Разработка шахтного поля в условиях шахты "Кальинская" ОАО "Севуралбокситруда"

Определения капитальных вложений, потребных для вскрытия глубоких горизонтов, на основе действующих норм выработок, расценок и тарифных ставок. Расчет себестоимость руды при отработке проектных горизонтов. Характеристика камерно-столбовой системы.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 27.01.2016
Размер файла 801,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Настоящая выпускная квалификационная работа инженера в своем составе содержит следующий объем:

Пояснительная записка в 18 разделах на 209 страницах, которая содержит:

- иллюстраций - 27 штук;

- таблиц - 48 штук;

- список использованной литературы в 37 наименованиях.

Графическая часть проекта на 8 листах чертежей.

Тематикой выпускной квалификационной работы инженера служит тема разработки шахтного поля в условиях шахты «Кальинская» ОАО «Севуралбокситруда» на глубоких горизонтах и эта тема отвечает реальным запросам данного горнорудного предприятия. В пояснительной записке приведены общие сведения о предприятии, геологические особенности месторождения, влияющие на технологию его разработки, произведено распределение запасов месторождения на участки, горизонты. Выбор системы разработки, обоснование параметров выемочного блока, его подготовка, порядок отработки блока, горизонта, состав процессов и организация работ произведены с учетом геологических, горнотехнических и экономических факторов. Основное внимание обращено на увязку отдельных звеньев технологических процессов. Значительное влияние на выбор системы разработки произвел опыт работы шахты «Кальинская» за прошедшие годы, учитывающий качественный анализ соответствия принятой системы разработки основным горно-геологическим и горнотехническим условиям и нормам технологического проектирования.

Решение вопросов вскрытия месторождения раскрыто в разделе 6 пояснительной записки и листе 3 графической части проекта.

Специальная часть проекта посвящена вопросам перспективного календарного планирования горных работ на отрабатываемых горизонтах. Приведены расчеты удельного объема подготовительных выработок на 1000 т эксплуатационных запасов в этаже, определен норматив обеспеченности подготовленными запасами, произведено распределение годовой производительности по годам отработки горизонта, рассчитаны объемы подготовительных работ в зависимости от движения запасов. На основе расчетов в специальной части проекта обосновывается основное условие планомерности ведения очистных и подготовительных работ - ритмичность отработки месторождения, которая обеспечивает стабильность выполнения заданных объемов в годовой производительности шахты.

В последующих разделах решены задачи по шахтному транспорту, проветриванию шахты, по шахтному подъему, водоотливу, пневматическому хозяйству, электроснабжению, освещены вопросы генерального плана поверхности, охранытруда и природы. Разделы электромеханической части носят описательный характер.

Экономическая часть выпускной квалификационной работы инженера решает вопросы определения капитальных вложений, потребных для вскрытия глубоких горизонтов, на основе действующих норм выработок, расценок, тарифных ставок и окладов, обоснованных норм расхода материалов, топлива, энергии и их цены определена себестоимость руды при отработке проектных горизонтов. В анализе основных технико-экономических показателей приведены технические решения, применение которых позволили получить лучшие экономические результаты при проектировании настоящей выпускной квалификационной работы инженера.

себестоимость рудь выработка

Введение

Сырьем для производства глинозема в России являются бокситы и нефелины. В 1986 г. объемы добычи бокситов и нефелинов были примерно одинаковы и составляли примерно около 6,0 млн. т. каждого вида сырья. К 1995 году добыча бокситов сократилась примерно на 40%, нефелинов - на 20%.

Производство глинозема из нефелинов требует значительно большего расхода энергии и руды на тонну продукции, чем из бокситов. Производство глинозема из нефелина в настоящее время является неэкономичным, т.к. не могут быть реализованы все побочные продукты производства (цемент, поташ, сода, галлий).

Сырьевой базой уральских алюминиевых заводов являются Североуральские бокситовые месторождения. Обеспеченность разведанными запасами бокситов на ОАО »Севуралбокситруда» при существующих объемах добычи составляет более 50 лет. Распределение промышленных запасов бокситов по глубине залегания представлено на круговой диаграмме, рис. 1.

Рис. 1

В соответствии со стандартом предприятия СТП-122-1.03.1-2001 продукцией ОАО "Севуралбокситруда" является добытый из недр боксит, доставленный на шихтовальный склад предприятия и прошедший кондиционирование, находящийся в штабелях, подготовленный к отгрузке потребителям в соответствии с договором поставок, а так же на собственные нужды и принятый ОТК.

Бокситы месторождений бассейна являются высококачественным сырьем для получения глинозема самым экономичным способом Байера (гидрохимическим). В соответствии с "Общероссийским классификатором видов экономической деятельности, продукции и услуг ОК-004-93", боксит по виду экономической деятельности относится к Разделу С "Горнодобывающая промышленность и разработка карьеров", подразделу "Добыча металлических руд", группе "Добыча алюминиевых руд".

Класс продукции: руды металлические.

Вид продукции: бокситы, код по ОКДП 1322115.

Количество продукции при отгрузке потребителям определяется прямым методом (весовым).

Оценка продукции производится по сложившимся ценам реализации на основании Договоров поставок с потребителями.

По содержанию вредных примесей, определяющих качество сырья в соответствии с классификацией, бокситы СУБРа являются высокожелезистыми, высококарбонатными, высокосернистыми и маловлажными. Качественные характеристики товарной продукции приведены на рис. 2.

Рис. 2

Уральские алюминиевые заводы обеспечиваются сырьем Североуральского месторождения на 80-90%. От состояния сырьевой базы ОАО «Севуралбокситруда», кроме уральских заводов, оказываются в зависимости Кандалакшский, Красноярский и частично Иркутский и Новокузнецкий алюминиевые заводы.

В последнее время обостряется конкуренция североуральским бокситам со стороны зарубежных производителей. По своему качеству североуральские бокситы уступают бокситам Гвинеи, Бразилии и несколько лучше бокситов США и Австралии. В то же время в этих странах бокситы добываются в основном открытым способом, что обусловливает их низкую себестоимость, а некоторых из них - возможность импорта в Россию.

Таким образом, на ближайшую перспективу СУБР может рассматриваться в качестве единственной реальной сырьевой базы Уральской алюминиевой промышленности.

Бокситовые руды, добываемые в ОАО "Севуралбокситруда", являются сырьём для производства глинозёма, алюминия и цемента. Непосредственными потребителями бокситовой руды являются действующие алюминиевые заводы - Богословский (БАЗ) и Уральский (УАЗ).

В небольших количествах руда отгружается ряду предприятий чёрной металлургии и цементную промышленность (см. рис.3.). Высококарбонатные бокситы марки ВКБ поставляются на Пашийский цементно-металлургический завод и Верхне-Синячихинский металлургический завод и используются при производстве глиноземистого цемента, высокоглиноземистых шлаков и чугуна.

Согласно кондициям, установленным для потребителей, бокситовые руды в основном поставляются для производства глинозёма способом автоклавного выщелачивания. Данным способом перерабатывается около 90% руды, остальные 10% перерабатываются методом спекания.

Рис. 3

Перед отгрузкой потребителю руда со всех шахт и карьеров ОАО "СУБР" поступает на шихтовальный склад, где шихтуется до необходимой кондиции по качеству. Технологическая схема производства товарной продукции на ОАО «Севуралбокситруда» представлена на рис. 4.

