание обрушения поверхности.

Месторождение вскрыто тремя стволами: № 1, 4 и 5. Глав­ ный рудоподъемный ствол № 1 прямоугольного сечения 6,07X4,2 м закреплен бетоном и стальными рамами, уложен­ ными на расстоянии 2 м друг от друга. Он оборудован двумя 10-тонными скипами и двухэтажной клетью, вмещающей 120 че­

ловек. Кроме того, в стволе имеется людской ходок и отделение для навески труб.

Стволы № 4, 5 — оба наклонные, разделены на три отделения и имеют размеры поперечного сечения 5,5X2,1 м. Оба ствола закреплены деревом. Угол наклона их соответствует углу паде­ ния залежи. Ствол № 4 используется только как запасной вы­ ход, а ствол № 5 — для вспомогательных целей.

Ствол № 1 углублен до горизонта 1035 м, до этого же гори­

зонта пройдены перепускные восстающие для руды и пустых пород.

Ствол № 4 углублен до горизонта 496 м с целью ускорить подготовку горизонтов 419 и 496 м. Высота этажа на руднике равна 76 м.

Подземные бункера оборудованы на горизонтах 549 и 776 м.

Специально для целей вентиляции на руднике пройден наклон­ ный ствол № 2 сечением 5,5X 4,8 м, имеющий три отделения и закрепленный бетоном.

Подготовительные горизонтальные выработки пройдены па пустым породам лежачего бока залежи. С целью ускорения про-

Гор.265м

Гор. 336мг

Рис. 123. Система разработки с магазинированием руды на руднике Миндола:

7 — отрезной восстающий; 2 — ходовой восстающий

ходки штреков работы вели несколькими забоями, используя для выдачи пустой породы на поверхность стволы № 4 и 5.

Полуподготовленные запасы руды на 1/1 1949 г. составляли по руднику 7,5 млн. т, а подготовленные запасы — 3,5 млн. т.

На рис. 123 показаны варианты системы с магазинированием, применяющиеся на руднике Миндола.

Длина камер по простиранию принята 15 м, ширина целиков 3—3,6 м. На участках с повышенным горным давлением длину камер уменьшают до 9 м. На участках, где угол падения менее 47°, для доставки руды применяют скреперы. В районе шахты. № 5 почти на всем простирании (75%) месторождение имеет такое падение.

На рис. 124 показан вариант системы подэтажных штреков

с отбойкой руды глубокими скважинами. Длина камер по про-

210

стиранию первоначально была принята 13,5 м, ширина междукамерных целиков 4,5 м.

Благодаря устойчивости боковых пород между горизонтами

.649 и 572 м длину камер по простиранию увеличили до 22 м и целиков до 6 м. Среднемесячная добыча руды из камеры соста­ вляла от 12 000 до 20000 т.

В районе ствола № 5, где падение залежи недостаточно кру­ тое, применяется вариант системы подэтажных штреков со скре­ перованием по лежачему боку (рис. 125). В связи с недостаточ-

Рис. 124. Система подэтажных штреков с отбойкой руды глубокими скважинами на руднике Миндола:

/ — скважины для обрушения пород висячего бока; 2 — сборный вентиляционный штрек

ной устойчивостью пород висячего бока у последнего оставляют

«рудную корку». Последовательность очистных работ показана на рисунке цифрами.

Добыча руды из камеры составляет около 6000 т/мес. Тяже­ лые горногеологические условия обусловливают низкое извлече­ ние руды, всего лишь около 56%.

За последнее время этот вариант системы подэтажных штре­ ков почти вытеснил систему с магазинированием. Извлечение руды из междукамерных целиков вследствие недостаточной устойчивости пород висячего бока, пологого падения и небольшой мощности рудного тела весьма низкое. В настоящее время це­

лики принимают немного больших размеров (4,5—6 м вместо

3—3,6 jh), разбуривают их и взрывают.

Вследствие сильного горного давления отработка четырех це­ ликов на гор. 205 м южнее ствола № 1 в 1943 г. была приостано­

влена, а порядок очистной выемки в пределах шахтного поля

был изменен и принят ступенчатым аналогично тому, как это

имело место на руднике Нкана.

Очистную выемку на руднике Миндола стараются произво­ дить теперь так, чтобы свести к минимуму оставление всякого

рода целиков. Южнее ствола № 1 ступенчатую выемку предла­ гают вести на гор. 649 м по направлению к маркшейдерской оси

Продольная проекция

Рис. 125. Система разработки с открытым выработанным пространством на руднике Миндола:

1 — потолочина; 2 — отрезной восстающий; 3 — скреперная установка; 4 — отрезной восстающий; 5 — камера; 6 — скважины для обрушения висячего бока; 7 — последовательность очистных работ в блоке

4000 м. Севернее ствола № 1 намечают иметь четыре линии

фронтальных забоев.

