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

поступать и по слепому стволу № 14). На рис. 164 показано рас­ положение стволов рудника Мак Интайр.

Слепой ствол № 12 (сечением 1,9 X 6,7 м) является второй ступенью подъема, заложен на расстоянии 400 м от ствола № 11

ипредназначен для подъема руды с горизонта 2075 м. Он имеет четыре отделения. Скипо-клетевые отделения оборудованы двумя

скипо-клетями, которые могут одновременно поднять 24 человека

и3 т руды. Рудоперепускная система ствола № 12 позволяет

с гор. 1700 м, до гор. 2150 м) была начата в 1946 г. и окончена в 1949 г.

Ввиду отработки запасов руды на верхних горизонтах очист­ ные работы на руднике переходят на более глубокие горизонты. В 1955 г. более 53% добытой руды было дано с участков, распо­ ложенных ниже гор. 1175 м, и подъемные возможности ствола

№12 стали лимитировать добычу рудника.

Возникла необходимость в закладке нового слепого ствола

№14, проходка которого начата в конце 1955 г.

Новый ствол будет иметь прямоугольное сечение и размеры,

аналогичные стволу № 12. Он будет состоять из четырех отде­ лений: двух скиповых, клетевого и лестничного. Ствол располо­ жен в 90 м от ствола № 11 и будет пройден с гор. 1065 м до гор. 2200 м. На гор. 1140, 1175, 1635 и 2075 м ствол № 14 будет соединен квершлагом со стволом № 12, а на гор. 1140 и 1175 м— со стволом № 11. Ниже гор. 2075 м будут сооружены подземная

269

дробильная станция и подземный бункер, руда к которым будет транспортироваться электровозами из рудоперепускной си­ стемы ствола № 12, находящейся на расстоянии около 600 м.

Поднятая на гор. 1065 м руда будет затем поступать в про­ межуточный подземный бункер у ствола № И емкостью 2000 т.

Скиповой подъем ствола № 14 будет оборудован ДВУМЯ 5-тонными скипами с донной разгруз­ ит’ кой, что позволит выдавать 2200 т руды в сутки

при двухсменной работе.

В дальнейшем предусматривается также уста­

участка, обслуживаемого одним подземным бункером, что видно

бине ниже 1700 м и характеризуются большим горным давле­ нием, разрушающим крепь через некоторое время после ее воз­ ведения.

С целью сокращения времени обнажения боков очистного за­ боя при работах на глубоких горизонтах применяется разрабо-

270

тайный на руднике эффективный метод скоростной выемки блока с закладкой выработанного пространства, обеспечивающий вы­ сокую производительность забойных рабочих на протяжении всего цикла очистных работ и безопасность горных работ.

Линзообразная залежь по вертикали разбивается на этажи высотой 45 м. Очистные работы ведутся от центра залежи к флангам после разбивки ее на блоки длиной 45 м.

Гор 1220м

П

1г

I

1

45,0---------

На флангах блока с нижележащего горизонта пройдены вос­ стающие на два отделения (рудоспускное и ходовое).

По оси блока также пройден восстающий на два отделения, соединяющий забои блока с верхним откаточным горизонтом.

Этот восстающий используется для подачи закладочного мате­

риала, передвижения людей, проветривания и других опе­ раций.

Отбойка руды ведется в направлении от центра к флангам блока отдельными участками высотой 3,7 м и длиной по прости­ ранию от 4,8 до 6,0 м. Участок такой величины обуривается теле­

скопными перфораторами и взрывается последовательно двумя горизонтальными уступами. Длина уступа по простиранию за­

висит от производительности бурильщика в смену. Шпуры бу­ рятся вдоль контактов висячего и лежачего боков с наклоном

65° к центру блока и с расстоянием между ними 0,8 м. Централь-

271

ные шпуры размещаются между пограничными, и количество их зависит от мощности залежи.

После отбойки участка забоя длиной 6 м для поддержания кровли устанавливается деревянная крепь.