Рис. 4 Технологическая схема производства товарной продукции

Отработка месторождений ведется пятью вертикальными шахтными комплексами: шахта 16-16бис, шахта 15-15бис, шахта 14-14бис, шахта «Кальинская», шахта «Черемуховская» и в июле 2005г. введена в эксплуатацию шахта «Ново-Кальинская» и рудник открытой добычи (см. рис. 5). Каждый шахтный комплекс состоит из 2-3 центрально расположенных эксплуатационных стволов и двух фланговых вентиляционных.

Рис. 5

Низкая конкурентоспособность отечественного бокситового и глиноземного производства по отношению к поставкам импортного сырья предопределяют необходимость принятия мер по ограничению роста издержек на стадии добычи бокситового сырья, т.к. в противном случае это может привести к вытеснению глинозема российского производства импортными поставками. Технико-экономические показатели товарного боксита представлены на рис. 6.

Рис. 6

На шахтах ОАО «Севуралбокситруда» добывается около 70% российских бокситов. На работу предприятия оказывают влияние положительные и отрицательные факторы.

1. Горно-геологическая характеристика месторождения

Особенностью месторождения является тот факт, что статистические показатели близки между собой, т. е. проектируемые горизонты весьма однообразны.

Субровский рудный горизонт (Д21а) залегает на крайне неровной, закарстованной, размытой поверхности известняков петропавловской свиты. Контакт между породами кровли и рудой ровный, четкий, согласный, моноклинально падает на восток под углом 20-300.

На проектируемой площади мощность бокситовой залежи варьирует от нескольких десятков см до 14,5м. Средняя мощность по горизонтам колеблется от 4,7м до 5,8 м. В зависимости от сплошности строения, наличия «окон» пустых пород, некондиционных руд, неустойчивости мощностей рудных тел на Кальинском месторождении выделяется два морфологических типа оруденения: II (прерывистый) и III (сильнопрерывистый). Горно-геологические условия производства очистных работ на СУБРе изучены довольно полно, учитывая длительный срок эксплуатации месторождений. Очистные работы ведутся в пределах бокситового пласта и в породах его непосредственной кровли и почвы.

Субровский рудный горизонт Д21а повсеместно перекрыт темно-серыми битуминозными известняками горизонта с-sД21в. В нижней части толща представлена темно-серыми яснослоистыми амфипоровыми известняками. Участками известняки сильнотрещеноватые или с несколькими прослоями известняково-глинистых, либо бокситовидных сланцев мощностью от 5 см. до 30 см.

По классификации пород непосредственной кровли на месторождениях бассейна (Руководство по выбору конструктивных параметров камерно-столбовой системы разработки на шахтах ОАО «Севуралбокситруда», ОАО Севуралбокситруда», ОАО «Унипромедь», институт «СУБР-проект», 1997 г.) эти породы можно отнести ко II классу 4-5 подклассу и V классу. На проектируемых горизонтах от 3 до 10% по площади распространения кровля относится к неустойчивой.

В рудном теле выделяются бокситы серые («пестроцветные») красные маркие, красные немаркие, яшмовидные, обесцвеченные.

Серые бокситы распространены повсеместно, имеют незначительную мощность (от 5 до 50 см, редко 1,0 ? 1,55 м; средняя 0,3 м). Из-за слоистости и трещиноватости они неустойчивы, легко отслаиваются от пород висячего бока. По классификации бокситовых руд ОАО «Унипромедь» (табл. 3.1 «Руководство по выбору конструктивных ...» они относятся к IV классу, 1;2 подклассу. Предел прочности на одноосное сжатие 58 МПа - 119 МПа - по материалам лаборатории института «СУБР-проект».

Основную ценность месторождения представляют красные бокситы, составляющие 93,8% объема рудного тела. Они обладают монолитной структурой и значительной вязкостью. Красные маркие бокситы относятся к I классу, 3 подклассу; предел прочности на сжатие 10МПа-30МПа.

Красные немаркие по той же классификации относятся ко II классу, 1; 2 подклассу; предел прочности на сжатие 37 МПа - 46 МПа.

Яшмовидные бокситы - это очень плотная однородная порода, довольно крепкая с раковистым изломом, но, тем не менее, обладают слабой устойчивостью из-за широкого развития кливажа. Они относятся к III классу; предел прочности на сжатие 60 МПа - 150 МПа.

Бокситы обесцвеченные и осветленные встречаются вблизи зон, благоприятных для циркуляции подземных вод. Эти бокситы представляют собой пористую каменистую породу.

Известняково-бокситовая брекчия обычно не разрабатывается и в подсчете запасов не участвует.

Породы кровли (Д21в) темно-серые амфипоровые битуминозные известняки обладают различной степенью устойчивости, зависящей от трещиноватости, наличия прослоев сланцев. Мощность свиты с-sД21в составляют 10 ? 70 м.

Важной особенностью горного массива является его литологическая неоднородность, различное физическое состояние горных пород, широкие пределы изменения механических свойств. Распределение физико-механических свойств в горных породах карбонатного состава неоднородное, пределы прочности на сжатие изменяются от 63 МПа до 142 МПа.

Согласно классификации пород кровли субровского рудного горизонта по устойчивости, разработанной институтом «Унипромедь» ко II классу 4 и 5 подклассу на проектных горизонтах можно отнести до 97% запасов по площади. Светло-серые рифогенные известняки горизонта (сД21с) крепкие, монолитные, устойчивые при проходке.

Горно-подготовительными и очистными выработками будут вскрыты тектонические нарушения с различными углами падения, зон дробления, амплитудами.

На месторождении службой ППГУ зарегистрировано четырнадцать сейсмически активных тектонических нарушений.

Зоны дробления (данные проходки верхних горизонтов) достигали 30-50м. Породы зон тектонических нарушений сильно раздробленные, известняки брекчированные, заглинизированные и, как правило, весьма неустойчивые при проходке.

Характеризуя породы кровли бокситов в связи с пожароопасностью необходимо отметить, что месторождения СУБРа классифицируются как несклонные к самовозгоранию и относятся к четвертому (IV) классу («Инструкция по предупреждению и тушению подземных пожаров на горнорудных предприятиях Министерства цветной металлургии СССР, МЦМ СССР, Москва, 1981 г.).

На основании указанной инструкции разработана «Инструкция по предупреждению и тушению эндогенных пожаров на шахтах ОАО «Севуралбокситруда» (г. Североуральск, 2000 г.). К малосклонным по самовозгоранию относятся участки рудных тел, где мощность глинистых сланцев 1,5 м и более с совокупным содержанием органического углерода Сорг. > 2% и серы общей Sобщ. > 4%. А участки месторождений, с совокупным содержанием в породах кровли: Sобщ. > 4%, Сорг. < 2%; Sобщ. < 4%, Сорг. > 2% и Sобщ. ? 4%, Сорг. ? 2% классифицировать несклонными к самовозгоранию.

На Кальинском месторождении мощность сланцев незначительная. Содержание серы изменяется от 0,15 до 7,39%; содержание органического углерода от 0,10 до 1,89%. Согласно вышеуказанной инструкции проектируемый участок можно отнести к несклонному по самовозгоранию.

Одним из факторов, осложняющих проходку выработок в породах петропавловской и вагранской свит, является газоносность горных пород.

