ГУЦМиЗ, Кафедра ПРМ

Профессор Иванцов В.М.

Февраль, 2006 г.

АЛЬБОМ СИСТЕМ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКИ

РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

С КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ

А. Системы РМПИ с сохранением статически равновесного состояния окружающего массива

- Системы с естественным поддержанием статического равновесия массива

- Системы с магазинированием руды в очистном пространстве

- Системы разработки с поддержанием очистного пространства горной крепью

- Системы с поддержанием очистного пространства искусственными массивами

Б. Системы РМПИ с обрушением окружающего массива

- Системы разработки слоевого обрушения вмещающих пород

- Системы разработки принудительного подэтажного обрушения руды и пород

- Системы разработки принудительного этажного обрушения руды и пород

В. Комбинированные системы разработки

Предисловие. Альбом систем предназначен в качестве пособия при самостоятельной работе по лекционному курсу и при работе над курсовым проектом. Приведенные варианты систем разработки могут служить базовыми для инноваций и для дальнейшего совершенствования.

А. СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ

С СОХРАНЕНИЕМ СТАТИЧЕСКИ РАВНОВЕСНОГО СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕГО МАССИВА

КЛАСС 1. Системы разработки с естественным поддержанием

статического равновесия массива

По классификации М.И. Агошкова этот класс систем получил название «Класс систем с открытым очистным пространством». Наша труппировка систем внутри класса представлена в табл.1.

Таблица 1.

Группировка систем разработки с открытым очистным пространством
1. Системы с формированием рабочего очистного пространства						2. Системы без формирования рабочего очистного пространства
без разделения рудного тела на слои						камерно-целиковые
А Сплошные Со сплошной очистной выемкой и слоевым типом рабочего очистного забоя			Б. Камерно-столбовые с камерным типом рабочего очистного забоя и регулярными целиками			А. Подэтажные с подэтажным порядком доставки руды			Б. Этажные с этажным порядком доставки руды
а. без отграничения выемочной единицы	б. с отграничением выемочной единицы		а. без разделения функций целиков с междукамерными целиками столбчатого или ленточного вида	б. с разделением функций целиков с панельными целиками (междублоковыми) и междукамерными целиками столбчатого или ленточного вида		а. – с отбойкой из горизонтальных выработок (штреков, ортов)		б. – с отбойкой из наклонных выработок и восстающих	а. – с отбойкой из горизонтальных выработок (штреков, ортов)		б. – с отбойкой из, наклонных выработок и восстающих
*Со сплошной или блоковой подготовкой			*Со шпуровой отбойкой и механизированной доставкой			*С предполагаемой или без предполагаемой отработкой целиков
Угол залегания рудных тел		Крутопадающие			1Ааб		2Ааб; 2Баб			2Ааб; 2Баб
		Наклонные			1Ааб; 1Баб		1Баб; 2Ааб; 2Баб			2Ааб; 2Баб;
		Пологие			1Ааб; 1Баб		1Баб; 2Аб; 2Бб			2Баб
					Тонкие и малой мощности (<3м)		Средней мощности (3…20м)			Мощные (>20м)
					Нормальная мощность рудных тел

Рис 1. Система 1Аа

Рис. 1. Система со сплошной очистной выемкой и слоевым типом рабочего очистного пространства, без отграничения выемочной единицы. Подготовка рудная, штрековая с минимальным опережением откаточного штрека относительно положения очистного забоя.

Отбойка – шпуровая, доставка руды – скреперная с погрузкой через полок. Очистное пространство – открытое, поддерживается не равномерно расположенными целиками.

Область применения – пологопадающие рудные тела мощностью до3м. Руда весьма устойчивая, малоценная.

Достоинства: сравнительно высокая производительность труда, простота конструктивного исполнения. Недостатки: существенные потери руды, неопределенность в управлении горным давлением. Совершенствование - на базе внедрения достижений НТП на процессах очистной выемки, особенно за счет внедрения самоходного оборудования, применения искусственных опор.

Рис. 2. Система 1Бб

Рис. 2. Камерно-столбовая система разработки с камерным типом очистного пространства, с регулярными междукамерными целиками-столбами круглой формы и ленточными панельными целиками. Таким образом, имеет место разделение функций целиков. Подготовка – панельная. Размеры панели в плане 150Х200 – 400м. Отбойка – шпуровая. Погрузка и доставка машинная. Очистное пространство – открытое, поддерживается целиками.

Область применения: полгопадающие рудные тела средней мощностью, чаще до 10м. Руда весьма устойчивая, малоценная. Достоинства: высокая производительность труда, малые прямые затраты на очистную выемку, простота конструктивного исполнения.

