Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

 

2.4 Очистные работы

 

Применяемая система разработки «Горизонтальные слои с твердеющей закладкой», вариант обработки – «сверху – вниз».

Очистные работы в блоке начинаются после проведения, предусмотренных  проектом подготовительных работ по блоку и нарезных работ по пластам, обеспечивающих наличие: не менее двух запасных выходов на вентиляционный и откаточный горизонты; закладочных работ; транспортной схемы откатки, а также сдачи блока в эксплуатацию.

До начала ведения очистных работ  на слое должна быть оборудована камера ремонта оборудования и внутрисменного отдыха людей.

Очистные работы в слоях ведутся по следующим технологическим схемам: «одиночная заходка», «заходка – целик» согласно стандарту СТП О106–120–2000.

Для неустойчивых руд и вмещающих пород.

1. В первую очередь с разрезного орта проходятся спаренные первичные заходки с оставлением рудного целика между ними (3–4 м).

2. Спаренные первичные заходки закладываются твердеющей закладкой.

3. Отрабатывается вторичная заходка. отработанное пространство, перекрывается глухой перемычкой без закладки, которая устанавливается на устье вторичной заходки.

 

Рис. 5. Технология выемки пластов для неустойчивых руд и вмещающих пород: 1, 3 – закладка, 2-крепление заходки

 

При отработки пластов мощностью более 3-х, погашается как первичная так вторичная заходка.

Смежные (вторичные) заходки отрабатываются при прочности твердеющей закладки в первичных заходках 0,5 МПа. Очистные работы под искусственной кровлей разрешается начинать при прочности закладочного массива более 1,5 МПа. Если прочность закладочного массива менее 1,5 МПа, то очистная выемка под ним ведётся по специальному проекту, утверждённому главным инженером рудника.

Параметры очистных заходок:

– высота очистных заходок слоя – 2,5–3 м (в зависимости от мощности пласта);

– ширина очистных заходок слоя – 3,0 м;

угол наклона заходок - 3⁰

Технологические процессы очистных работ  включают в себя:

– бурения шпуров

– заряжание и взрывание шпуровых зарядов (в конце рабочей смены);

– проведения рабочих забоев;

– уборка отбитой горной массы с последующей её доставкой до рудоспуска;

– крепление очистного пространства.

Отбойка горнорудной массы ведётся  шпуровыми зарядами ВВ в соответствии с паспортом БВР. Способ взрывания зарядов – электрический с применением системы СИНВ-Ш.

Площадь допустимого обнажения  при ведении очистных работ на каждом слое в блоке определяется в зависимости от коэффициента запаса устойчивости.

Перед началом очистных работ в блоке (слое) составляются паспорта крепления и управления кровлей, паспорта БВР и вентиляции. Искусственная кровля очистного массива должна быть закреплена с применением опорного (рамы НДО), предохранительного (сигнальные стойки и подвесная крепь) крепления.

При вскрытии недозаливов в первичных заходках, необходимо непогашенное пространство закрепить костровой крепью со стороны вторичных заходок согласно паспорту крепления, утверждённому главным инженером.

Проектная производительность каждого  слоя по руде при полном развитии очистных работ в пределах границ блока составляет 5000 т/мес.

 

2.5 Расчет поперечного сечения

 

Размеры сечения очистной заходки определяются графическим способом исходя из размеров и габаритов, применяемого оборудования, с учётом зазоров, регламентированных «Едиными правилами безопасности при разработке – месторождений подземным способом». Для данных условий применяем машину TORO -151D

L – ширина машины 1480 мм.

H – высота машины 1740 мм.

Исходя из этих размеров рассчитываем ширины и высоту выработки. Данная выработка не предназначена для одновременного прохода людей и работы машины.

По Е.П.Б. ширина тех. зазора 500 мм с обеих сторон.

В_СВ – ширина выработки.

L – ширина машины.

h – тех. зазор.

В_СВ = L +2h = 1480+2 х 500 = 2480 мм, округлим и примем ширину выработки в свету 2500 мм.