Газопроявления метана на месторождениях СУБРа связаны с битуминозными известняками. За время отработки Кальинского и Ново-Кальинского месторождений газовыделений не наблюдалось.

Проходку выработок по нижней толще петропавловской свиты (с-s S22-Д1) необходимо осуществлять согласно «Временным дополнительным мероприятиям по соблюдению газового режима и правилам безопасности при ведении горных работ на шахтах «СУБРа», согласованными с органами Госгортехнадзора.

Радиоактивность бокситов и вмещающих пород незначительна и не представляет опасности для здоровья людей (Материалы отчета по Ново-Кальинскому месторождению, по состоянию разведаности на 1.04.1982 г.)

Свободная окись кремния в рудах и породах непосредственной кровли содержится в незначительных количествах: в бокситах от 0,0 до 2,16% в породах кровли с-s Д21в от 0,0 до 0,44%; в породах почвы (горизонт с-S22-Д1) от 0,0 до 0,28%. По основным объемам работ шахты СУБРа несиликозоопасны.

В породах сосьвинской свиты (S22), находящихся на значительном удалении от рудного горизонта, присутствует двуокись кремния в виде опала и халцедона. Концентрируются эти минералы лишь в тектонически нарушенных зонах, а также встречаются в виде отдельных включений в порфиритах и туфах. Содержание свободной кремниевой кислоты в породах сосьвинской свиты колеблется от 6,2% до 10,38%.

Геотермическими исследованиями, которые проводились в геологоразведочных скважинах, установлены следующие особенности: температура зависит от физического состояния пород.

В закарстованных породах она меньше на 1,5-2,00, чем в незакарстованных, что, по-видимому, связано с циркуляцией холодных карстовых вод.

В интервалах глубин 800-1000м температура колеблется от 4,80 до 10,70; при средних значениях 6,7-9,20 С; с глубиной возрастает незначительно до 150С на глубине 1400 м.

Сложное геологическое строение месторождения Кальинское, интенсивная тектоническая нарушенность, ярко выраженная блочная структура обусловили высокую неоднородность поля напряжений на различных участках массива.

С глубины 400м (отм. -200 м) Кальинское месторождение отнесено к опасным по горным ударам.

К потенциально удароопасным относятся все типы бокситов, кроме красного маркого, вмещающие рудное тело породы, склонные к хрупкому разрушению. Коэффициент хрупкости (Кхр) подстилающих известняков (с-S22-Д1) изменяется от 3 до 10; боксит яшмовидный - от 4,9 до 10,9; боксит серый - от 4,5 до 12,8.

Шахтное поле шахты «Кальинская» контролируется сейсмостанцией «Североуральск». За год на трех контролируемых шахтных полях регистрируется более 1000 сейсмоявлений с энергией от 102 до 103 Дж. Их них 46% происходит в зоне ведения горных работ; 47% - в отработанном пространстве и 7% - в массиве впереди фронта работ.

Основные факторы, влияющие на формирование очагов горных ударов - природные, геологические, на их долю приходится до 70% случаев проявлений; и горнотехнические. К геологическим факторам относятся - тектоническая нарушенность (на месторождении зарегистрировано только активных нарушений - четырнадцать; безрудные зоны; невыдержанное оруденение; изменение литологических разновидностей бокситов; контакты пород; изменение мощности залежи. К горнотехническим факторам относятся - неравномерность фронта очистных работ; изрезанность рудного массива; увеличение фронта глубин разработки бокситов; целики различных размеров.

2. Вскрытие и подготовка месторождения

Шахтное поле месторождения «Кальинское» сначала отрабатывалось открытым способом, затем наклонными стволами подземным способом и вертикальными стволами шахтное поле отработано до гор.-590м.

Основные вскрывающие выработки находятся вне зоны сдвижения в центре шахтного поля, поэтому отработка месторождения по горизонтали производится двукрылая, работы ведутся одновременно в обе стороны от вскрывающего квершлага прямым ходом по мере подготовки блоков.

Порядок отработки шахтного поля по вертикали принят нисходящий.

Отработка вкрест простирания производится от лежачего бока к висячему.

Основным критерием для установления порядка отработки являются вопросы горного давления, удароопасности и гидрогеологические условия.

Вскрытие и отработка горизонтов -950 м, -1040 м, -1130 м, -1220 м будет осуществляться уклонами с базового горизонта -860 м по разработанному институтом «СУБР-проект» проекту «Шахта «Кальинская». Вскрытие, дренаж и отработка в условиях остаточных напоров подземных вод IV очереди глубоких горизонтов с отметки -860 м» и этот проект частично представлен настоящим курсовым проектом.

2.1 Анализ горно-геологических условий месторождения

Целесообразность подземного способа отработки очевидна и не требует никаких расчетов, так как проектируется вскрытие и подготовка нижележащих горизонтов.

В настоящее время Кальинское месторождение по промышленным запасам (категории В и С1) разведано по сети разведочных скважин 100 х 100 м (категория С2) до глубины 2000 м с сетью разведочных скважин 400 х 400 м., Балансовые запасы на разведанную глубину по состоянию на 1.01.2005г. составляют 40290 (кат. С1) и 48740 (кат. С2) тыс.тонн бокситов. Промышленные запасы составляют 72.800.000 тонн бокситов. Выше гор.-590м к настоящему времени все отработано, очистные работы ведутся на гор.-680м, -770м, -860м. (см. графическую часть проекта)

Кальинское месторождение по протяжённости с севера на юг составляет 3,5 км и граничит на севере с шахтой “Ново-Кальинская” (месторождение Ново-Кальинское) и на юге с шахтой № 14-14бис (месторождение Красная шапочка).

Подсчет запасов до проектной глубины (гор.-1220м) произведен погоризонтно по состоянию на 01.01.2005 года и результаты расчетов сведены в таблицу 4.2. Учитывались также форма шахтного поля, элементы залегания и степень разведанности (категории А+В+С1). Предварительно оцененные запасы (категория С2) начинаются с гор.-1340м и в рассматриваемых горизонтах не присутствуют.

Большая часть запасов по проекту до гор.-1220м (74 %) находится ниже горизонта - 860 м., см. таблицу 6.1.1. Эти запасы по проекту вскрываются новыми слепыми наклонными стволами с горизонта - 860 м.

(3872+5850+5270+5850)*100 / 28094 = 74,19%

Эксплуатационные запасы считаны за вычетом из балансовых потерь запасов в технологических и гидрогеологических целиках, проектных потерь и с учетом разубоживания. При подсчете запасов разведка принимала следующие величины: - до глубины 1200 м: средняя объемная масса составляет 2,84 т/м3; средняя естественная влажность равна 5,87%.

- с глубины 1200 до 2000 м: средняя плотность - 2,93 т/м3, средняя влажность бокситов - 4,65%.

Таблица 1

№№

п/п

Горизонт

Балансовые запасы, тыс. т

Эксплуатационные запасы, тыс.т

1

Гор.-415м и выше

0

0,0

2

Гор.-590м

510

400

3

Гор.-680м

1230

100

4

Гор.-770м

2012

1650

5

Гор.-860м

3500

2870

6

Гор.-950м

3872

3175

7

Гор.-1040м

5850

4797

8

Гор.-1130м

5270

4321

9

Гор.-1220м

5850

4797

10

ИТОГО

28094

22110

2.2 Предварительная оценка высоты этажа

Значение высоты этажа должно быть таким, при котором обеспечивались бы минимум затрат на добычу руды.

hэТ hвп, (2.1.)