Недостатки – большие потери руды, (до 30%).

Совершенствование - на базе внедрения достижений НТП на процессах очистной выемки, особенно за счет внедрения самоходного оборудования, применения искусственных опор.

Рис. 3. Система 2Аа

Рис. 3. Камерно-целиковая система без формирования рабочего очистного пространства с подэтажным порядком доставки. Подготовка блоковая с откаточными штреками. Отбойка шпуровая или скважинная. Доставка скреперная. Очистное пространство открытое при наличие безрудных целиков. Условия применения: крутопадающие рудные тема малой или средней мощности с устойчивыми рудами. Оруденение неравномерное с наличием включений пустых пород. Достоинства: возможность снижать разубоживание руды, хорошие условия для доразведки. Недостатки: трудоемкость процессов отбойки и доставки руды. Возможны потери в целиках. Направления совершенствования - внедрение самоходного оборудования. Применение искусственных целиков из твердеющей закладки, конструктивные изменения.

Рис. 4. Система 2Бб

Рис. 4. . Камерно-целиковая система разработки, без формирования рабочего очистного пространства, с отбойкой руды из вертикальных (восстающих) выработок. Подготовка - блоковая, рудная, штрековая. Очистное пространство открытое, поддерживается междублоковыми целиками. Отбойка послойная, многорядная, комплектами параллельных горизонтальных одинарных скважин. Доставка по очистному пространству самотечная, с люковой погрузкой в вагон на откаточном штреке.

Достоинства: Сильные решения по оформлению отбойки руды. Хорошие условия для доразведки. Недостатки: применение переносного бурового оборудования при наличии подэтажных горизонтов. Возможны большие потери руды и разубоживание рудной массы (до 30%) при сложной морфологии рудного тела. Совершенствование в направлении изыскания эффективной технологии отработки целиков и снижение разубоживания

Рис. 5. Система 2Ба

Рис.5. Камерно-целиковая система разработки, без формирования рабочего очистного пространства, с отбойкой руды из горизонтальных буровых выработок. В данном случае – из подэтажных буровых штреков. Подготовка блоковая. Очистное пространство открытое, поддерживается междублоковыми целиками. Отбойка этажная, многорядная, веерами одинарных восходящих скважин. Доставка этажная, самоходным оборудованием.

Достоинства: Сильные решения по оформлению траншейного днища с совмещением горизонтов подсечки, выпуска, доставки и откатки. Хорошие условия для доразведки. Недостатки: применение переносного бурового оборудования при наличии подэтажных горизонтов. Возможны большие потери руды (до 30%) при отработке междублоковых и междуэтажных целиков. Совершенствование в направлении изыскания эффективной технологии отработки целиков.

Рис. 6. Система 2Аб

Рис.5. Камерно-целиковая система разработки с открытым очистным пространством, без создания рабочего очистного пространства. Отбойка однорядная, веерами скважинных зарядов. Взрыводоставка руды по очистному пространству с машинной доставкой по подэтажным штрекам до блоковых рудоспусков. Область применения: наклонные рудные тела средней мощности с устойчивыми породами. Руда малоценная. Достоинства: Дешевая доставка руды по очистному пространству при наклонном залегании рудного тела. Недостатки: большие потери руды (до 30%). Трудности бурения скважин, возможны потери руды на почве очистного пространства. Пути совершенствования: внедрение современного бурового оборудования, поиск средств зачистки почвы очистного пространства. Изыскание решений по снижению потерь в целиках

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ И КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ

Анализируя горно-геологические условия и используя структурные описания комплексов подготовки выемочной единицы, комплексов отбойки руды и ее доставки, дать краткую характеристику конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.

Рис .7.

Рис. 8

Рис. 9.

Рис. 10.

КЛАСС 2. Системы разработки с магазинированием руды в очистном пространстве

По классификации М. И. Агошкова системы с магазинированием отнесены в отдельный класс. Наша группировка систем внутри данного класса приведена в табл. 2.

Таблица 2.

