книги из ГПНТБ / Камерная система разработки в горнорудной промышленности С. Г. Борисенко, Ф. А. Копица.1960 - 27 Мб

Медный рудник Коппер Каньон (США)

Рудник. находится в штате Невада. Рудное тело залегает между несогласно залегающим слоем кварцитового конгломе­ рата и крупнозернистым песчаником. Зона минерализации распространяется в конгломерат на ширину 1,5—24 м в зави­ симости от системы нарушений и трещин. Первичными рудны­ ми минералами являются: пирит, халькопирит, пирротин, мар­ казит, галенит, сфалерит. Первые три минерала содержат зо­ лото. Угол падения месторождения 70°.

Разрез по РА

Рис. 161. Система разработки открытыми камерами, применяемая на медном руднике Коппер Каньон в США

Мощность месторождения изменяется от 1,5 до 24 м, поэто-. му для разработки рудного тела применяется несколько систем разработок. Верхняя часть рудного тела отработана системой Глори Хол. Маломощные и средней мощности участки место­ рождения отрабатывают системой с магазинированием руды, а более мощные участки — системой открытых камер (рис. 161).

Раньше систему открытых камер применяли с горизонтом грохочения. В настоящее время руду выпускают непосредствен­

но на почву выработок откаточного горизонта с последующей погрузкой ее в вагонетки машинами типа Эймко.

Конструкция системы при данном варианте следующая. На откаточном горизонте проводят два штрека. Из одного из них проходят блоковый восстающий (длина блока 30 м, высота этажа 30 м), из которого, в свою очередь, проводят подэтажные

штреки на расстоянии 6—7,5 м друг от друга. В обе стороны от откаточных штреков в шахматном порядке проходят корот­ кие орты, служащие для размещения погрузочных машин. Из

конца ортов проходят дучки. Подсечку блока производят по­

средством расширения верхней части дучек в воронки. Далее

244

производят отрезку блока от массива руды. Отрезную щель шириной 4,5 м образуют системой с магазинированием руды. Доступ в магазин (отрезную щель) осуществляется через под­ этажные штреки.

Шпуры для отбойки руды бурят телескопными перфорато­ рами из открытых заходок. Отбойка руды на верхних подэта­ жах опережает отбойку руды на нижних вследствие недоста­

точной устойчивости руды.

При отбойке руды значительное количество ее остается на

уступах, но так как отбойка руды ведется вертикальными шпу­ рами, пробуренными телескопными перфораторами, нет необ­ ходимости очищать уступы от руды. Для увеличения устойчи­ вости камеры потолочине придают сводчатую форму.

уменьшили до 1,5x2,1 м, отчего скорость проходки штреков увеличилась. В настоящее время подэтажные штреки проводят

снаклоном в 5—10°, так как это упрощает дренаж выработок

иулучшает условия доставки руды скреперами.

Отрезку блока производят посредством расширения отрез­ ного восстающего в отрезную щель при почвоуступном построе­ нии забоя. Последнему стали придавать полукруглую форму.

При этом увеличилась устойчивость уступов и улучшилось обозрение их.

На откаточном горизонте проводят один штрек по центру месторождения, а не два, как было ранее. Из него до контактов

месторождения проводят орты длиной 6—7,5 м. В конце их проходят дучки до горизонта подсечки.

Вместо стрелок на пересечении откаточного штрёка с орта­ ми устанавливают поворотные платформы. При этом состав при погрузке находится на штреке. Раньше же погрузку про­ изводили в вагонетки, подаваемые в погрузочные орты. Маши­

Себестоимость добычи руды при безлюковой погрузке де­ шевле на 17,5%, чем при люковой. Кроме того, второму вариан­ ту присущи следующие достоинства:

1) меньше расход рабочей силы; 2) ниже стоимость прове­ дения дучек; 3) нет задержек в добыче руды при проведении

245

погрузочных ортов и дучек; 4) меньше стоимость ремонтов (при люковой погрузке это основная статья расходов); 5) значитель­ но меньше высота днища камеры, что особенно важно при маленькой высоте этажа; 6) лучше проветривание; 7) меньше

расход ВВ при вторичном дроблении благодаря удобству ра­ боты в ортах; 8) выше безопасность работ, так как отсутствуют несчастные случаи при работе на грохотах и погрузке руды через люки.

При старом методе с целью разведки месторождения отка­ точный штрек проводили вдоль лежачего или висячего бока. При этом обычно штрек получался извилистым и неудобным для откатки. Если потом выяснялось, что мощность месторож­ дения большая, приходилось проходить второй откаточный штрек. При новом методе откаточный штрек проводят прямо по середине месторождения. Разведка контактов месторожде­ ния осуществляется погрузочными ортами.

Медный рудник Юнайтед Верде (США)

Рудник Юнайтед Верде расположен в штате Аризона. Прак­

тика этого рудника показательна в отношении применения си­

стемы открытых камер в исключительно сложных условиях:

глубина разработки 1200 м, слабые породы лежачего бока,

сложная конфигурация рудных тел.