где: hвп - высота этажа по времени вскрытия и подготовки этажа.

Из опыта работы шахт «СУБРа», высоту этажа целесообразно принимать в пределах 60-90 м.

На каждой шахте высота этажа принимается конкретно от горно-геологических условий месторождений. При сплошном оруденении рекомендуется принимать высоту этажа 60 м, при сильно прерывистом - 90 м. Месторождения поле шахты «Кальинская» по данным детальной и эксплутационной разведки отнесено к сильно прерывистому, поэтому рациональней будет принять высоту этажа 90 м. Это существенно снизит коэффициент подготовки на 1 тонну добытой руды. В последние годы из-за не подтверждения запасов по причине значительного наличия безрудных зон годовое понижение горных работ на шахте составляло около 20 м, а на отдельных участках более - 20 м.

Проектируемые горизонты характеризуются также значительными безрудными зонами и небольшой мощностью рудного тела. Эти факторы позволят применить на шахте наиболее производительную и экономически выгодную камерно-столбовую систему разработки по сравнению с другими системами.

2.3 Главные и вспомогательные вскрывабщие выработки

Вскрытие и отработка запасов I очереди до отметки -140 м и II очереди до отметки -590 м к настоящему времени осуществлены.

На данный период выполняется следующий этап вскрытия и отработки запасов III очереди до отметки -860м вертикальными стволами по техническому проекту института «Гипроникель» в который входят горизонты -680м, -770м, -860м.

В настоящем проекте для вскрытия и отработки Кальинского месторождения включены горизонты -680м,-770м,-860м (пройденные и находящиеся в проходке) и -950м,-1040м,-1130м,-1220м (проектные).

Вскрытие этих горизонтов предусмотрено наклонными стволами, оборудованными двумя рудными скиповыми подъемами, породо-материальным подъемом, МДК и для строительства - строительный скипо-клетевой уклон со скиповым подъемом для породы и клетевым для спуска-подъема людей.

Горизонты III очереди (до отметки -860м) вскрыты:

- вспомогательным стволом № 13бис;

- 2-ым скиповым стволом ;

- северным вентиляционным стволом с северным главным вентиляции-

онным восстающим;

- южным вентиляционным стволом с южным главным вентиляционным восстающим;

- вспомогательным стволом № 2 без башенного копра, находящимся на консервации;

- наклонными стволами № 7н № 7 н-2.

Горизонты IV очереди (проектные) вскрываются слепыми уклонами (вторая ступень вскрытия):

- скипо-клетевым строительным уклоном;

- уклоном, оборудованным моноканатной кресельной дорогой (МДК);

- породо-материальным уклоном;

- рудным уклоном № 1;

- рудным уклоном № 2

- наклонным стволом № 7н-2.

Выбранный по результатам технико-экономического сравнения, вариант вскрытия слепыми уклонами, по сравнению с вариантом углубки вертикальных стволов и проходкой вскрывающих квершлагов к рудной залежи, дает следующие преимущества:

Уменьшение объемов горно-капитальных выработок.

Своевременную сдачу глубоких горизонтов в эксплуатацию.

Дальнейшие расчеты показали, что углубка стволов с предварительным строительством подземных углубочных комплексов и их монтажом, а также проходкой вскрывающих квершлагов средней длины 2,0 км задерживают сдачу глубоких горизонтов на 2-3 года. Такая задержка предопределит существенное падение годовой производительности шахты, что невыгодно и недопустимо.

Рис. 7 Схема вскрытия на шахте «Кальинская»

3. Проветривание шахты

На шахтах ОАО «Севуралбокситруда» применяется всасывающая схема вентиляции. В основном все вентиляторные установки действующие. Основные типы вентиляторов главного проветривания следующие: ВЦ-25, ВЦ-25М, ВЦ-32, ВЦД-32, ВЦД-31,5М, ВЦД-47. Каждая вентиляторная установка имеет 2 вентилятора (1 рабочий, 1 резервный). Реверсирование работы вентиляторов осуществляется с помощью системы ляд и лебедок. Конкретная схема вентиляции и наличие действующих вентиляторных установок для шахты «Кальинская» приведены ниже.

Схема вентиляции шахты всасывающая. Основными воздухоподающими выработками являются вертикальный вспомогательный ствол 13бис, наклонные стволы № 7Н и 7Н№2 вскрывающие уклоны с гор. -860 м до гор. -1220 м. Основными воздуховыдающими выработками служат: на севере - главный северный вентиляционный восстающий и северный вентиляционный ствол, на юге - главный южный вентиляционный восстающий и южный вентиляционный ствол.

Северный вентиляционный ствол диаметром 5м оборудован вентиляторной установкой на 2 вентилятора ВЦД-47 «Север». Южный вентиляционный ствол диаметром 5м оборудован вентиляторной установкой на 2 вентилятора ВЦД-47.

Проектом «Вскрытие, дренаж и отработка IV очереди глубоких горизонтов с отм. -860 м» предусмотрен переход на подземные главные вентиляторные установки (ПГВУ). Проектом предлагается строительство 2-х подземных вентиляторных установок на гор.-860 м у Северного и Южного главных вентиляционных восстающих (СГВВ и ЮГВВ). В качестве вентиляторов главного проветривания приняты вентиляторы ВЦ-15 (по 5 шт. в каждой вентиляторной), выпускаемые ОАО «Артемовский машзавод».

3.1 Расчёт количества воздуха

Расчёт количества воздуха производится раздельно для отдельных выработок, обособленного проветривания блоков при нарезных работах, обособленного проветривания подготовительных выработок технологических камер, а также поддерживаемых выработок. Общее количество воздуха для шахты определяется как сумма результатов этих расчётов и утечек воздуха. Утечки воздуха в пределах выемочного блока, на пути от воздухоподающих выработок до выемочных блоков учитываются коэффициенты утечек.

Основными исходными данными для расчётов количества воздуха являются производственная программа развития горных работ, календарный план разработки горизонтов, рудных тел, блоков. Планы добычи по горизонтам, блокам, планы проведения подготовительных выработок, схемы вентиляции по рудному телу и шахте, данные о выделении вредных примесей (пыли, газов) в рудничную атмосферу.

По газам, образующимся при взрывных работах, расчёт производится как для нормального (постоянного) режима вентиляции так и для периода проветривания после проведения массового взрыва. Если количество воздуха, рассчитанное для проветривания очистной выработки при нормальном режиме, не обеспечивает разжижение и вынос газов ВВ за отводимое на вентиляцию время, то рассматриваются дополнительные мероприятия по перераспределению воздуха или принимаются 2 режима проветривания - нормальный и усиленный.

3.1.1 Расчёт количества воздуха для очистных выработок

Количество воздуха определяется по условию статического разжижения, м3/мин

, (3.2.)

где: k - коэффициент турбулентной диффузии, 0,4;

Vk - объём камеры, 297,5 м3;

T - время проветривания, 30 мин;

А - количество одновременно взрываемого ВВ - 140 кг;

b - газовость данного типа ВВ в пересчёте на условную окись углерода, л/кг.

