Подземная разработка месторождений полезных ископаемых

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ  

«Подземная  разработка месторождений  полезных ископаемых»  

Чита 2010 

Аннотация

Дипломный проект содержит стр. 62, рис. 8, табл. 20,8 источников литературы.

Объектом разработки является блок 1–406 рудника №4 (Шахта 6Р, месторождение «Тулукуевское»). Расположен между разведочными линиями 47 – 50 по простиранию, между III и IV горизонтами.

Основная цель проекта – отработка балансовых руд с максимальным извлечением  металла из недр традиционным способом отработки при использовании  высокопроизводительного самоходного  забойного и вспомогательного оборудования, а также создания безопасных условий  труда для работающих в данном блоке.

Применяемая система  разработки: «Горизонтальные слои с  твердеющей закладкой», вариант отработки  «сверху-вниз».

Проветривание блока осуществляется за счет общешахтной  депрессии. Свежий воздух подается на IV горизонт с V горизонта через вентиляционные восстающие 5–4 от ствола 6Р с помощью  вентиляторной установки ВОД -30 производительностью 180 м³/сек.

От ствола 6Р  свежая струя воздуха поступает  до блока 1–406 по следующим горным выработкам: штреку1–402, квершлагу 11К-400, штреку 1–419.

На рабочие  слои блока свежая струя воздуха  поступает по восстающему 1–406/1 и 1–406/2, а так же по транспортному уклону №1 на подэтаж с последующим её разводом на рабочие слои блока.

Исходящая струя  воздуха, с отрабатываемых слоёв  блока, выдаётся в квершлаг 11К-300 с  последующим её отводом на ствол 11К и далее на поверхность.

Подача твердеющей закладки осуществляется с закладочного комплекса «Мартовский» рудника  №2 путём транспортирования автобетоновозами до закладочных скважин блока, пробуренных  с поверхности. От закладочных скважин  закладочная смесь подаётся по трубопроводам  в отработанные заходки слоя.

Породы и руды из-за большого преобладания глинистых  минералов склонны к слёживаемости. В связи с этим погрузка горной массы в вагонетки осуществляется путём погрузки из под рудоспусков 1–406/_1,2, с помощью TORO-151D по транспортны м ортам №№1, 2 через эстакады которые расположены на квершлаге 11К-400 и штреке 1–419.

Откатка горнорудной  массы с рабочих слоёв проектируемого блока производится по IV горизонту  с транспортированием горной массы  на ствол 11К.

Проектируемый блок расположен вне охранных зон  наземных зданий и сооружений. 

Введение

Месторождение «Тулукуевское» входит в состав Стрельцовской  группы месторождений.

Для месторождения  «Тулукуевское» вопрос изыскания эффективных  методов механизации работ на основных процессах имеет решающие значение, так как на руднике в  настоящие время традиционные средства механизации работ и практически  не имеют опыта применения современных  высокопроизводительных средств механизации  очистных и проходческих работ на базе самоходного оборудования, что  является сдерживающим фактором роста  производственной мощности предприятия  и его технико-экономических показателей.

Средства механизации  на очистных и проходческих работах  должны обеспечивать снижение трудозатрат  на буровзрывных работах, погрузке и  доставке руды, а также при выполнении различного рода вспомогательных работ.

Наиболее резкое повышение производительности труда  происходит при внедрении самоходных буровых установок.

В отечественной  горнорудной промышленности и за рубежом в настоящее время  большое распространение получили погрузочно-доставочные машины, которые  комплексно выполняют операции погрузки, транспортировки и разгрузки  горной массы.

Погрузочно-доставочные  машины требуют меньшего числа обслуживающего персонала, имеют большую маневренность, позволяют убирать горную массу  в течении смены из нескольких забоев, транспортировать её по выработкам малого сечения с небольшим радиусом закругления, повышают интенсивность  очистных и проходческих работ, их безопасность, сокращают время подготовительно-заключительных операций.

Из вспомогательных  машин необходимо применение всего  парка машин, выпускаемого как отечественными, так и зарубежными предприятиями, что обеспечивает более эффективное  использование основного самоходного  оборудования и повысить уровень  механизации труда на основных операциях  забойного цикла до 90…98%. 

1. Общие и геологические  сведения о месторождении

1.1 Общие сведения  о районе месторождения

Месторождение «Тулукуевское» находится в Юго-Восточном  Забайкалье, в пределах Краснокаменского района Читинской области, в 35 км севернее государственной границы России и КНР, проходящей по реке Аргунь.