Рудные тела представляют массивные сульфиды типа заме­

щения метаморфических сланцев. Основной рудный минерал — халькопирит. Рудная порода представлена главным образом

пиритом, кварцем и хлоритом. Руда очень твердая, мелкозер­ нистая, абразивная.

У лежачего бока руда постепенно переходит в пустые, легко обрушающиеся сланцы боковых пород. В висячем боку место­ рождения залегает толща кварцев и яшм с налегающим на них-

диоритовым массивом. Контакты руды с вмещающими поро­ дами неправильные, с ответвлениями и апофизами. Основное рудное тело представляет шток эллиптической формы с углом падения 45° и поперечным сечением 300X100 м. Другие рудные столбы имеют в плане размеры от 5X20 до 20X100 м и более.

В начале разработки месторождения свыше 85% руды до­ бывали системами с закладкой (горизонтальными слоями с за­

кладкой и костровой крепью и наклонными слоями). Осталь­ ную руду извлекали системами с магазинированием руды. Высота этажа равнялась 46 м. При разработке залежей гори­ зонтальными слоями с закладкой и костровой крепью длина

блоков составляла 18—60 м.

Увеличение стоимости разработки с глубиной привело к не­ обходимости перейти к более эффективным и экономически вы­ годным системам разработки. Учитывая богатый опыт некото­ рых канадских рудников, применили систему разработки от­ крытыми камерами с отбойкой руды из открытых заходок.

216

В настоящее время применяют систему разработки откры­ тыми камерами с отбойкой руды веерами скважин, пробурен­ ных станками алмазного бурения (рис. 162).

Скважины в веере через одну заряжают рассредоточенными зарядами. Концы скважин, ошибочно пробуренные в пустые породы, заполняют деревянными пробками.

Практика работы рудника показывает, что несмотря на сложные условия данной системой при тщательном планиро­ вании работ и внимательном отношении ко всем мелочам мож­ но эффективно разрабатывать такие месторождения.

Практика рудника Юнайтед Верде интересна, прежде всего,

потому, что на этом руднике применяют систему открытых ка­ мер на горизонте 1’21'0 м, т. е. на весьма значительной глубине.

Как правило, на зарубежных рудниках при достижении глу­ бины работ порядка 500—700 м от системы открытых камер

отказывались, так как в результате увеличения горного давле­ ния возникали взрывы пород. Работа становилась опасной, поэтому приходилось переходить на системы разработки с за­ кладкой.

Применить систему открытых камер на глубине 1200 м на руднике Юнайтед Верде удалось, прежде всего, по той причи­ не, что разрабатываемые рудные тела сравнительно небольших

размеров и обособлены друг от друга. Кроме того, на руднике придерживались определенного порядка работ, а именно: прой­ дя отрезную щель в пределах первого подэтажа, начинали

247

выемку руды на этом подэтаже. Затем создавали отрезную щель на втором подэтаже и т. д.

Подобный порядок работ принят на рудниках, разрабаты­ вающих месторождения на большой глубине системами с за­

кладкой.

Д. Сполдинг в книге «Разработка месторождений на боль­ шой глубине» рекомендует разрабатывать месторождения в этих условиях системами с закладкой горизонтальными слоями в на­ правлении снизу вверх, причем подчеркивает, что перед отра­ боткой блока необходимо на всю высоту и ширину его пройти узкую щель (шириной 1,5—2 м). Это уменьшает напряженное состояние пород в районе блока и в значительной степени снижает возможность взрывов пород.

На руднике Юнайтед Верде придерживаются принципа раз­ работки, предложенного Д. Сполдингом.

Успешному применению системы открытых камер на боль­ шой глубине, очевидно, способствовало также то, что руда и породы висячего бока были крепкими. Сравнительно слабые

сланцы находились только в лежачем боку.

Разработка месторождения начата в прошлом столетии, при­

чем на верхних горизонтах было оставлено большое число це­

ликов. В течение длительного времени эти целики не отраба­ тывали, и к 1937 г. в них оказалось более 70% запасов руды.

Для выемки целиков была принята система Митчеля со следующими параметрами: ширина щелей 1,8 м, ширина цели­ ков между щелями 3,6 или 5,4 м. Длина блоков не превышала

18 м, высота 16 м. Щели закрепляли станками размером 1,8Х X 1,8X2,4 м (высота 2,4 л), сделанными из брусьев сечением

250x250 мм.

Очистное пространство между щелями по мере отбойки руды закрепляли горизонтальными распорками длиной 3,6 Или- 5,4 м. которые устанавливали в замки станкового крепления щелей.

Выемка междукамерных целиков. Ширина междукамерных

При выемке целиков выяснилось, что границы их имеют не­ правильную конфигурацию, засняты неточно и боковая обшивка в камерах отсутствует. В результате этого потребовалось прой­ ти новые подготовительные выработки: восстающие и из них подэтажные орты по центру целиков вдоль их длинной'стороны.

Из подэтажных ортов перпендикулярно к ним отрабатывали щели. Расстояние между щелями 5,4 или 7,2 м, высота их равна высоте подэтажа. Отработку целика вели в направлении от

его середины к висячему и лежачему бокам.