, (3.3.)

Количество воздуха по пылевому фактору

, (3.4.)

где: vоп = 0,8 м/с - оптимальная по выносу пыли скорость движения воздуха;

а = 1,2 - коэффициент, учитывающий отношение средней скорости движения воздуха к осевой.

Расчёт количество воздуха по выделению ядовитых газов самоходного оборудования

, (9.3)

где: q = 6,8 м3/мин?кВт - принятая норма подачи воздуха на мощность ДВС.

Количество воздуха по перечисленным факторам сравниваю и принимаю наибольшее - 970 м3/мин.

3.1.2 Расчёт количества воздуха для проветривания подготовительных и нарезных выработок

Количество воздуха для наклонного ствола

. (3.5.)

Расчёт по пылевому фактору

. (3.6.)

Расчёт по газам от ДВС

. (3.7.)

Количество воздуха по перечисленным факторам сравниваю и принимаю наибольшее - 970 м3/мин

Количество воздуха для проветривания полевого штрека

. (3.8.)

Расчёт по пылевому фактору

. (3.9.)

По числу людей (при n = 5)

. (3.10.)

Принимаю 393 м3/мин. Количество воздуха для проветривания квершлага с учётом утечек воздуха

. (3.11.)

3.1.3 Расчёт количества воздуха для технологических камер

Для складов ВМ и горючесмазочных материалов, м3/мин

, (3.12.)

, (3.13.)

где: k -коэффициент, учитывающий кратность воздухообмена (k = 0,07 для складов ВМ, k = 0,33 - для ГСМ).

Для электромашинной камеры, м3/мин

, (3.13.)

где: Ni = 1250 кВт - мощность двигателя насоса;

i = 0,95 - КПД двигателя;

ki = 1 - коэффициент загрузки.

3.1.4 Расчёт количества воздуха для поддерживаемых выработок

Наклонные стволы 7Н и 7Н-2

. (3.14.)

Вентиляционные ходки (запасные выхода)

. (3.15.)

Полевой вентиляционный восстающий

. (3.16.)

3.2 Количество воздуха для шахты

, (3.17.)

где: k = 1,2 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения по выработкам и горизонтам; - сумма количеств воздуха для обособленного проветривая очистных выработок, м3/мин; - сумма количеств воздуха для обособленного проветривания нарезных, подготовительных и горно-капитальных выработок; - сумма количеств воздуха для обособленного проветривания технологических камер, м3/мин; - сумма количеств воздуха для обособленного проветривания поддерживаемых выработок, м3/мин. k2 = 1,15 - коэффициент, учитывающий утечки воздуха.

Таблица 2 Расчёт необходимого количества воздуха для проветривания шахты

Горизонт

Наименование забоев,

камер, блоков

Количество забоев, камер,

блоков

Необходимое количество воздуха, м3/мин

Гор.-950 м

Очистная выемка

Наклонный ствол

Вентиляционные ходки (зап. выход)

Склад ВМ

Склад ГСМ

Насосная камера

4

2

4

1

1

1

3880

286

144

35

165

284

Гор.-1040 м

Очистная выемка

Полевой штрек

Наклонный ствол

Склад ВМ

Склад ГСМ

6

2

6

1

1

5820

848

1940

35

165

Гор.-1130 м

Квершлаг

1

1020

Суммарное количество воздуха для горизонта -950 м

. (3.18.)

Суммарное количество воздуха для горизонта -1040 м

. (3.19.)

Суммарное количество воздуха для горизонта -1130 м

. (3.20.)

.

3.3 Схема проветривания шахты

Месторождение вскрыто вертикальными стволами в центре шахтного поля - скиповым и клетевым. От стволов пройдены квершлаги. Подготовка полевая с поступательной выемкой блоков этажа. Также с поверхности на всю глубину шахты пройден наклонный ствол, сбитый с горизонтами в начале штреков (у квершлага).

Комбинированная схема проветривания применяется при проходке околоствольных выработок, вскрывающих квершлагов и протяженных горно-подготовительных выработок (штреков, восстающих).

Нагнетательная система проветривания применяется при проходке непротяженных, горноподготовительных и очистных выработок.

Система разработки: камерно-столбовая, со шпуровой отбойкой руды. Схема вентиляции фланговая, способ проветривания всасывающий. Шахта не опасна по выбросам пыли и газа. Проветривание очистных работ за счёт общешахтной депрессии, подготовительных и нарезных - вентиляторами местного проветривания. При проходке горнокапитальных, горноподготовительных и нарезных выработок для проветривания применяются вентиляторы местного проветривания СВМ-6М и ВМ-12М. Нагнетательными вентиляционными трубами служат несгораемые трубы типа ПХВ или ЦПХВ диаметром 500-1000 мм. Отсасывающие ставы вентиляционных труб состоят из металлических труб диаметром 500-600 мм.

Одновременно в эксплуатации находится 3 горизонта, один в очистной выемке, один в подготовке и очистной выемке, один в подготовке. Общее количество действующих блоков - 10. В проходке и нарезке находятся 2 штрека, 2 уклона, 1 - квершлаг на гор.-1130 м.

4. Технология и организация работ в блоке

4.1 Геологические особенности месторождения, влияющие на технологию его разработки

Объем добычи по шахте «Кальинская» за последние годы составил около 30%, в том числе с Ново-Кальинского месторождения около 13% при объеме запасов по Кальинскому месторождению 14% от объема балансовых запасов бассейна.

Геологические запасы на эксплуатационных горизонтах приняты по данным СУБРа. При отработке запасов согласно правилам безопасности ведения горных работ вблизи надшахтных и других сооружений выделяются охранные целики, запасы которых не подлежат отработке.

По сложности геологического строения Кальинское месторождение относится ко 2-ой группе по классификации ГКЗ РФ.

При проходке горно-капитальных выработок для вскрытия месторождений на рассматриваемых в проекте горизонтах будут встречены горные породы вулканогенного, пирокластического, терригенного и нормально-осадочного морского происхождения. Породы имеют общее восточное падение под углом 20О-30О. Эффузивные породы на коротких расстояниях меняются, образуя разнообразные формы.

Проходка горно-подготовительных выработок будет проходить по породам верхней толщи петропавловской свиты с-S22-Д1. Толща сложена, главным образом, светло-серыми, розовыми плотными монолитными известняками. Участками известняки брекчиевидные, кавернозные. Вблизи зон тектонических нарушений сильно раздробленные, как правило, неустойчивые при проходке. Предел прочности на одноосное сжатие 95 МПа ? 132 МПа; и 61 МПа до 95 МПа.

Околоствольные дворы и квершлаги (а также вертикальные стволы) проходятся в породах представленных в табл.3.