Район расположения, в благоприятных экономических  условиях. Он связан железной дорогой  с транссибирский магистралью, густой сетью улучшенных и грунтовых  дорог с соседними населёнными  пунктами. Ведущими отраслями народного  хозяйства в районе являются, горнодобывающая  промышленность и сельское хозяйство.

В районе известны крупные месторождения высококачественных песков, гравия, известняков, угля, флюорита.

1.2 Горно-геологическая  характеристика месторождения  

1.2.1 Основные горно-геологические  данные

Основные горно-геологические  данные по подготовке и отработке  блока 1–406 представлены в таблице 1.

Таблица 1

1.2.2 Геологическая характеристика

Месторождение «Тулукуевское» расположено в юго-восточной  части Стрельцовского рудного поля.

Блок 1–406 расположен в южной части месторождения  «Тулукуевское», между разведочными линиями 47–50, по падению – между III и IV горизонтами.

Вмещающие породы: в блоке представлены трахидацитами верхнего покрова (залегающих в юго-западной части блока), базальты среднего покрова, лавобрекчии базальтов, пачкой разногалечных конгломератов составляющих до 50% пород блока, перекрывающими их горизонтами песчаников, туфов и туфолав фельзитов.

Трахидациты верхнего покрова залегают в юго-западной части блока и ограниченные с  северо-восточной стороны тектоническим  швом. Северо-восточную часть занимают базальты среднего покрова и лавобрекчии  базальтов составляющих до 10% объёма пород блока. Разногалечные конгломераты вскрываются в нижней части блока  на отметках блока 480–535 м., они имеют галечную структуру, грубослоистую текстуру и состоят из окатанной гальки дацитов, базальтов и других типов подстилающих пород, размером от 1 до 15 см., составляющих до 70–80% объёмы породы.

Песчаники мелкозернистые полимиктового состава, моноклинально (под углом 5–20⁰) залегают на конгломератах, образуя тектонический контакт, в виде послойного срыва. На песчаниках согласно залегают туфы фельзитов.

Характеристика  рудных тел: В блоке выделяются два основных типа оруденения – крутопадающие рудные тела жилообразной и линзообразной формы, имеют мощность от 1 до 10 метров, прерывистые как по падению, так и по простиранию. Ко второму типу относятся пластообразной формы оруденения, мощность пласта достигает 6 метров.

Горнотехнические  условия: Согласно классификации пород месторождений Стрельцовского рудного поля, крепость вмещающих пород по шкале П.П. Протодьяконова, отображены в таблице №2

Таблица 2. Крепость пород и руд по шкале П.П. Протодьяконова

Устойчивость  пород и руд: Все вмещающие породы в зонах тектонических нарушений – неустойчивы. Руды, локализованные во всех разностях пород – неустойчивы. Контакт крутопадающих тектонических нарушений и пласта в процессе не продолжительного отстаивания выработок до 10 дней, в породах с интенсивной гидротермальной проработкой, слабым сцеплением обломков, возможно образование вывалов из кровли и бортов выработок. Вне зон тектонических нарушений и вне рудных зон, в трахидацитах, базальтах, конгломератов, породы средней устойчивости.

Существенного водопритока в горные выработки  блока не ожидается. Возможен капёж  воды по зонам тектонических нарушений.

Породы и руды из-за большого преобладания глинистых  минералов склонны к слёживаемости.

1.3 Эксплоразведочные  работы  

В границах проектируемого к отработке блока 1–406 выполнена  детальная горно-буровая разведка с III и IV горизонтов. На горизонтах были пройдены выработки, из которых производилось  бурение разведочных скважин. На стадии детальной разведки были установлены  формы и размеры основных рудных тел, их горно-геологические условия  залегания. Проведённые разведочные  работы позволяют выбрать систему  отработки и составить проект подготовки блока 1–406 и планирование очистных работ. В результате проведённых  разведочных работ удалось установить параметры рудных тел. Рудные тела имеют  сложное строение, большую протяженность, при высокой изменчивости по мощности, прерывистости рудного контура  по простиранию и падению, крайне не равномерном распределением полезного  компонента. Балансовые запасы оценены  по данным детальной разведки, выполненной  Сосновской экспедицией ПГО Мингео и по доразведки геологической службы УГРУ. Разведанные запасы по категории  С₁ полностью вошли в проектный контур отработки блока, поэтому промышленные запасы равны балансовым и представлены в таблице 3.