Для доставки закладки проходили под настилом вышеле­ жащего (отработанного и заложенного) этажа вдоль длинной

248

Рис. 163. Выемка междукамерных целиков на мед­

219

стороны целика закладочный орт, который поддерживали в те­ чение всего времени отработки целика. Для спуска закладки на нижние подэтажи отшивали в каждой щели один вертикаль­ ный ряд квадратных окладов.

Погашение подэтажей производили последовательно, причем к выемке нйжнего подэтажа приступали только после полной отработки и закладки верхнего.

Рис. 164. Выемка междуэтажных целиков на мед чом руднике Юнайтед Верде в США:

1—3 — порядок выемки блоков

Выемка междуэтажных целиков. Толщина междуэтажных

целиков равна 13—14 м, длина 45 м (при расположении камер по простиранию).

Для выемки междуэтажных целиков (рис. 164) проходили специальные восстающие в междукамерных целиках, так как рудоспуски камер пришли в негодность. Эти восстающие сое­ диняли между собой штреком, расположенным под междуэтаж­ ным целиком и закрепленным квадратными окладами.

Щели проходили перпендикулярно к штреку, блоки между

250

щелями вынимали в направлении от середины целика к вос­ стающим.

В каждом целике работала комплексная бригада из двух-

пяти человек, выполняющая все забойные операции, т. е. буре­

ние, уборку руды и крепление.

Производительность труда и расход материалов на руднике Юнайтед Верде приведены в табл. 39.

Таблица 39

Медный рудник, Холден (США)

Рудник Холден находится в штате Вашингтон. Рудное тело приурочено к зоне метаморфических пород, главным образом, кварцитов. Рудные минералы представлены халькопиритом,

пирротином, сфалеритом и частично галенитом.

Мощность рудного тела колеблется от 9 до 18 м, длина по простиранию 600 ж, угол падения 65—70°. Руда и вмещающие породы крепкие и устойчивые.

На руднике добывают медь, золото и попутно небольшое количество цинка.

До конца 1942 г. применяли систему с отбойкой руды мин­ ными зарядами и выпуском ее. через камеры грохочения. Ко­

личество одновременно взрываемого ВВ колебалось от 570 до

11 200 кг. При взрыве 11 200 кг ВВ было отбито 46000 т руды,

т. е. расход ВВ составил 250 г/т.

В последующие годы с целью уменьшения объема нарезных работ камеры грохочения были заменены горизонтом скрепе­

рования, отбойку руды стали производить скважинами. Для

увеличения производительности подъема на каждом горизонте были установлены подземные дробилки.

Для выявления наиболее эффективного метода отбойки ру­ ды на руднике были проведены экспериментальные работы. В одном из блоков горизонта 330 м, расположенном по прости­

ранию месторождения, применили отбойку руды горизонталь­ ными параллельными скважинами. Вторичное дробление руды производили в камерах грохочения.

Для отбойки руды в центре блока вдоль лежачего бока про­ шли восстающий. Из него провели орты для бурения парал-

251

дельных скважин. По мере отбойки слоев руды орты и нижняя

часть восстающего обрушались. Расход ВВ составил 172 г/т. На горизонте 420 м в одном из блоков применили отбойку

руды горизонтальными веерами скважинами. Для бурения скважин во всех четырех углах камеры были пройдены вос­

Гор~535п

Гор. -585м

Гдр-бМм

Рис. 165. Расположение скважин при отбойке руды иа медном руднике Холден в США

стающие, оборудованные Подвесными платформами. Платфор­ мы поднимали с помощью лебедок. В описываемом блоке было

252

скважинами из подэтажных штреков, пройденных посередине месторождения.

На горизонте 535 м был применен способ отбойки руды веерами скважин, пробуренными из подэтажных штреков, прой­ денных в шахматном порядке у лежачего и висячего боков ме­ сторождения (рис. 165).

На горизонте 640 м подэтажные штреки стали проходить на одном уровне. При этом варианте, признанном наиболее целе­ сообразным, подготовку блока производили следующим обра­ зом. Для создания рудоспусков достаточной емкости штрек

Х2,1 м. Скреперный и подсечной штреки соединяли через каж­ дые 9 м дучками, пройденными под углом 45°.

Высота подэтажа была принята равной 21 м. Подсечку бло­ ка производили веерами скважин, начиная от разрезной щели.

Выход руды с 1 пог. м скважин при подсечке составлял 5,9 т, при отбойке руды на подэтажах — 13,2 т.

При указанном методе отбойки руды производительность

рудника Холден не уменьшилась, несмотря на сокращение чис­

ла подземных рабочих с 260 до 45 человек.

Средняя производительность труда одного рабочего по руд­ нику после перехода от отбойки руды минными зарядами к от­ бойке ее скважинами возросла с 4,5 до 7,8 т в смену.

В табл. 40 приведены результаты производственных испыта­ ний различных способов отбойки руды скважинами на руднике Холден.

Таблица 40

Результаты производственных испытаний различных способов отбойки руды на руднике Холден