Таблица 3 Физико-механические свойства подстилающих пород

Породы

Объемный вес, г/см3

Прочность, кг/см2

Пористость, %

Категория устойчивости

При сжатии

При растяжении

1.Известняк плотный

2,68

869

28,7

2,83

I

2.Известняк трещиноватый

2,69

730

85,0

2,10

II-III

3.Туфоконгломерат

2,80

1175

77,4

2,39

II

4.Туфопесчанник

2,57

1273

114,0

4,82

II-III

5.Порфирит диабазовый

2,71

1554

148,0

2,19

II-III

6.Порфирит миндалекаменный

2,58

1160

80,0

2,89

II-III

8.Порфирит плагиоклазовый

2,53

904

70,0

5,59

II-III

4.2 Распределение запасов месторождения на участки

В настоящее время Кальинское месторождение по промышленным запасам (категории В и С1) разведано по сети разведочных скважин 100 х 100 м (категория С2) до глубины 2000 м с сетью разведочных скважин 400 х 400 м., Балансовые запасы по состоянию на 1.01.2004г. составляют 51.440.000 тонн бокситов. Промышленные запасы составляют 42.650.000 тонн бокситов. Выше гор.-590м к настоящему времени все отработано, очистные работы ведутся на гор.-680м, -770м. (см. графическую часть проекта)

Кальинское месторождение по протяжённости с севера на юг составляет 3,5 км и граничит на севере с шахтой “Ново-Кальинская” (месторождение Ново-Кальинское) и на юге с шахтой № 14-14бис (месторождение Красная шапочка).

Подсчет запасов на проектную глубину произведен погоризонтно по состоянию на 01.01.2004 года и результаты расчетов сведены в таблицу 4.2. Учитывались также форма шахтного поля, элементы залегания и степень разведанности (категории А+В+С1). Предварительно оцененные запасы (категория С2) начинаются с гор.-1340м и в рассматриваемых горизонтах не присутствуют.

Большая часть запасов по проекту до гор.-1220м (74,2 %) находится ниже горизонта - 860 м., см. таблицу 1.2.1. Эти запасы по проекту вскрываются новыми слепыми наклонными стволами с горизонта - 860 м.

(3872+5850+5270+5850)*100 / 28104 = 74,2%

Эксплуатационные запасы считаны за вычетом из балансовых потерь запасов в технологических и гидрогеологических целиках, проектных потерь и с учетом разубоживания. При подсчете запасов разведка принимала следующие величины:

- до глубины 1200 м: средняя объемная масса составляет 2,85 т/м3; средняя естественная влажность равна 5,87%.

- с глубины 1200 до 2000 м: средняя плотность - 2,93 т/м3, средняя влажность бокситов - 4,65%.

Таблица 4

№№

п/п

Горизонт

Балансовые

запасы, тыс. т

Эксплуатационные

запасы, тыс.т

1

Гор.-415м и выше

10

0

2

Гор.-590м

510

400

3

Гор.-680м

1230

1000

4

Гор.-770м

2012

1649

5

Гор.-860м

3500

2870

6

Гор.-950м

3872

3175

7

Гор.-1040м

5850

4797

8

Гор.-1130м

5270

4321

9

Гор.-1220м

5850

4797

10

ИТОГО

28104

23009

4.3 Выбор системы разработки по факторам

На Североуральских бокситовых месторождениях в связи со сложными горно-геологическими условиями их освоения применяется целый комплекс систем разработки различного класса:

- система слоевого обрушения (ССО);

- камерно-столбовая система (КСС);

- этажно-камерная система (ЭКСР);

- камерная с закладкой выработанного пространства (КСЗ);

- столбовая система с однослойной выемкой (ССР).

На выбор систем разработки в современных условиях СУБРа оказывают влияние три группы факторов: природные, экономические и социальные. Наиболее представительной является группа природных факторов, включающая: угол наклона и мощность рудной залежи, устойчивость пород непосредственной кровли, сложные гидрогеологические условия, склонность пород непосредственной кровли к самовозгоранию, геомеханическое состояние руд и вмещающих пород.

"Неудобный" для разработки угол наклона рудной залежи (25-300), значительные вариации сплошности и мощности продуктивного горизонта ограничивают области применения на Северо-Уральских рудниках высокопроизводительных систем с применением самоходной техники. Сохранение в процессе добычи уникальных качественных характеристик бокситов СУБРа со сравнительно небольшими потерями полезного ископаемого возможно лишь применяя традиционные системы разработки - камерно-столбовую, слоевого обрушения, столбовую - с использованием мобильного переносного оборудования. Только применение системы слоевого обрушения позволяет отрабатывать участки с неустойчивой кровлей. Ограничивает применение высокоэффективных (лавовых) технологий отработки без оставления поддерживающих опорных целиков склонность пород кровли с содержанием свободного углерода более 2 % и серы более 4 % к самовозгоранию.

Вся перечисленная группа природных факторов обусловлена историей формирования бокситоносного комплекса, находится в квазистационарном состоянии и достаточно точно диагностируется, что позволяет свести до минимума её негативное воздействие на ведение горных работ. Однако этого нельзя сказать о напряжённо-деформированном состоянии массива горных пород, обусловленного совокупностью природных и антропогенных факторов. Нередко в массиве возникают опасные концентрации напряжений, разрядка которых зачастую сопровождается горными ударами. Как показывает многолетний опыт, мероприятия по предотвращению горных ударов должны быть направлены не на их исключение, поскольку это невозможно, а на уменьшение их энергии и разрушительных последствий.

Именно значительной энергией отличались редкие сейсмоявления на участках применения вариантов систем с закладкой выработанного пространства. Доля этих систем неуклонно снижается, что связано не только с их удароопасностью, но и с высокой себестоимостью применения (примерно на 30 % выше, нежели на камерно-столбовой системе), ограниченностью дальности транспортировки закладочной смеси действующих поверхностных установок (при этом более 50 % запасов остаются вне зоны их досягаемости). Строительство новых закладочных комплексов требует дополнительных капитальных вложений, что отразится естественным образом на росте себестоимости добычи бокситов СУБРа и снижении их конкурентоспособности

Социальными факторами, определяющими выбор систем разработки в современных условиях являются: уровень трудоемкости и материалоемкости, безопасности и травмоопасности, уровень механизации труда, экологическая обстановка, уровень заработной платы.

В сложившейся ситуации при неблагоприятной конъюнктуре на алюминий поддержание конкурентоспособности бокситов СУБРа возможно лишь за счёт сохранения объёмов добычи и стабилизации себестоимости добычи на современном уровне. Как следствие этому, произошло увеличение в период свободной экономики доли камерно-столбовой системы разработки, как менее ресурсозатратной и более производительной, и практически полный отказ от систем разработки с закладкой выработанного пространства.

Удельный вес применяемых систем разработки в годовой добыче шахты «Кальинская» на 01.01.2005г. распределился следующим образом:

- КСС - 89,0%;

- КСЗ - 1,7%;

- Двухстадийная - 3,6%;

- добыча от ГПР - 5,7%.

Условия применения каждой из систем разработки ограничены следующими параметрами:

Система слоевого обрушения (ССО):

- угол падения рудного тела - любой;

- нормальная мощность - любая. При отработке маломощных участков рудной залежи (1,0-2,0 м) не исключена вероятность нарушения скрепером деревянного крепления;

- класс пород кровли - с I по V;

- руды всех разновидностей и различной степени устойчивости;

- на участках с остаточными напорами подземных вод после осушения подзоны взаимосвязанных карстовых систем или сохранения водоупорных свойств покрывающих пород при их наличии;

- участки рудного тела, склонные к самовозгоранию отрабатывать с применением специальных мероприятий в соответствии с "Инструкцией ... ".