Группировка систем разработки с магазинированием руды
1. Системы с формированием рабочего очистного пространства					2. Системы без формирования рабочего очистного пространства
без разделения рудного тела на слои					камерно-целиковые
А Сплошные со сплошной очистной выемкой			Б. Блоковые со сплошной очистной выемкой		А. Подэтажные с подэтажным порядком доставки руды		Б. Этажные с этажным порядком доставки руды
без отграничения выемочной единицы и с совмещенной во времени подготовкой			с предварительным отграничением выемочной единицы и блоковой подготовкой		– с отбойкой из горизонтальных, наклонных выработок или восстающих; - с предполагаемой или без предполагаемой отработки целиков.
Угол залегания рудных тел		Крутопадающие		1АБ		2АБ		2АБ
		Наклонные		1АБ		2АБ		2АБ
		Пологие		1АБ		2АБ		2АБ
	Благоприятные условия применения			Тонкие и малой мощности (<3 м)		Средней мощности (3…20 м)		Мощные (>20 м)
	Не благоприятные условия применения			Нормальная мощность рудных тел

Рис. 11. Система 1 Б

Рис. 11. Система разработки без разделения рудного тела на слой, с формированием рабочего очистного пространства. Подготовка блоковая. Магазинированная руда исполняет роль рабочей площадки. Функцию поддержания очистного пространства магазинированная руда выполняет в период отбойки руды и частичного выпуска с целью компенсации разрыхления. После полного (основного) выпуска очистное пространство переводится в выработанное пространство, оставаясь открытым или обрушаясь. Отбойка шпуровая, выпуск руды с люковой погрузкой.

Область применения: - крутопадающие маломощные рудные тела. Руды и породы устойчивые. Ценность руд – малая или средней ценности. Достоинство – высокая производительность труда. Недостаток – возможны потери в междублоковых и междуэтажных целиках. Пути совершенствования – внедрение современного оборудования, применение искусственных целиков из твердеющей закладки.

Рис. 12. Система1А

Рис. 12. Система со сплошным магази-нированием руды без предварительного отграничивания выемочной единицы при штрековой подготовке. Отбойка шпуровая, выпуск – люковой. Условия применения - крутопадающие маломощные рудные тела с устойчивой рудой средней ценности. Достоинство – быстрый ввод рудных тел в эксплуатацию. Недостаток – трудности бурения с откоса руды.

Рис13 и рис. 14. Система разработки с магазинированием руды со скважинной отбойкой комплектами параллельных и веерных скважин. Скважины бурятся из подэтажных выработок (ортов) и из восстающих с использованием подвесного бурового полка. Система применяется в мощных и средней мощности рудных телах с рудой средней устойчивости. Ценность руды средняя. Достоинство – возможность при малых потерях отрабатывать мощные рудные тела с пониженной устойчивостью. Недостаток - существенные потери руды в целиковых запасах, которые надлежит отрабатывать во вторую очередь. Пути решения проблем – применение систем с закладкой или с принудительным обрушением руды и пород.

Рис13. Система 2Б Рис.14. Система 2Б

Задания для самостоятельной работы и контроля знаний

ЗАДАНИЕ 1.

Провести анализ конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки с магазинированием руды. Указать отличительные особенности, имея ввиду, что используются деревянное распорное крепление, штанговое крепление висячего бока рудного тела, разделение выемочной единицы на три полублока, а также отказ от междублоковых целиков. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.

Рис. 15.

Рис. 16.

Рис. 17.

Рис. 18.

ЗАДАНИЕ 2. Анализируя горно-геологические условия и используя структурные описания комплексов подготовки выемочной единицы, комплексов отбойки руды и ее доставки, дать краткую характеристику конструктивно-технологического исполнения приведенных на рисунках систем разработки. Оценить достоинства и недостатки приведенных вариантов систем разработки, определить область их применения и наметить пути совершенствования. Работу сопровождать исполнением эскизов.

Рис.19.

Рис. 20.

Рис. 21

Класс 3. Системы разработки с креплением очистного пространства

Горная крепь относится к горным конструкциям, устанавливаемой в выработке для ее поддержания. Группировка систем разработки с поддержанием очистного пространства горной крепью приведена в табл.3.

Таблица 3.

Группировка систем разработки с креплением очистного пространства
1. Системы с креплением и выемкой на полную мощность рудного тела без разделения на слои и с созданием рабочего очистного пространства слоевого типа					2. Системы с креплением и выемкой на полную мощность рудного тела с разделением на слои и в виде прирезок
А. С применением усиленной распорной шорной, станковой крепи			Б.. С применением подхватной или костровой крепи		А. С рабочим очистным пространством камерного типа в виде коротких и длинных блоков		Б. С рабочим очистным пространством в виде вертикальных прирезок
а) со сплошной или б) с уступной формой забоя, при сплошной или блоковой подготовке выемочного участка
Угол залегания рудных тел		Крутопадающие		1А		2А; 2Б		2А; 2Б
		Наклонные		1А; 1Б		2А; 2Б		2А; 2Б
		Пологие		1Б		2А; 2Б		2А; 2Б
	Благоприятные условия применения			Тонкие и малой мощности (<3 м)		Средней мощности (3…20 м)		Мощные (>20 м)
	Не благоприятные условия применения			Нормальная мощность рудных тел

Рис.