Горное давление проявлялось на этом руднике значительно раньше, чем на руднике Нкана, вследствие пологого падения и недостаточной ширины междукамерных целиков, которые не могли служить надежной опорой породам висячего бока.

§ 4. РУДНИК РОАН АНТИЛОП (СЕВЕРНАЯ РОДЕЗИЯ)

Рудник Роан Антилоп расположен к югу от месторождения

Нкана, на одном с ним простирании и разрабатывает в основ­ ном сульфидные руды, содержащие до 3,4% меди. Главными медесодержащими минералами является медный блеск, халько­ пирит и борнит, которые тонко рассеяны в пластообразном руд­

ном теле, состоящем из песчаников мощностью от 3 до 15 м.

212.

Месторождение представляет синклинальную складку длиной около 10 км, ось которой вытянута в северо-восточном напра­

влении.

Добыча медной руды на шахте «Ирвин» этого рудника со­ ставляет 7500 т в сутки, т. е. 44% общей добычи по руднику (17000 mJсутки). Ствол шахты оборудован двумя 10:тонными скипами и двухэтажными клетями. Мощность привода подъем­ ной машины 1600 л. с. Диаметр барабана 3,7 м. На поверхности

шахта имеет бункер на два отделения: для руды емкостью

1200 т и пустых пород 300 т.

Из поверхностного бункера руда направляется к двум дро­

Гор 464л —

Гор 47/н —

Гор 47SO —

Гор ЗВ8п = Гор 496л = гор 502п ~.

Гор 519п ,

L-I70—17,0

Рис. 126. Система разработки подэтажных штреков на руд­ нике Роан Антилоп:

1 — отработка целика и потолочины; 2 — отработка камеры

каждая. Полученный продукт крупностью 100 мм доставляется в вагонах емкостью 45 т электровозом со сцепным весом 60 т к бункерам шахты «Сторк», удаленной на 4,5 км. Отсюда руда транспортируется конвейером длиной 2 км на обогатительную фабрику. Пустые породы выпускаются через стандартные паль­

цевые затворы в вагон с боковой разгрузкой емкостью 2,25 jw3 и

доставляется на отвал двумя дизельными локомотивами.

На руднике применяется в основном система разработки под­ этажных штреков с отбойкой руды глубокими скважинами, про­ буриваемыми колонковыми перфораторами или станками алмаз­ ного бурения. Эта система обеспечивает до 85% всей добычи

рудника. Системы разработки с открытым забоем применяли без

особых затруднений до глубины 500 м. Конструкция система раз­ работки, приведенная на рис. 126, дает ясное представление о порядке подготовки, отбойке руды и размерах блока [51].

На шахте «Ирвин» сооружена и работает весьма интересная по идее и простая по устройству и в эксплуатации система под-

213

земных бункеров. Характерной особенностью руды шахты «Ир­ вин» является то, что она весьма мелкая и сильно обводняется

в процессе очистных работ, ввиду чего ее очень трудно транс­ портировать.

На рис. 127 показано расположение перепускных восстаю­ щих и подземных бункеров. Приемные бункера расположены

Рис. 127. Подземные бункеры шахты «Ирвин» рудника Роан Антилоп:

ние этим устройством осуществляется со специальной платформы над решеткой бункера.

Восстающий № 1 закреплен бетоном и предназначен для мяг­ ких руд. Восстающие № 2 и 3 не закреплены. Руда и пустые породы перепускаются по ним в бункера горизонта 246 м, про­ ходя через контрольные люки и сквозь контрольные решетки на

214

горизонте 174 м. Цель последних — устранить переполнение бун­ керов горизонта 246 м, не превращая длинные вертикальные вос­ стающие в дополнительные емкости.

Внизу на горизонте 264 м около каждого бункера есть также пальцевый затвор (рис. 128), который в сочетании'с питателем дает возможность регулировать объем породы, поступающей на

конвейер. Конвейер подает руду или породу через короткий ру­ доспуск, оборудованный пальцевым затвором, в дозатор.

Бункера горизонта 264 м емкостью 250—300 т каждый имеют в основании конус, изготовленный из марганцовистой ста­ ли, установленный в бетоне над пальцевым затвором. Назначение его — уменьшить износ выпускного отверстия. Отверстие кон­ трольного люка снабжено пальцевым затвором, пальцы которого,

армированные марганцовистой сталью, могут подниматься все вместе или каждый в отдельности. Управление затворами осуще­

ствляется при помощи пневматических цилиндров со специаль­ ной платформы над люком (рис. 129).