Камерно-столбовая система (КСС) и камерная система с закладкой (КСЗ):

- угол падения рудного тела - до 45о;

- нормальная выемочная мощность - до 8,5 метров. При отработке маломощных участков (1,0-2,0 м) возникают технические проблемы, связанные с креплением горных выработок;

- класс пород кровли по устойчивости - I - IV;

- устойчивость руд любая, кроме III2, III3 (яшмовидный боксит);

- на участках с остаточными напорами подземных вод после осушения подзоны взаимосвязанных карстовых систем или сохранения водоупорных свойств покрывающих пород при их наличии.

Этажно-камерная система разработки (ЭКСР):

- угол падения рудного тела - любой;

- нормальная мощность - 15 и более метров;

- устойчивость пород кровли - любая (при V классе - рудная потолочина);

- руды всех разновидностей и различной степени устойчивости;

- породы лежачего бока, в которых производят подготовку горизонта выпуска, должны быть устойчивые;

- на участках с остаточными напорами подземных вод после осушения подзоны взаимосвязанных карстовых систем или сохранения водоупорных свойств покрывающих пород при их наличии;

- участки, склонные к самовозгоранию, отрабатывать в соответствии с "Инструкцией ... ".

Столбовая система разработки с однослойной выемкой (ССР):

- угол падения рудного тела - до 35о;

- максимальная нормальная мощность - до 4-х метров. При отработке маломощных участков бокситовой залежи (1,0-2,0 м) не исключена вероятность нарушения деревянного крепления;

- устойчивость пород кровли - любая;

- руды всех разновидностей;

- на участках с остаточными напорами подземных вод после осушения подзоны взаимосвязанных карстовых систем или сохранения водоупорных свойств покрывающих пород при их наличии.

Принимая во внимание постоянные и переменные горно-технические и горно-геологические факторы в условиях Кальинского месторождения (мощность, угол падения, устойчивость покрывающих пород и т.п.) в дальнейшем сравнении участвуют три выбранные системы разработки: камерно-столбовая система разработки, система слоевого обрушения, двухстадийная система разработки.

По опыту работы прошлых лет на шахте «Кальинской» (см. раздел 2 «Современное состояние горных работ») преобладающую долю применения занимает камерно-столбовая система разработки (94% от общей добычи), она и принимается для дальнейшего расчета.

4.4 Выбор системы разработки по технико-экономическим показателям

Если условия применения для выбранных систем разработки были одинаковыми, то окончательный выбор производился далее по технико-экономическим показателям, где рассматривались следующие факторы.

С экономической точки зрения системы разработки различаются между собой главным образом материально-трудовыми затратами по подготовке и очистной выемке и показателями извлечения руды, а также затратами на транспорт и вспомогательные процессы, зависящие от концентрации работ.

В материальных и трудовых затратах на добычу руды до половины их и более приходится на подготовительно-нарезные работы и очистные работы. От системы разработки зависят показатели извлечения руды из недр. Экономическое требование к системе разработки состоит в том, чтобы сумма приведенных затрат и экономического ущерба от потерь и разубоживания руды была минимальной. Сравнение систем учитывает следующие показатели:

материально-трудовые затраты на отработку 1 т. руды;

потери полезного компонента;

разубоживание руды;

удельные капиталовложения на отработку 1т руды в год.

Если одна из систем разработки лучше других по всем этим показателям или хотя бы по одному из них при равенстве остальных показателей, то ясно, что именно она заслуживает предпочтения, и дальнейшие расчеты не нужны. В нашем случае приоритет отдается камерно-столбовой системе разработки.

Денежные затраты в сравниваемых вариантах нами не приводятся, так как в условиях рыночной экономики, когда в течение короткого времени меняются цены на материалы, электроэнергию и т.д., невозможно с достаточной долей достоверности оценить удельные капиталовложения и материально-трудовые затраты на отработку 1т руды. Достаточное представление о соотношении себестоимости добычи при сравниваемых системах разработки дают показатели производительности труда и расхода основных материалов.

Повышение приведенных затрат снижает удельный доход. Потери руды также снижают доход, так как уменьшают выход рудной массы, приносящей доход. Разубоживание руды тоже сокращает доход, поскольку снижает выход конечного продукта из 1 т рудной массы и увеличивает затраты на транспорт и переработку, тем более, что принятой технологией переработки руды разубоживание жестко ограничено качественными характеристиками, определяемыми договорами поставки.

4.5 Описание выбранной системы разработки

Невысокая производительность и значительные эксплуатационные затраты на системе слоевого обрушения предопределили пути поиска более производительной и менее трудоемкой системы разработки. В конце 50-х годов с внедрением штанговой крепи была разработана, испытана и впоследствии получила широкое распространение на горнопромышленных объектах СУБРа камерно-столбовая система разработки (КССР), см. рис. 14.

Эта система применяется на участках с мощностью залежи до 8,5 м и устойчивой кровлей, позволяющей применять анкерное крепление. Общая отработка блоков ведется сверху вниз, выемка панелей - от флангов к центру. Панели отрабатываются камерами шириной 4-7 м. Кровля поддерживается целиками с размером сторон от 3 до 8 м. Параметры обнажения кровли и размеры опорных целиков рассчитываются с учетом геологических условий, глубины горных работ, физико-механических свойств руд и вмещающих пород. Удельный вес КССР в общем объеме добычи рудника достигает 51 %, потери руды колеблются от 18 до 20 %, разубоживание - почти такое же, как на системе слоевого обрушения - 6,9 %. Существенным недостатком КССР является подверженность горным ударам (Куд.=0,38). Ведение горных работ на удароопасных участках сопровождается профилактическими противоударными мероприятиями.

По мере накопления и обобщения опыта применения системы разрабатывались и вводились в действие нормативные документы, позволяющие модернизировать параметры данной системы, повышать безопасность горных работ и, в конечном итоге, улучшать её технико-экономические показатели. Основными нормативными документами, регламентирующими применение камерно-столбовой системы разработки, являются:

- технический проект "Камерно-столбовая система разработки для шахт "СУБРа" с дополнениями № 1 и 2; Унипромедь, 1979 г.;

- вариант двухстадийной выемки камерных запасов (дополнение № 3) к проекту КССР для шахт СУБРа, СУБР, 1991 г.;

- руководство по выбору конструктивных параметров камерно-столбовой системы разработки на шахтах ОАО "Севуралбокситруда", Унипромедь, ОАО "СУБР", 1997 г.

За последние десять лет доля добычи бокситов с применением КССР выросла с 45 до 54 %, а на шахтах № 14-14бис и "Кальинская" - до 80-90 %. По производительности труда КССР незначительно уступает системам с закладкой выработанного пространства, характеризуется невысокими показателями материалоемкости и трудоемкости, является наиболее безопасной по количеству несчастных случаев, по уровню разубоживания руды вмещающими породами сопоставима с системой слоевого обрушения.

Рис. 8

Негативными сторонами применения КССР на глубоких горизонтах являются увеличивающиеся потери руды в опорных целиках и высокая удароопасность. Применение камерно-столбовой системы разработки на глубинах 1000 и более метров возможно при проведении профилактических мероприятий по снижению напряжённо-деформированного состояния массива горных пород.

4.6 Обоснование параметров выемочного блока

Сущность камерно-столбовой системы, как наиболее применяемой на шахте, заключается в следующем: очистной блок (выемочная единица), шириной по простиранию 60?80 метров, разбивается по падению рудного тела на панели. Как правило, в панели принято однорядное расположение целиков. В отдельных случаях, когда обстановка неудароопасная, применяется двух- или трёхрядное расположение целиков.