Сечение выработки в свету.

Площадь выработки в свету:

S_CB = B_CB (H + 0.26B)

B_CB – основание выработки (мм)

Н – Высота машины (мм)

S_CB = 2,5 х (1,74 + 0,26 х 2,5)=5,9 м^2, принимаем 6 м ².

Площадь выработки вчерне:

 

S_Ч =S_CB x К_ШИР

 

К_ШИР – коэффициент неровности 1,05–1,07

S_Ч =6 х 1,06 = 6,36 м²

Принимаем высота очистных заходок  слоя – 2,5–3 м (в зависимости от мощности пласта); ширина очистных заходок слоя – 3,0 м;

 

2.6 Расчёт горного давления и прочных элементов крепи

 

По гипотезе профессора Протодьяконова в породах над горизонтальной выработкой образуется свод естественного равновесия в форме параболы, которая воспринимает давление вышележащих пород. Высота свода определяется по формуле:

 

b = a/f

 

где a – половина ширины выработки в проходки, 1,5 м

f – Коэффициент крепости пород. 8

b = 1,5/8=0,18 м.

Величина вертикального  горного давления равна массе  породы заключённой в своде и определяется по формуле:

 

 

Y _K – плотность пород кровли 2.4 т/м³.

 

 

Вертикальная составляющая выработки определяется по формуле:

 

 

 

H – глубина заложения выработки.

Q_Z =2,4 х 250 = 600 Н

Горную выработку проходим с  креплением рамами НДО.

 

2.7 Расчёт буровзрывных  работ

 

2.7.1 Выбор оборудования

Применяемое технологическое оборудование:

– бурение: буровая каретка Minibur 1F/E, бурении шпуров установкой ЛКР-1У с переносными перфораторами ПП-54.;

– погрузка горной массы: погрузочно-доставочная машина типа TORO-151D;

– крепление очистного пространства: немеханизированный способ установки крепи.

Minibur1F является компактной, универсальной, электро – гидравлической установкой с одной стрелой, используемой для проходки горных выработок, бурения анкерных шпуров и проведения очистных работ при разработки маломощных жил.

Уникальная много целевая стрела имеет большую зону действия оптимальной  формы. Двойной вращатель позволяет вертикальное позиционирование с обеих сторон, и позволяет осуществлять бурение в непосредственной близости как к кровле и почве горной выработки, так правого и левого бортов выработки.

Компоновка буровой установки  такова, что обеспечивает хорошую  видимость и баланс. Мощное шарнирно-сочлененное полноприводное шасси обеспечивает быстрое и безопасное маневрирование в выработках небольшого сечения.

Высокопроизводительная и надёжная буровая система позволяет добиться высокой скорости бурения при значительной экономии бурового инструмента.

Эргономичность рабочего места  оператора и дополнительные автоматические функции, позволяют оператору полностью сконцентрироваться на безопасном, быстром и точном процессе бурения. Все точки обслуживания установки хорошо защищены, и при этом легко доступны.

 

Техническая характеристика Minibur 1F/E.

– Установка 1 х Minibur

– Перфоратор 1 x HL300

– Стрела 1 x B 14 NV (телескоп 800 мм)

– Податчик 1 х NVTF телескопический

– Длина 8470 мм

– Ширина 1200 мм

– Высота казырёк вниз 1850 мм

казырёк вверх 2750 мм

– Радиус поворота 5100 / 3400 мм

– Скорость перемещения 3 км/ч

– Максимальный угол преодолеваемого уклона 30⁰

– Уровень шума < 98dB (A)

– Вес 8000 кг.

Бурение шпуров, в очистных заходках, также производится установками ЛКР-1У с переносными перфораторами ПП-54.

