Подземная разработка месторождений полезных ископаемых. 3

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

В соответствии с принятой классификацией к нарезным работам относится система горных выработок, обеспечивающая непосредственно подготавливаемые рудные тела, в пределах эксплуатационного блока, к их отработке (слоевые, транспортные орты, камеры и т.д.)

Зарезка слоёв проектируемого блока осуществляется в два этапа:

I этап- с подэтажа (+503, 5 м) проходится транспортный уклон №2, который сбивается с вертикальными горными выработками по флангам блока.

II этап- с транспортного уклона №2 проходятся разрезные орта (№1–10) служащие для обеспечения ведения очистных работ твердеющей закладкой.

Транспортный уклон №2 и все разрезные орта проходятся по руде. Сечение транспортного уклона и разрезного орта показано на рис №4.

уклон орт

Рис 4. Сечение транспортного уклона и разрезного орта

Естественная кровля нарезных выработок  крепится с учётом горно-геологических  условий. Для неустойчивых и пород средней устойчивости – крепление рамами НДО.

Минимальная ширина разрезных ортов с креплением рамами НДО – 3,5 м, минимальная высота выработок вчерне 2,5 м.

В комплекс нарезных выработок по подготовке пластов к очистным работам входят следующие выработки:

– разрезные орта (с1 по 10)

– закладочные коллектора №№1,2

– закладочные дучки №№1,2

– камеры для ремонта оборудования и внутрисменного отдыха людей

– лесокамеры.

Бурение осуществляется с помощью буровой каретки Minibur 1F/E, а также перфораторами ПП-54 с распорной буровой колонкой ЛКР – 1У.

Горная масса доставляется погрузочно-доставочной машиной TORO-151 D в рудоспуски, оборудованные на уровнях каждого слоя грохотами.

Таблица 6