Из орт-заезда в центре блока проходятся рудный под висячим боком и полевой (в породах лежачего бока на расстоянии 15 метров от рудного тела) восстающие, с углом наклона, соответствующим углу падения рудного тела.

С рудного восстающего на фланги блока проходятся панельные штреки. По окончанию проведения горно-подготовительных и нарезных работ и обеспечения блока запасными выходами и вентиляцией начинаются очистные работы.

Общее направление работ в блоке сверху вниз и от флангов к центру.

Отбойка камерных запасов в пределах каждой панели производится снизу вверх. В первую очередь вынимается подсечной слой на контакте с породами висячего бока на всю ширину камеры. Высота подсечного слоя 2,5 - 3,0 метра. Затем производится выемка оставшихся камерных запасов до контакта с породами лежачего бока, при этом общая высота камер не должна превышать 8,5 метров.

После выемки ряда камер в панели производят разделение (просечку) ленточных целиков на столбчатые. Целики оформляются по прямоугольной, квадратной или косоугольной сетке и имеют вид неправильной усечённой пирамиды.

...

Подобные документы

  • Геологическая характеристика месторождения, состояние горных работ. Режим работы рудника, механизация процессов очистной выемки. Расчет и обоснование разных вариантов системы разработки глубоких горизонтов. Вычисление закладки выработанного пространства.

    курсовая работа [141,9 K], добавлен 16.01.2013

  • Характеристика района и месторождения, горно-геологические условия. Основные параметры шахты. Подготовка шахтного поля. Капитальные и подготовительные выработки. Удельные затраты на отработку горизонта. Транспортировка горной массы из забоя выработок.

    дипломная работа [6,2 M], добавлен 23.08.2011

  • Основные параметры шахты. Промышленные запасы шахтного поля. Проектная мощность шахты. Выбор схемы и способа вскрытия шахтного поля. Подготовка пласта к очистной выемке. Выбор и обоснование системы разработки. Выбор технических средств очистных работ.

    курсовая работа [105,3 K], добавлен 23.06.2011

  • Расчет промышленных запасов, срока строительства и срока службы шахты. Выбор схемы вскрытия, способа подготовки и системы разработки. Анализ технологии проведения выработок и технологии очистных работ. Определение нагрузки на лаву и расчет их количества.

    контрольная работа [711,7 K], добавлен 11.12.2014

  • Анализ выбора рациональных схем, способов вскрытия и подготовки шахтного поля для стабильной работы шахты. Стадии разработки угольного месторождения: вскрытие запасов шахтного поля, подготовка вскрытых запасов поля к очистным работам, очистные работы.

    курсовая работа [66,9 K], добавлен 24.12.2011

  • Характеристика района и месторождения: общие сведения, стратиграфия, тектоника, гидрогеология. Запасы шахтного поля, этапы его вскрытия и подготовки, экономическая оценка вариантов. Организация работ по руднику. Использование подземного транспорта.

    дипломная работа [768,6 K], добавлен 05.10.2011

  • Выбор способа вскрытия месторождения (шахтного поля). Определение производственной мощности и срока существования рудника. Расчет сечений вскрывающих выработок, вентиляции и скорости движения воздуха. Анализ капитальных затрат на строительство рудника.

    контрольная работа [142,7 K], добавлен 05.12.2012

  • Оценка целесообразности вскрытия запасов месторождения вертикальным и наклонным стволом. Анализ балансовых запасов руды и годовой производительности рудника. Расчет капитальных затрат по сравниваемым вариантам. Оценка общих затрат по вариантам вскрытия.

    контрольная работа [106,7 K], добавлен 10.12.2010

  • Краткая горно-геологическая и горнотехническая характеристика месторождения. Расчет параметров подземного рудника, его годовая производительность. Выбор и обоснование схемы вскрытия шахтного поля, способа его подготовки, разработки месторождения.

    курсовая работа [31,8 K], добавлен 05.02.2014

  • Горно-геологическая характеристика месторождения и шахтного поля. Основные параметры шахты. Вскрытие и подготовка шахтного поля, параметры оборудования для проведения подготовительных и очистных работ. Технологический комплекс поверхности шахты.

    отчет по практике [44,9 K], добавлен 25.03.2015

  • Особенности вскрытия и подготовки шахтного поля. Общая характеристика шахтного транспорта, вентиляции, электроснабжения, водоотливных и подъемных установок. Описание принципа действия основных технических средств автоматической газовой защиты шахты.

    дипломная работа [91,7 K], добавлен 24.09.2010

  • Расчет промышленных запасов шахтного поля, а также годовой мощности исследуемой шахты, определение и оценка срока ее службы. Выбор и обоснование способа и схемы вскрытия и подготовки поля. Технология очистных работ, их технико-экономическое обоснование.

    курсовая работа [435,2 K], добавлен 20.01.2016

  • Условия залегания мощных пластов Кузбасса. Специфика условий горных работ на шахте "Распадская-Коксовая". Использование камерно-столбовой системы при отработке целика угля неправильной формы. Отработка угольных пластов короткими очистными забоями.

    курсовая работа [1,0 M], добавлен 05.05.2015

  • Расчет промышленных запасов шахтного поля, годовой мощности и срока службы шахты. Безопасность ведения горных работ при вскрытии шахтного поля. Технические средства очистных работ. Размеры выемочных полей и очистных забоев. Нагрузка на очистной забой.

    курсовая работа [247,3 K], добавлен 21.03.2012

  • Вскрытие пластовых месторождений. Изображение шахтного поля и схемы вскрытия, системы разработки. Подготовка транспортного горизонта. Определение параметров отработки выемочного столба, числа подготовительных забоев и скорости проведения выработок.

    контрольная работа [2,4 M], добавлен 23.03.2014

  • Мощность шахты, режим работы. Механизация очистной выемки и нагрузка на забой. Главные способы подготовки шахтного поля и система разработки угольных пластов. Группирование пластов по очередности отработки и определение нагрузки. Вскрытие шахтного поля.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.12.2015

  • Автоматический контроль содержания метана в рудничной атмосфере. Характеристика шахтного поля, его вскрытия, подготовка и обработка. Технология и организация основных процессов по добыче полезных ископаемых, проведению и ремонту горных выработок.

    отчет по практике [239,8 K], добавлен 28.04.2015

  • Распространение подземных вод на территории Украины. Физико-географическое и гидрогеологическое описание, инженерно-геологическое строение Припятско-Днепровского региона. Характеристика водоносных горизонтов, основные закономерности их формирования.

    курсовая работа [62,7 K], добавлен 08.06.2013

  • Краткая геологическая характеристика месторождения. Выбор метода вскрытия и подготовки шахтного поля. Расчет годовой производственной мощности рудника и срока его существования. Анализ эксплуатационных и капитальных затрат на вскрытие месторождения.

    курсовая работа [60,9 K], добавлен 03.07.2012

  • Географическое административное положение шахты. Границы и размеры шахтного поля, его геологическая характеристика, вскрытие и подготовка. Методика расчета сдвижений и деформаций в главных сечениях мульды. Расчёт ожидаемых сдвижений по разрезу I-I вкрест.

    курсовая работа [288,9 K], добавлен 29.08.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.