 

2.7.2 Расчёт взрывных  работ

Размеры очистных заходок определяем по техническим возможностям оборудования и оптимальным технико-экономическим показателям проведения заходок: ширина заходки – В₃ = 3000 мм; высота заходки – Н₃ = 3000 мм; площадь поперечного сечения – S_п = 9м². Отбойка горнорудной массы ведётся шпуровыми зарядами ВВ, принимаем патронированное ВВ – аммонал;

– плотность с = 1100 кг/м³,

– скорость детонации – 4,2 км/сек.

– работоспособность-400–430 см³

– диаметр патронов-32 мм

– масса патрона – 200г

Способ взрывания зарядов – электрический с применением системы СИНВ-Ш. Средняя глубина шпуров – l_шп = 3 м.

Расчет показателей БВР  производим для очистной заходки  проводимой в целике. Удельный расход применяемого ВВ рассчитывается исходя из удельного расхода эталонного ВВ (аммонита №6ЖВ). При f=8, расход эталонного ВВ составляет 0,8 кг/м³.

Удельный расход ВВ.

 

 кг/м³

 

где q₀ – удельный расход эталонного ВВ, – 0,8 кг/м³;

R_сп – коэффициент структуры пород 1,1;

 – коэффициент зажима пород;

e – коэффициент относительной работоспособности. 0,9

Необходимое количество ВВ на забой

 

 кг,

 

где – коэффициент использования шпура. 0,9

Средняя масса шпурового заряда

 

 кг, примем 1,4 кг

 

где d_n – диаметра патрона ВВ, м – 32 мм;

R_зш – коэффициент заполнения шпура 0,5;

– плотность ВВ в патроне, кг/м³.

Количество шпуров на забой:

 

 шт.

 

Принимаем вертикально-клиновый тип вруба, как наиболее применяемый при производстве взрывных работ на предприятии.

Количество шпуров по группам составляет:

– врубовых 4 шт.,

– отбойных 6 шт.,

– оконтуривающих 16 шт.

Определяем длину шпуров по группам:

– длина оконтуривающих шпуров м,

– длина отбойных шпуров м,

– длина врубовых шпуров м.

Продвигание забоя за цикл (уходка) определяется по формуле:

 

м.

 

Линия наименьшего сопротивления  определяется по формуле

 

м

 

где m – коэффициент сближения шпура, 0.8;

d – диаметр шпура, м.

Расстояние между шпурами:

– врубовыми м,

где b – расстояния между концами шпуров, м;

– оконтуривающими м;

– отбойными м,

Расстояние между парами врубовых шпуров d_n=0,6 м.

Схема расположения шпуров в забое  приведена на рис. 6

 

Рис. 6. Схема расположения шпуров в забое: 1–4-врубовые; 5–8, 13, 14 – отбойные; 9–12, 15–26-оконтуривающие

 

Объем руды, отбиваемой за один взрыв:

 

м³

 

Распределение ВВ по шпурам:

 

– врубовым кг.;

– отбойным кг.;

– оконтуривающим кг.

Количество патронов в шпурах:

– во врубовых шт.;

– в отбойных шт.;

– в оконтуривающих шт.,

где q_п – масса патрона, кг.

Фактический расход ВВ на взрыв:

 

,

 

 кг

Общая длина шпуров:

 

 м.

 

Удельный расход бурения на 1м³ руды:

 

 м/м³.

 

Удельный расход ВВ на 1м³ руды:

 

 

 кг/м³.

 

При производстве взрывных работ применяется электрический способ взрывания зарядов – с применением системы СИНВ-Ш. Устройство инициирующее с замедлением шпуровые СИНВ-Ш, предназначены для замедления инициирования боевиков шпуровых и скважинных зарядов. Устройство СИНВ-Ш обладает восприимчивостью к инициирующему импульсу, обеспечивающей подрыв от детонирующего шнура ДШ-А согласно схеме рис. 7 (подрывается до 20 устройств, волноводы которых соединяются в связку с помощью провода или изоляционной ленты)

 

Рис. 7. Схема инициирования устройств от ДШ: 1 - Волноводы инициируемых устройств; 2 – ДШ-А; 3 - изолента или проволока; 4 - капсюль детонатор или электродетонатор