Таблица 3. Распределение  запасов в подсчётных блоках

2. Специальная часть  

2.1 Выбор системы  разработки  

В блоке выделяются два основных типа оруденения –  крутопадающие рудные тела жилообразной и линзообразной формы, имеют  мощность от 1 до 10 метров, прерывистые  как по падению так и по простиранию. Ко второму типу относятся пластообразной формы оруденения, мощность пласта достигает 6 метров.

Основные запасы руды и урана сосредоточенны в  рудных телах, имеющих пластообразные и жилообразные формы. Мощность рудных тел изменчива имеет прерывистый  характер. Породы и руды в зонах  тектонических швов характеризуется, в основном, как неустойчивые, склонные к интенсивному отслоению кусков из бортов и кровли горных выработок.

Одним из критериев  выбора системы разработки при подготовке и отработке запасов является показатель полноты извлечения металла, который, в свою очередь, зависит  от качества выдаваемой руды из блока.

Учитывая ценность руды и требования к максимальному  снижению потерь и разубоживания, а  так же нахождения рудных тел в  зонах тектонических нарушений, наиболее полно этому требованию отвечает система разработки «Горизонтальные  слои с твердеющей закладкой», вариант  отработки – «сверху-вниз».

Недостатки  системы:

– низкая производительность блока и труда забойного рабочего;

– высокая себестоимость очистных работ из-за значительных затрат на твердеющую закладку, 25–30% от общей себестоимости добычи по руднику;

– возможное отслоение закладки в кровле заходки, что увеличивает разубоживание руды и повышает опасность ведения горных работ;

– интенсивное проветривание тупикового очистного забоя вентиляторами местного проветривания, связанное с обеспечением нормативных уровней загрязненности атмосферы по спец. факторам.

Достоинства

– обеспечение высокой степени эксплуатационной доразведки запасов руды в блоке;

– низкие потери и разубоживание руды до 3…5%;

– обеспечение радиационной безопасности путем закладки выработанного пространства и снижения радоновыделения.

Система разработки нисходящих слоев с твердеющей закладкой, хотя и дорогостоящая, но дает возможность  отрабатывать рудные тела со сложной  морфологией с минимальными потерями и разубоживанием руд. Одновременно решается вопрос с погашением подземных  пустот, труд горнорабочих становится более безопасным.

Параметры блока 1–406 (Рис. 1)

1. Длина, м  …………………………………………220

2. Ширина, м………………………………………..150

3. Высота, м…………………………………………60

4. Высота рабочего  слоя, м …………………………3

5. Угол наклона  очистной заходки, град………….3

6. Средняя длина  доставки по слою, м….………….100

Рис. 1. Параметры блока 1–406 

2.2 Потери и разубоживание

Потери и разубоживания  по блоку обоснованны с учётом принятой системы разработки, технологическими возможностями применяемого горного  оборудования, условиями залегания  и морфологическими особенностями  рудных тел, состояния горного массива.

К потерям относятся:

– не вовлечение запасов руды и металла в отработку;

– оставление отбитой руды и метала по почве отрабатываемого слоя;

– просыпи руды и металла при её транспортировании;

– при сортировке руды на РКС.

Общий норматив потерь и разубоживания при отработке  запасов проектируемого блока, данной системой разработки принят равным:

Потери:

– по руде – 5%;

– по металлу – 4,6%;

Разубоживание – 36,7%.

При разработке блока средние нормативы потерь и разубоживания по выемочным  слоям блока должны уточнятся  и утверждаться в установленном  порядке.

Формулы расчёта  для определения эксплуатационных запасов блока:

Эксплуатационные  запасы руды и металла проектируемого блока представлены в таблице 4. 

Таблица 4. Эксплуатационные запасы блока

2.3 Горно-подготовительные  и нарезные работы

В связи с  принятой классификацией к горно-подготовительным относятся горные выработки, обеспечивающие вскрытие рудных тел в пределах рудных залежей (орты, штреки, блоковые восстающие, транспортный уклон и т.д.).

Горно-подготовительные работы включают: проходку комплекса  горных выработок, обеспечивающих ведение  очистных работ в безопасных условиях; наличие запасных выходов; обеспечение  горных работ свежей струёй воздуха, твердеющей закладкой и транспортной схемы электровозной откатки. Исходя из этой классификации, при разработке проекта к горно-подготовительным работам (ГПР) отнесены: горизонтальные горные выработки откаточного и  вентиляционного горизонтов, транспортный уклон, материальные и вентиляционные ходовые восстающие, рудоспуски и  камерные выработки, проходимые в границах проектируемого блока.