Для подачи руды и пустой породы на конвейер на горизонте 264 м установлен передвижной питатель производительностью

€00 т^час. Ширина питателя 1,2 м, а длина 6 м. Смонтирован

он на тележке длиной 9 м. Мощность привода питателя 10 л. с.

Лента конвейера шириной 1,5 м имеет незначительное превы­ шение емкости над лентой питателя. Она приводится в движение двигателем мощностью 17,5 л. с. Стенки рудоспуска, ведущего к дозатору, для большей их износостойкости футерованы пла­ стинами из марганцовистой стали.

Просыпающаяся в ствол из скипов руда выпускается через люк, оборудованный пневматическим затвором, в вагонетку типа

«Гренби» емкостью 2,6 м3, установленную на горизонте 305 м,

и убирается в конце недели.

Описанная выше система подземных бункеров и рудоспусков имеет ряд преимуществ по сравнению с широко применяемой в настоящее время на подавляющем большинстве металлических

рудников схемой подземных бункеров, состоящих из наклонного подземного бункера, разделенного на два-три отделения, и до­

затора.

Основные достоинства системы:

1)возможность приема и выдачи руды на поверхность по сортам;

2)возможность использования для выдачи пустой породы

главного скипового подъема;

3)простота в проходке вертикальных бункеров небольшой емкости;

4)возможность механизации и автоматизации всех видов

работ по погрузке, выпуску и дозировке руды.

На руднике большое внимание уделяется тщательному уда­ лению пыли во всех точках разгрузки и погрузки руды. В 90 м от ствола шахты «Ирвин» находится вентиляционный ствол,

215

который совместно со стволом шахты «Ирвин» снабжает свежим воздухом все места у пунктов разгрузки и контрольных люков.

Загрязненный воздух пропускается у каждого пункта пылеобразования на гор. 156 и 246 м через фланелевые фильтры и поступает снова в струю свежего воздуха.

Осевой вентилятор с диаметром рабочего колеса 1000 мм,

производительностью 1100 м3]мин, установленный на горизонте 156 м, отсасывает запыленный воздух из мест разгрузки го­ ризонтов 156 и 174 м и прогоняет его через фильтр (20 фланеле­

вых мешков диаметром 450 мм, длиной 6 м).

Осевой вентилятор с диаметром рабочего колеса 1250 мм,

подающий 1400 мг воздуха в минуту при напоре 92 мм вод. ст., установленный на горизонте 246 м, отсасывает запыленный воз­ дух от мест разгрузки горизонта 246 м, пальцевых затворов, панфидеров, конвейерных лент, дозаторов и мест погрузки скипов и прогоняет его через фильтр (30 фланелевых мешков диамет­ ром 450 мм, длиной 6 м).

Загрязненные фланелевые мешки между сменами погру­ жаются в специальные контейнеры и доставляются к породному отвалу на поверхности, где они освобождаются от пыли.

Отсасывающие вентиляционные каналы закреплены бетоном и имеют сечение 1,2X1,2 м [2, 17, 42, 44].

§ 5. МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ РУДНИКИ РАЙОНА САДБЕРИ (КАНАДА)

Горнодобывающий район Садбери, где разрабатывается ме­

сторождение так называемого медно-никелевого «утеса», вклю­ чает в себя 14 рудников, крупнейшими из которых являются

Фруд-Стоби, Крейтон и Фалконбридж.

Добыча только двух первых составила в 1953 г. 13 млн. пг,

из которых 11 млн. m подземным способом. В 1955 г. на всех рудниках было добыто свыше 20 млн. пг руды.

Месторождение сульфидных медно-никелевых руд, представ­ ленных в основном норитом, залегает в виде большой мульды, крылья которой выходят на поверхность. Размеры мульды по площади составляют около 60 км в длину и 25 км в ширину. Более интенсивное оруденение наблюдается ближе к лежачему

■боку норитов, снижаясь постепенно к висячему боку. В лежачем боку массива норитов залегает несколько богатых рудных уча­ стков, являющихся предметом разработки их подземными и от­ крытыми горными работами.

Горные работы ведутся на разных глубинах — от 500 до 1800 м. Температура горных пород на глубине 1800 м составляет

32—35° С. Геотермическая ступень месторождения Садбери равна 63 м°1 С.

Руды района Садбери — весьма сложного состава, содержат в основном никель и медь, а также кобальт, платину, золото, серебро и теллур.

218