Доставка отбитой руды к рудоспускам осуществляется скре­

перами, для чего на закладке предварительно устраивается на­ стил из досок.

После уборки руды из забоя выработанное пространство за­ полняется пустой породой при помощи тех же скреперов. Мате­

риал для закладки поступает из подготовительных выработок, пройденных на участке шахты № 12.

После выемки руды на высоту 35 м, считая от откаточного горизонта, и закладки приступают К выемке оставленных пото­ лочин, начиная от центрального восстающего.

Выемка потолочин производится наклонными слоями под углом 65—75° на всю высоту, начиная от кровли очистного забоя до подошвы этажного штрека верхнего горизонта.

Подача закладочного материала в выработанное простран­ ство осуществляется непосредственно с вышележащего этажного

штрека.

Водном очистном забое (при мощности залежи 1,2—1,5 м) работает обычно бригада из 2 человек. Средняя производитель­

ность одного рабочего составляет при этом 5,5 т]смену.

Взабоях, где мощность залежи составляет 1,5—1,8 м, бригада

состоит из 3 человек, а производительность одного забойного рабочего повышается до 7,72 т/смену [40].

При проходке ствола № 12 и проведении околоствольных выработок были встречены затруднения, вызванные большим горным давлением, высокой температурой горных пород и гео­ логическими нарушениями.

Так, например, проведение подземных камер околоствольного двора шахты № 12 ввиду того, что порфировые породы были нарушены жилами, можно было вести только при наличии вре­ менного крепления, установленного по всей площади забоя вы­ работки. Встал вопрос о выборе типа крепи. Деревянная крепь

была отклонена по той причине, что она огнеопасна и сильно загромождает рабочее пространство проходческого забоя.

Установка металлической временной крепи связана с необ­

ходимостью уборки из забоя взорванной породы, что сопряжено с опасностью обвалов. Решение вопроса было найдено в при­ менении армированного торкрет-бетона.

Армировка состояла из старых кабелей, предварительно отожженных с целью удаления изоляции и смазки. Применялись

также металлические листы различного формата. Кабель за­ креплялся в стволе и прокладывался вдоль выработки через 1—1,2 м один от другого. Каждый кабель, кроме того, прикреп­

лялся к стенке выработки при помощи штанг. Затем вся пло­ щадь участка, на котором возводилась временная крепь, покры-

272

валась развальцованными металлическими листами и торкрети­

ровалась. Позже под временную крепь подводились бетонные кольца постоянной крепи.

При проходке ствола № 12 в интервале между горизонтами 1225 и 1315 м и между горизонтами 1960 и 2075 м наблюдались вывалы породы (до 15 м по высоте ствола) из стенок, что при­ водило к нарушению армировки и крепи ствола. Поэтому ствол шахты на этих участках также был закреплен армированным

торкретбетоном.

Обычно штреки и квершлаги на руднике имеют прямоуголь­

ное сечение 2,4 X 2,4 м и проходятся без крепления. На глубо­

ких горизонтах в таких выработках происходят вывалы в кро­ вле, что часто сопровождается несчастными случаями.

Придание выработкам сводчатой формы ликвидировало эту опасность.

Рудник не имеет охладительных установок, и высокая тем­

пература рудничного воздуха в подготовительных забоях глу­

боких горизонтов снижается в основном при помощи интенсив­

ного проветривания.

Система проветривания обеспечивает температуру воздуха в рабочих забоях, равную 19° С на горизонте 1635 м и 24,5° С на горизонте 2130 м.

При проходке стволов иногда наблюдается выделение метана из породы. Однако ввиду незначительного количества он быстро удаляется из забоя при помощи вентиляции. В качестве перво­ начальной меры предосторожности было введено запрещение пользоваться открытым огнем.

Описанные выше мероприятия, проведенные при проходке ствола № 12, оправдывают себя и в настоящее время.