Блок 1–406 подготовлен  следующими выработками (Рис. 2):

1. По горизонтали:

– III горизонт (+540,0 м) – штреком 1–301 и квершлагом 11К-300;

– IV горизонт (+480,0 м) – штреками 1–419 и 1–401, квершлагом 11К-400, откаточный орт №1, откаточный орт №2;

– камерные выработки: лесокамера, камера временного хранения ВМ. 2. По вертикали:

– вентиляционный восстающий 4–3;

– материально ходовой восстающий 1–406/1;

– восстающий 1–406/₂;

– рудоспуски 1–406 _1,2;

3. Наклонные:

– транспортный уклон №1 с IV горизонта (+480,0 м) до подэтажа (+503,5 м);

– съезд на откаточный орт №2;

– транспортный уклон №2 с подэтажа (+503,5) до рудных пластов.

Рис. 2. ГПР: 1 – штрек 1–301; 2 – квершлаг 11к-300; 3 – штрек 1–40; 4 – штрек 1–419; 5 – квершлаг 11к-400; 6 – откаточный орт №2; 7 – откаточный орт №1; 8 – вентиляционный В/с 4–3; 9 – материальный ходовой В/с 1–406/1; 10 – В/с 1–406/2; 11 – Р/с 1–406/2; 12 – Р/с 1 – 406/1; 13 – транспортный уклон №1 (на подэтаж); 14 – подэтаж; 15 – съезд на откаточный орт №1; 16 – транспортный уклон №2

Крепление подготовительных горных выработок, в зависимости  от горно-геологических условий  характеристики вмещающих пород, выполняется  согласно паспортам, действующим на руднике и утвержденных главным  инженером рудника. В неустойчивых породах (в зонах тектонических  швов и их оперяющих) – крепление  рамами СВП-22 с применением Ж/Б  затяжки бортов и кровли выработок  и забутовкой пустот за креплением. В среднеустойчивых породах (в зоне тектонических швов и их оперяющих) – крепление кровли, сталиполимерными анкерами (со штрипсами) с торкретированием бортов и кровли выработки.

Для обеспечения  интенсивности отработки слоёв  блока 1–406 и эффективного применения самоходного оборудования проектом предусматривается заложение транспортного  уклона №2. Зарезка слоя и доставка технологического оборудования, производится с транспортного уклона №2. Транспортный уклон №2 проходится с подэтажа (+503,5 м) до рудных пластов под углом не превышая 12⁰ связывая вертикальные горные выработки.

Наклон выработок  уклона на прямолинейных участках – 6⁰, 12⁰, не криволинейных – 0⁰. Радиус поворота на криволинейных участках транспортного уклона – не менее 6 м. На период проходки уклона, а также врезки рабочих слоёв используются рудоспуски 1–406/_1,2, которые служат для перепуска горной массы на откаточный горизонт. Проходка вертикальных горных выработок в этаже III–IV горизонтов производится с помощью проходческого комплекса КПВ – 4, сечением 4,6м², которые армируются согласно паспортам ПТО УГРУ.

Рудоспуски не оборудуются вибропитателями, в  связи с высокой слёживаемости  руд и пород. В связи с этим погрузка горной массы в вагонетки  осуществляется путем перегрузки из под рудоспусков 1–406/_1,2, с помощью машины TORO – 151D по транспортным ортам №1 и №2 через эстакады, которые расположены на квершлаге 11К -400 и штреки 1–419.

Для доставки материалов и оборудования на рабочие слои блока  проектом предусматриваются лесокамеры по линии штрека 1–302 в районе расположения материально – ходового восстающего 1–406/₁. Подъем и спуск материалов и оборудования на рабочие слои в проектируемом блоке осуществляются по материально ходовому восстающему 1–406/₁. Проходка горизонтальных и наклонных горных выработок (безрельсовых) осуществляется буро-взрывным способом, отгрузка горной массы производится погрузочной машиной TORO – 151D.

Проходка горизонтальных горных выработок (рельсовых) осуществляется машиной ППН-1С. Сечение горных выработок  показано на Рис 3.  

Рис. 3. Сечение горных выработок

Для обеспечения  дизельных машин горюче-смазочными материалами предусматривается  дополнительно включить в объёмы ГПР строительство склада ГСМ  с топливозаправочным пунктом в  штреке 1–401 IV горизонта со стороны  квершлага 11К-400, служащий для заправки и обеспечения погрузо – доставочной  машины TORO-151D.

Перечень горно  – подготовительных выработок, сечения  и объёмы проходки приведены в  таблице 5.

Таблица 5. Объёмы горно-подготовительных выработок