Особые случаи разработки наклонных и крутопадающих месторождений

Размещено на http://www.allbest.ru/

План

1. Понятие об особых случаях открытой разработки

2. Технология совместная разработка месторождений полезных ископаемых (МПИ) открытым и подземным способами

3. Технология повторная разработка МПИ открытым способом

4. Примеры комбинированной разработки МПИ. Характеристики запасов

1. Понятие об особых случаях открытой разработки

Под особыми случаями открытой разработки наклонных и крутых залежей подразумеваются: комбинированная разработка месторождений; повторная разработка месторождений; разработка высокогорных месторождений.

При комбинированной разработке выемку запасов полезных ископаемых ведут открытым и подземным и подземным способами в пределах одного месторождения. Различают три варианта комбинированной разработки: верхняя часть месторождений отработана карьером, после прекращения работ в котором запасы вынимают только подземным способом; переход на открытый способ разработки месторождения и прекращение очистных работ подземным способом; одновременная разработка месторождения открытым и подземным способами.

2. Технология совместная разработка месторождений полезных ископаемых (МПИ) открытым и подземным способами

Наибольшее распространение получила одновременная (или совместная) разработка месторождения.

Достоинства совместной разработки: возможность интенсификации отработки месторождений; обеспечение полного извлечения запасов; более высокие технико-экономические показатели, чем при только подземной разработке, и максимальная производительная мощность предприятия по металлу; значительное повышение эффективности капиталовложений.

Повторную разработку полезных ископаемых открытым способом производят на месторождениях, часть запасов которых ранее отработана подземными работами. Основная цель повторной разработки - обеспечения более полного извлечения из недр запасов полезного ископаемого. Подземная разработка месторождений связана с большими потерями руд, величина которых обычно составляет не менее 25%. В Криворожском бассейне в зонах действующих шахт в настоящее время накопилось около 500 млн. m потерянных руд с высоким содержанием железа. Практически все эти запасы могут быть отработаны открытым способом.

Одновременная разработка месторождения характеризуется рядом специфических особенностей в технологии как открытых, так и подземных работ. Сложным является поддержание бортов карьеров в устойчивом состоянии в связи с образованием пустот внутри контуров карьера при извлечении руды (угля) подземными работами. Значительно ухудшаются показатели буровзрывных работ в связи с наличием повышенной трещиноватости, которая образуется вследствие сдвижения массива горных пород. Наличие подземных выработок необходимость осуществления ряда мероприятий для обеспечения безопасности открытых горных работ и исключения возможности провалов в подземные выработки тяжелого погрузочно-транспортного оборудования.

Создание безопасных условий работ в карьере ограничивает или совсем исключает применение в подземных условиях производительных систем разработки с обрушением руд и вмещающих пород. Поэтому очистные работы в руднике ведутся с оставлением значительных запасов полезных ископаемых в охранных и опорных целиках и потолочинах.

Опыт одновременной разработки месторождений как в Советском Союзе, так и рубежом показывает, что подземные работы ведутся чаще всего на участках, отработка которых не ход работ в карьере. Если не удается избежать взаимного влияния горных работ, то стремятся, чтобы фронт подземных очистных работ имел направление от массива к карьеру. Направление перемещения фронта горных работ карьера планируется в сторону подработанного участка. В этом случае упрощается и облегчается контроль за состоянием деформированного участка пород.

Для обеспечения безопасной работы карьера и подземного рудника применяют меры защиты, условно подразделяемые на активные и пассивные. Активные меры служат для стабилизации, уменьшения или прекращения самого процесса сдвижения горных пород. Пассивные защитные меры не влияют на процесс сдвижения; основной задачей этих мер является приспособление способов ведения горных работ к специфическим условиями совместной разработки месторождения. Такими мерами являются: правильный выбор системы подземной разработки, установление оптимальных параметров опорных целиков и потолочин, применение соответствующего закладочного материала.

Система подземной разработки с закладкой выработанного пространства имеет то преимущество, что обеспечивает значительную устойчивость горных пород, а следовательно, и большую безопасность работ и более полное извлечение полезного ископаемого.

Технология работ на карьерах как при совместной, так и при повторной разработке аналогична, так как горные работы производят в зоне влияния подземных горных выработок. Основные трудности при работе в карьере вызваны нарушенностью массива, снижающей устойчивость уступов, а также эффективность взрывных и буровых работ.

Нарушенность массива приводит к необходимости уменьшения в 2 и более раз высоты уступа, уменьшению угла откоса уступов и увеличению ширины рабочих площадок. При бурении взрывных скважин, особенно при повторной разработке, исходят не из условия подготовки достаточного фронта работ, а из необходимости своевременного выявления и погашения пустот, так как взрывные скважины одновременно являются и разведочными.

Основной мерой защиты на карьерах при совместной и повторной разработке является своевременное погашение пустот и прекращение работ на подрабатываемых участках карьера в период посадки кровли или потолочин подземных выработок. Наиболее надежным методом погашения пустот является заполнение их закладочным материалом. Однако этот метод трудоемок, дорогостоящ и создает дополнительные трудности при отработке запасов заложенной камеры при понижении работ а картере. Поэтому предпочтение отдается взрывному способу погашения пустот глубокими скважинами, которые бурят с уступов. Во всех случаях на момент погашения пустот потолочина под ней должна быть достаточно прочной и надежной для работы в карьере людей и механизмов.