§ 9. РУДНИК МАУНТ ХОУП (США)

Рудник Маунт Хоуп (штат Нью-Йорк) является одним из са­ мых старых железных рудников Северной Америки.

Начало горных работ на руднике относится к 1745 г. С тех пор до 1945 г. при помощи нескольких мелких шахт было добыто около 4 млн. т высококачественной магнетитовой железной

руды.

Месторождение (рис. 167) представлено рядом параллельных пластов, падающих под углом 55—90°. Угол склонения их состав­ ляет 15° на верхних и 19° на нижних горизонтах.

Мощность пластов изменяется от 2 до 12 м.

Вмещающие породы — гнейсы. Руда и боковые породы ус­ тойчивы. В центральной части месторождение нарушено сбро­ сом, в результате чего между рудными телами образовался разрыв в 45 м в горизонтальной плоскости и 115 ле по верти­ кали. Плоскость сброса перпендикулярна к плоскости падения.

Ниже горизонта 305 м было пройдено несколько уклонов, по

которым вагонетки с рудой поднимались в два приема на этот

горизонт.

Это Создавало неудобства в эксплуатации, тормозило разви­ тие добычи руды и удорожало себестоимость ее.

Поэтому в период с 1941 по 1944 г., в связи с повышенным спросом на железную руду во время второй мировой войны, была произведена генеральная реконструкция рудника, которая заключалась в сооружении новой глубокой шахты «ЛеонардНовая», строительстве поверхностных сооружений и обогати­ тельных фабрик.

Проходка ствола шахты «Леонард-Новая» глубиной 816 м (включая зумпф глубиной 12 л) позволила вскрыть рудные залежи на пяти новых горизонтах: 305, 518, 640, 701 и 762 м.

Подземные бункера и дробилки размещены на горизонтах 518, 640, и 701 м. Оборудование подземного бункера и дро­ билки на горизонте 518 м вызвано необходимостью первич­ ной обработки руды, перепускаемой с вышележащих горизон­ тов.

Ствол прямоугольного сечения 3,8 X 5,5 м закреплен бето­ ном. Толщина стенок крепи около 370 мм. Он оборудован ски­

пами емкостью 10 т и двухэтажной клетью на 60 человек.

Диаметр барабана скипового подъема 4,25 м. Привод скиповой

Шахта «Леонард-Новая» после реконструкции является од­ ной из крупнейших железорудных шахт США производительно­ стью 3 тыс. tn сырой руды в сутки.

Значительная крепость и устойчивость руды позволяют при­

менять на всех горизонтах систему разработки с магазинирова-

нием при длине камер (по падению) 64 м и ширине междука-

мерных целиков 9 м.

Руда в магазине отбивается мелкими шпурами потолко­ уступным забоем. Большинство подготовительных выработок располагается в пустых породах под рудной залежью.

Добытая руда дробится первоначально в подземной дробилке до 150 мм и, будучи выдана на поверхность, складируется. Со склада руда конвейером подается на обогатительную фабрику, где подвергается дальнейшему дроблению и магнитной сепара­ ции. Кусковатая руда (выход 67,5%) содержит 62% Fe, концен­ трат— 66% Fe.

§ 10. РУДНИК ВОБАНА (КАНАДА)

Месторождение железных руд, разрабатываемых рудником Бобана, залегает под дном Атлантического океана у восточного берега острова Нью-Фаундленд.

В настоящее время разрабатывается часть месторождения протяжением около 4,5 км вдоль берега и около 2,5 км по паде­ нию.

По приблизительным подсчетам (в связи с трудностью опре­ деления размеров рудного тела под дном моря) запасы желез­ ной руды оцениваются цифрой около 4 млрд. т.

Рис. 168. Схема горных работ и подъема руды на руднике Вобана:

1, 2 и 3 — соответственно верхние, средние и нижние рудные залежи

Рудные залежи разрабатываются, начиная с 60 м от бере­ говой линии. В 1955 г. самые глубокие очистные работы велись на расстоянии 3,5 км от берега на глубине 400 м ниже дна

и 500 м ниже уровня океана (участок наклонного слепого ствола Фосис).