Необходимая мощность карьерной потолочины определяется по формуле

особый случай разработка месторождение

где l - длина поперечного пролета (вкрест простирания), см;

г - объемный вес пород потолочины, кг/см3;

G доп - допустимое напряжение для пород потолочины, кГ/см2;

b - ширина камеры по простиранию, см;

g - удельное давление от веса экскаватора на опорную поверхность, кГсм2.

Толщина потолочин на различных месторождениях изменяется от 10 до 40 м. на карьерах Норильска ежегодно погашается около 3 млн. м3 пустот из карьера. На каждый массовый взрыв составляется отдельный проект. Способы взрывания потолочин зависят от размеров пустот, толщины потолочины, крепости и устойчивости пород.

Пустоты погашают с помощью многорядного короткозамедленного взрывания.

3. Технология повторная разработка МПИ открытым способом

При повторной разработке запасов месторождения для обеспечения безопасности работы горнотранспортного оборудования и людей осуществляют следующие мероприятия: для уточнения запасов потерянных руд и установления наличия пустот в отработанной зоне пробуривают разведочные скважины по сетке размером 60Х40 м; границ опасной зоны и контуры пустот выносятся на рабочие уступы карьера с установкой соответствующих знаков и предупредительных надписей; участок опасной зоны разбуривают разведочными скважинами глубиной 8-16 м по сетке размером 10X10 м; осуществляют систематический инструктаж всех рабочих по безопасным методам работы и правилам поведения в зоне обрушения; при работе в зоне обрушения в ночное время обеспечивается хорошее освещение экскаваторных забоев и площадок буровых станков; при обнаружении трещин и пустот все работы, не связанные с ликвидацией пустот, прекращаются; для ликвидации пустот составляются специальные проекты.

Специфика разработки высокогорных месторождений предопределяется: сложным, рельефом, трещиноватой тектоникой массива и значительной высотой расположения месторождений над уровнем моря (до 5000-7000 м); пониженным атмосферным давлением, высокой сейсмичностью, интенсивным селе - и лавинообразованием; своеобразием климата, выражающимся в понижении температуры на 0,6-0,70 и более при подъеме на каждые 1000 м, а также значительными амплитудами изменения температур, достигающими 47-650 С; сложными экономическими условиями, характеризующимся отдаленностью от основных транспортных коммуникаций (400-500 км), низкой плотностью населения, трудностью устройства путей сообщения, технических сооружений и т.п.

Наряду с этим неблагоприятными условиями разработки высокогорных месторождений имеются и положительных стороны ее: наличие мощных гидротехнических ресурсов, возможность использования гравитационного метода перемещения руд и т. д. На многих высокогорных месторождениях применят совместную разработку открытым и подземным способами.

Для вскрытия высокогорных месторождений применяют следующие способы вскрытия: полутраншеями и траншеями, стволами и штольнями, рудоспусками и рудоскатами, а также комбинациями перечисленных способов. Практика отработки высокогорных месторождений показала, что применение рудоспусков и штолен обеспечивает снижение капитальных затрат на транспорт на 20-40%, а эксплуатационных расходов на 50%. В условиях высокогорья распространение имеют системы с вывозкой вскрыши на внешние отвалы. В некоторых случая применяют для удаления вскрышных пород массовые взрывы выброс.

Горную массу транспортируют в большегрузных автомобилях, а в некоторых случаях и железнодорожным транспортом. На высокогорных карьерах обычно удается создать рабочие площадки только небольших размеров, которые при взрывах полностью перекрываются породой развала, а часть горной массы сваливается на нижние уступы. Чтобы избежать этого, на карьерах применяют панельный способ отработки горизонтов (см. рис. 199), при котором развал взорванной горной массы направляется по простиранию рудной залежи.

4. Примеры комбинированной разработки МПИ. Характеристики запасов

Характеристика запасов по степени подготовленности. По степени подготовленности к эксплуатации запасы делятся на вскрытые, подготовленные к зачистке и готовые к выемке. Вскрытые запасы представляют собой часть промышленных запасов, для разработки которых произведены все необходимые работы (пройдены траншеи или съезды, сняты покрывающие породы, проведены дренажные выработки, нарезаны уступы и подготовлены рабочие площадки для укладки транспортных путей).

Список использованной литературы

1. Арсентьев А. И. Вскрытие и системы разработки карьерных полей. М., Недра, 1981.

2. Анистратов Ю. И. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1984.

3. Килячков А. П. Технология горного производства. М., Недра, 1992.

4. Мельников .Н. В. Краткий справочник по открытым горным работам. М., Недра, 1981.

5. Малышева Н. А., Томаков П. И. и др. Разработка маломощных и сложных угольных пластов открытым способом. М., Недра, 1975.

6. Новожилов М. Г. Технология открытой разработки месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1971.

7. Ржевский В. В.Технология и комплексная механизация открытых горных работ. М., Недра, 1979.

8. Ржевский В. В. Открытые горные работы.-Ч. ЙЙ. Технология открытых горных работ. М., Недра, 1985.

9. Хохряков В.С. Открытая разработка месторождений полезных ископаемых. М., Недра, 1995.

Размещено на Allbest.ru