Руда представлена гематитом, шамозитом и местами сидери­ том. Руда и вмещающие породы устойчивы. Месторождение сильно нарушено складками.

Имеют промышленное значение и разрабатываются только Три рудных тела: «Доминион», «Скотия» и «Аппер», мощность которых составляет от' 1,5 до 10 м. При этом 73% добычи дает залежь «Доминион».

Рудные тела залегают параллельно друг другу. Самое ниж­ нее из них «Доминион», затем выше него на 72 м залегает руд­ ное тело «Скотия», а еще выше на 18 м — «Аппер».

Руда содержит в себе (по данным отгрузки 1955 г.) 49,6%Fe, 12,98% БЮг, 0,88% Р и 0,04% S. Влажность 1,67%.

?76

Кусковатость руды: 42—45% с размерами кусков 75—37 мм;

44—43% —от 37 мм до 6 мм и 15—18% — менее 6 мм [4, 30]. Рудные залежи вскрыты тремя наклонными стволами, два

из которых № 4 и 6 пройдены по руде и один (ствол № 3) по пустым породам лежачего бока свиты (рис. 168). Первоначально подъем руды по наклонным стволам осуществлялся в 24-тон­ ных железнодорожных вагонах нормальной колеи при помощи мощных тягальных лебедок. Для этой цели в каждом стволе

было уложено по две нитки рельсового пути. Наклонные стволы

прямоугольного сечения имеют размеры около 6 м в ширину и 2,5—4,2 м в высоту.

Рис. 169. Схема подземного дробления и подъема руды на руднике Вобана:

1 — конвейер; 2 — подземная дробилка шахты № 6; 3 — подземные дробилки шахты № 3

Существовавшая ранее система подъема сдерживала даль­ нейший рост добычи. Поэтому в 1952—1953 гг. была предпри­ нята генеральная реконструкция рудника, выразившаяся в за­ мене всех трех наклонных подъемных установок одной централь­ ной при помощи системы из десяти наклонных, последовательно работающих ленточных конвейеров, размещенных в стволе № 3 (рис. 169).

При установке конвейеров в качестве основания была исполь­ зована одна колея рельсового пути работавшего ранее подъема.

Вторая колея использовалась, как и раньше, для обслужи­ вания вспомогательных операций по спуску-подъему людей, ма­ териалов, оборудования и т. д. Ширина ленты конвейера 1000 мм. Скорость движения ленты 3 м/сек. Производительность подъема 1160 m/час. Общая длина ленты конвейерного подъема (10 установок) составляет 3579 м. Угол наклона конвейеров от 12 до 14°. Общая высота подъема около 535 м. Длина отдельных пролетов от 200 до 400 м. Привод конвейеров имеет мощность 30 л. с.

Руда, поступающая из очистных блоков в 4—5-тонных ваго­ нетках, разгружается при помощи кругового опрокида и по­ дается по ленточному питателю на грохоты, где сортируется.

Мелкая руда поступает непосредственно в промежуточный бун­

277

кер.

Из промежуточного бункера дробленая руда по наклонной галерее, оборудованной конвейером шириной 900 мм, подается в главный подземный бункер емкостью 1100 т, откуда она при помощи небольшого питателя грузится на ленту главного кон­ вейера ствола № 3. Руда, поступающая из пластов Скотия

Рис. 170. Погрузка руды погрузочными машинами с загребаю­ щими лапами в вагонетки на руднике Вобана

и Аппер, проходит такую же первичную обработку и с подзем­ ного бункера ствола № 6 по рудоспуску передается также на

главный конвейер ствола № 3.

Введение конвейерного подъема значительно расширила подъемные возможности рудника, упростило подъем и снизило

дю 8 At и высотой на полную мощность залежи. Ширина целиков; 12 м и длина 22 м.

278